CN100476372C - 料位测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种料位测量仪，由支架、电机、测绳、绳轮、滑轮、磁编码器、力敏传感器、主机单元、撑架、位置传感器、密封装置、重锤、磁体组成，其中，绳轮设置在支架上，支架上设置力敏传感器，该力敏传感器上设置滑轮，撑架设置在煤粉仓或灰库的顶部，该撑架上方设置滑轮，撑架内设置有密封装置及位置传感器，测绳搭在支架及撑架上的二滑轮上，测绳的一端绕在绳轮上，另一端穿过密封装置并固定重锤，该重锤位于煤粉仓或灰库内，该重锤内具有磁体，电机可以带动绳轮转动，磁编码器用于检测电机的角位移，力敏传感器用于检测重锤的力敏数值，位置传感器用于检测重锤的位置，主机单元是由以CPU为主要元件组成的控制电路，磁编码器、力敏传感器、位置传感器与主机单元电连接。

Description

料位测量仪

技术领域

本发明涉及一种料位测量仪。

背景技术

目前，发电厂的煤粉仓及灰库的料位测量，一般使用超声波测量仪进行测量，在测量的过程中，由于上层的煤粉或煤灰祢漫在空气中，致使对超声波的反射层不确定，从而导致对料位测量不准确，无法测得真实的料位。而以前使用的重锤式机械料位测量仪，在用于煤粉仓及灰库的料位测量时，由于煤粉或煤灰的细度很小，其重锤可以直接落到煤粉仓及灰库底，无法测量料位。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有料位测量仪无法测量煤粉仓及灰库料位的问题，而提供一种可以测量煤粉仓及灰库料位的料位测量仪。

本发明是由支架、电机、测绳、绳轮、滑轮、磁编码器、力敏传感器、主机单元、撑架、位置传感器、密封装置、重锤、磁体组成，其中，绳轮设置在支架上，电机带动该绳轮可以转动，支架上设置力敏传感器，该力敏传感器上设置滑轮，撑架设置在煤粉仓或灰库的顶部，该撑架上方设置滑轮，撑架内设置有密封装置及位置传感器，测绳搭在支架及撑架上的二滑轮上，测绳的一端绕在绳轮上，另一端穿过密封装置并固定重锤，该重锤位于煤粉仓或灰库内，该重锤内具有磁体，磁编码器用于检测电机的角位移，力敏传感器用于检测重锤的力敏数值，位置传感器用于检测重锤的位置，主机单元是由以CPU为主要元件组成的控制电路，该主机单元具有人机接口、DCS接口、高低料位报警输出及4～20mA料位输出，该人机接口连接键盘，磁编码器、力敏传感器、位置传感器与主机单元电连接。

本发明还具有现场料位显示器及远操控器与主机单元电连接，该现场料位显示器可以在现场直接显示料位的数值，远操控器可以设置在集中控制室内，用于对料位的检测过程进行操控，该远操控器具有红绿双色料位模拟显示及单色数字料位显示，还具有报警输出、4～20mA料位输出、DCS接口。

另外，力敏传感器可以悬挂在支架上，滑轮悬吊在力敏传感器的下端。

本发明的工作原理：

如图3所示，本发明采用失重法原理进行测量，主机单元在确认有测量要求时，位置传感器通过感应重锤内的磁体先检查重锤位置，根据所定测量模式处理合适后，放下测绳，主机单元在全程测量中对重锤做离分析及测绳的长度计算，此时，主机单元及远操控器均有重锤位置的动态数字显示，在探测到料位面时，根据用户编程设定的仓深，给出料位，即：料位＝仓深一放绳长度+重锤在被测介质中的下陷深度。主机单元和远操控器锁定此次测量的料位数字，给出相应4～20mA输出及高低报警输出，此后将重锤收回，完成一次测量。

本发明的有益效果：

兼蓄传统机械式料位计与超声波或反射波料位计的功能及优点；传统机械式料位计测量结果可靠，重复精度高，抗干扰能力强，但通常不能做连续测量，并偶有乱绳、埋绳的弱点；反射波料位计可做连续非接触测量，但误差大，测量重复精度的真实性较难把握，恶劣环境的抗干扰能力相对较弱；本发明具有三种测量模式，全部参数均可由用户自行设定，以适应不同场合使用；

(1)、高位模式：每次测量，重锤从仓口下放，测量完收回仓口，适合小仓深环境使用。

(2)、半高位模式：首次上电，重锤从仓口下放，测量完主机单元根据仓内上部空间大小，自动寻找一个合适位置停靠重锤，下次测量时，重锤直接从此位置开始下放测量，当上部空间不满足条件时，主机单元会自动转入高位模式，待条件合适后，又恢复半高位模式，半高位模式一般测量时间仅是高位模式的一半，这意味着能更快地给出料位结果；由于收放绳距离短，测绳挂粘的被测介质也少，传动部件的磨损相对也小，特别适合大仓深环境使用。

(3)、低位模式：即连续跟踪模式，与半高位模式类似，所不同的是收绳距离由用户设定，0.4m～0.7m不等，选用此模式后，主机单元会每间隔20秒测量一次，使重锤总保持在料位面附近，此模式由于距料位更近，通常几秒就给出结果，适合料位起伏变化较快的环境使用。

(4)、本发明测量的料位是真实的原始料位面，与传统机械式料位计不同的是，本发明测量的料位与重锤下陷被测物质的深度无关，运行中程序会自动搜检重锤失重前的最大力值点及料位，所以，测量结果与被测物的蓬松程度无关，该方式可达到非接触测量效果。

(5)、本发明具有埋绳自救功能，用户可自行设定使用或不使用该功能，选择使用时，如遇塌仓、落料、偶然重锤被埋时，二秒内便自动进入自救状态，主机单元自救完全模仿人的动作，先松绳一秒，再收绳四秒，如此每十秒循环一次，在四秒收绳中，如重锤被持续拉动，便将电机控制转交回主程序正常运行，此功能在现场经过多次验证，成功率达100％。

(6)、本发明具有远距离传输、自动监测功能，并可由以下多种方式实现测量要求：

a)主机单元自带的运行键人工输入响应；

b)远操控器的手动测量键人工输入响应；

c)主机单元上用户设定的定时测量到时间响应；

d)DCS系统发出的电平信号响应；

e)连续跟踪模式的机内定时响应。

本发明如已在运行测量状态中，上述任一种新的测量要求被视为本次测量过程，不会被重复响应。

(7)、具有自动显示功能。

(8)、具有自动报警功能，上、下限位报警设定和声报警输出。

(9)、测量重锤按防埋设计，根据不同的现场情况具有不同结构。

(10)、齿轮传动，测绳自由缠绕，保证主机运行平稳，不乱绳。

(11)、主机远离粉仓开孔，可防止粉尘进入主机内。

(12)、主机单元与远操控器下位机均具有独立的报警输出，4～20mA输出，DCS接口，方便用户接线。

附图说明

图1为本发明之第一实施例的结构示意图。

图2为本发明之第二实施例的结构示意图。

图3为本发明的工作框图。

具体实施方式

请参阅图1所示，为本发明的第一实施例，本发明是由支架2、电机3、测绳11、绳轮5、滑轮9、17、磁编码器8、力敏传感器10、主机单元7、撑架14、位置传感器12、密封装置13、重锤15、磁体组成，其中，支架2设置在煤粉仓或灰库16的蓬板1上，绳轮5设置在支架2上，电机3带动该绳轮5可以转动，支架2上设置力敏传感器10，该力敏传感器10上设置滑轮9；支架2、电机3、测绳11、绳轮5、滑轮9、磁编码器8、力敏传感器10罩在防护罩4内；

撑架14设置在煤粉仓或灰库16的顶部蓬板1上，该撑架14上方设置滑轮17，撑架14内设置有密封装置13及位置传感器12，测绳5搭在支架2及撑架14上的二滑轮9、17上，测绳5的一端绕在绳轮5上，另一端穿过密封装置13并固定重锤15，该重锤15位于煤粉仓或灰库内16，该重锤15内具有磁体，磁编码器8用于检测电机3的角位移，力敏传感器10用于检测重锤15的力敏数值，位置传感器12用于检测重锤15的位置，主机单元7是由以CPU为主要元件组成的控制电路，该主机单元7具有人机接口、DCS接口、高低料位报警输出及4～20mA料位输出，该人机接口连接键盘，磁编码器8、力敏传感器10、位置传感器12与主机单元7电连接。

本发明还具有现场料位显示器(图中未示)及远操控器6与主机单元7电连接，该现场料位显示器可以在现场直接显示料位的数值，远操控器6可以设置在集中控制室内，用于对料位的检测过程进行操控，该远操控器6具有红绿双色料位模拟显示及单色数字料位显示，还具有报警输出、4～20mA料位输出、DCS接口。

请参阅图2所示，为本发明的第二实施例，该实施例与第一实施例的区别是，力敏传感器10悬挂在支架2上，滑轮9悬吊在力敏传感器10的下端。

Claims (3)

1、一种料位测量仪，其特征在于：是由支架、电机、测绳、绳轮、滑轮、磁编码器、力敏传感器、主机单元、撑架、位置传感器、密封装置、重锤、磁体组成，其中，绳轮设置在支架上，电机带动该绳轮可以转动，支架上设置力敏传感器，该力敏传感器上设置滑轮，撑架设置在煤粉仓或灰库的顶部，该撑架上方设置滑轮，撑架内设置有密封装置及位置传感器，测绳搭在支架及撑架上的二滑轮上，测绳的一端绕在绳轮上，另一端穿过密封装置并固定重锤，该重锤位于煤粉仓或灰库内，该重锤内具有磁体，电机可以带动绳轮转动，磁编码器用于检测电机的角位移，力敏传感器用于检测重锤的力敏数值，主机单元在确认有测量要求时，位置传感器通过感应重锤内的磁体先检查重锤位置，根据所定测量模式处理合适后，放下测绳，主机单元是由以CPU为主要元件组成的控制电路，该主机单元具有人机接口、DCS接口、高低料位报警输出及4～20mA料位输出，该人机接口连接键盘，磁编码器、力敏传感器、位置传感器与主机单元电连接。

2、根据权利要求1所述的一种料位测量仪，其特征在于：所述的主机单元电连接有现场料位显示器，该现场料位显示器在现场直接显示料位的数值。

3、根据权利要求1所述的一种料位测量仪，其特征在于：所述的主机单元电连接有远操控器，该远操控器用于对料位的检测过程进行操控，该远操控器具有红绿双色料位模拟显示及单色数字料位显示，还具有报警输出、4～20mA料位输出、DCS接口。

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