CN101788325B - 重量检测装置及具有该装置的料仓重量测控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重量检测装置，安装于支撑重物并受重物重力作用产生形变的支腿上，其包括上支承座、下支承座、传递杆、外壳体及称重传感器，上支承座与下支承座沿支腿的轴线方向固定在支腿上，传递杆的轴向与支腿的轴向平行，传递杆的上端固定在上支承座上，下端与安装在下支承座上的称重传感器的球形状探测端抵触，上支承座、下支承座、传递杆及称重传感器均容置于固定在支腿上的外壳体内。本发明的重量检测装置通过上支承座与下支承座之间距离的变化将支腿的微量弹性变形量放大，再通过传递杆传递给称重传感器转换成电信号，实现重量检测，其性能可靠、检测精度高且安装维修方便。相应地，本发明还公开了一种具有该装置的料仓重量测控系统。

Description

重量检测装置及具有该装置的料仓重量测控系统

技术领域

本发明涉及一种检测装置，更具体地涉及一种重量检测装置及具有该装置的料仓重量测控系统。

背景技术

随着经济社会的不断发展，科学技术水平的不断提高，要求工业设备具有较高精度要求，因此各种检测装置应运而生。近年来，我国的冶金、机械、能源(电力、石油、煤炭、天然气等)、化学、建筑材料等工业发展迅猛，其配套的机械设备等设施相应在不断更新换代，其中随着建设领域中商品混凝土的迅速发展，混凝土生产由过去小规模的施工现场搅拌，转变为由使用散装水泥进行集中生产的大型预拌混凝土生产厂来生产；在钢铁冶金行业，也采取了淘汰小高炉、小转炉，新建大型高炉和转炉的转换，规模化效应能达到节能减排，提高生产率，提升产品质量的目的。与之配套的原料储存，配料料仓逐渐向大型化发展，在化工、食品及其他许多行业中同样需要原料储存、配料的大吨位料仓；随着企业对产品质量、原料消耗，原料出入库控制，成本管理等要求的提高，对这种大吨位料仓的计量要求越来越高，通常需要了解料仓内料位的高低，及对料仓的进出库存数据实现二次校对；因此需要一种既能准确测量料仓内物料重量、又要能灵活地配置测量精度、同时对传感器能方便地进行维护和维修的检测装置。

现有的对料仓的检测有两种方式，第一类就是重量检测，第二类就是料位检测。

对料仓内物料的重量检测：是通过在安装在料仓底部或顶部的压力传感器，将料仓的重量直接转换成毫伏信号，通过放大、模数转换、数码显示的方式来完成，虽然该方式测量精度能满足要求，但对于200吨以上的料仓，有着安装成本高，传感器故障时维修困难，因而使用上很不方便；而且该检测系统用于配料控制时，测量精度会受到很多外界的因素的影响，故在实际生产中，应用的较少。

针对大吨位料仓的料位高度检测：在这一类检测中人们只要了解料仓内物料的高低，加料时是否会溢出以及仓内物料是否已空、是否需要补充等信息，最常用的料位检测方式有机械式和射线式料位测量方式，而对于环境恶劣的粉料仓库来说更是只能使用机械式的料位开关来进行节点检测，而难以进行重量检测；射线式物位传感器是通过测量超声波或雷达波从发出到返回的时间来得出料仓内物料的高度，如要计算测量物料的重量，则通过体积和比重来计算重量，由于物料的堆积角，以及本身含水率，粒度、堆积密度变化的影响，所得的重量值误差很大。

因此，有必要提供一种安装及维修方便且性能可靠、检测精度高的重量检测装置及具有该装置的料仓重量测控系统。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种安装成本低，维修方便且性能可靠、检测精度高的重量检测装置。

本发明的另一目的是提供一种安装成本低，维修方便且性能可靠、检测精度高的料仓重量测控系统。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种重量检测装置，安装于用于支撑重物并受所述重物的重力的作用产生形变的支腿上，所述重量检测装置包括上支承座、下支承座、传递杆、外壳体及称重传感器，所述上支承座与所述下支承座沿所述支腿的轴线方向固定在所述支腿上且所述上支承座位于所述下支承座上方，所述称重传感器安装在所述下支承座上，所述传递杆的轴向与所述支腿的轴向平行，所述传递杆的上端固定在所述上支承座上，所述称重传感器上端具有呈球形状的探测端，所述传递杆的下端与所述探测端抵触，所述上支承座、下支承座、传递杆及称重传感器均容置于所述外壳体内，所述外壳体固定安装在所述支腿上。

较佳地，所述上支承座与所述下支承座均焊接固定在所述支腿上，通过焊接，使上支承座与下支承座更稳固地固定在所述支腿上，确保所述上支承座与下支承座之间的距离能有效反映支腿的形变，从而提高检测的可靠性及准确性。

较佳地，所述传递杆的上端通过紧固螺丝与所述上支承座固定连接。所述称重传感器通过紧固螺丝安装在所述下支承座上，通过紧固螺丝实现螺纹连接，使安装与检修更佳方便。

本发明还提供了一种料仓重量测控系统，包括料仓、信号放大单元、模数转换单元、信号处理单元、显示单元、执行单元及若干重量检测装置，所述料仓具有若干支撑所述料仓的支腿，所述重量检测装置一一对应地安装在所述支腿上，所述重量检测装置均与所述信号放大单元的输入端电连接，所述信号放大单元的输出端与所述模数转换单元的输入端电连接，所述模数转换单元的输出端与所述信号处理单元电连接，所述显示单元及执行单元分别与所述信号处理单元电连接，其中，所述重量检测装置包括上支承座、下支承座、传递杆、外壳体及称重传感器，所述上支承座与所述下支承座沿所述支腿的轴线方向固定在所述支腿上且所述上支承座位于所述下支承座上方，所述称重传感器安装在所述下支承座上并与所述信号放大单元的输入端电连接，所述传递杆的轴向与所述支腿的轴向平行，所述传递杆的上端固定在所述上支承座上，所述称重传感器上端具有呈球形状的探测端，所述传递杆的下端与所述探测端抵触，所述上支承座、下支承座、传递杆及称重传感器均容置于所述外壳体内，所述外壳体固定安装在所述支腿上。

较佳地，所述上支承座与所述下支承座均焊接固定在所述支腿上，通过焊接，使上支承座与下支承座更稳固地固定在所述支腿上，确保所述上支承座与下支承座之间的距离能有效反映支腿的形变，从而提高检测的可靠性及准确性。

较佳地，所述传递杆的上端通过紧固螺丝与所述上支承座固定连接。所述称重传感器通过紧固螺丝安装在所述下支承座上，通过紧固螺丝实现螺纹连接，使安装与检修更佳方便。

与现有技术相比，由于本发明的重量检测装置安装在支撑重物的支腿上，支腿受重物的重力作用产生微量形变，上支承座与下支承座沿支腿的轴线方向固定在支腿上，利用上支承座与下支承座将重物的重量变化所引起的支腿的微量弹性变形量放大，即转换反应为上支承座与下支承座之间距离的变化，再将此放大后的变形量通过传递杆与球形状的探测端的抵触传递给称重传感器转换成电信号，从而实现对重量变化的检测，其结构原理简单，安装成本低，维修方便且性能可靠、检测精度高具有较广的适用性。通过所述外壳体将所述重量检测装置的各部件集成为一体，有利于保护上支承座、下支承座、传递杆及称重传感器，方便安装及转移。相应地，本发明的料仓重量测控系统安装成本低，维修方便且性能可靠、检测精度高。

附图说明

图1为本发明料仓测控系统的结构示意图。

图2为图1中A部分的放大示意图。

图3为本发明料仓重量测控系统的结构框图。

具体实施方式

为了详细说明本发明的技术内容、构造特征，以下结合实施方式并配合附图作进一步说明，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。如上所述，本发明公开了一种重量检测装置，安装于用于支撑重物并受所述重物的重力的作用产生形变的支腿上，所述重量检测装置的支腿随重物的重力变化产生微量形变，通过转换为沿支腿轴线方向固定在支腿上的上支承座与下支承座之间距离的变化将支腿的微量弹性变形量放大，再将此放大后的变形量通过传递杆传递给称重传感器转换成电信号，实现对重量变化的检测，其性能可靠、检测精度高且安装维修方便。

参考图1至图3，本发明实施例的料仓重量测控系统包括料仓10、信号放大单元20、模数转换单元30、信号处理单元40、显示单元70、执行单元60及若干重量检测装置50，如图1所示，所述料仓10用于储存任意物料，所述料仓10呈筒状，其上端安装有除尘器12，料仓10下端设有漏斗状的出料口14，所述料仓10具有若干支撑所述料仓10的支腿16，在本实施例中，所述支腿16的数量为3，可以理解地，支腿16的数量根据实际需要相应设置。所述支腿16与水平面垂直，所述重量检测装置50一一对应地安装在所述支腿16上，具体如图2所示，所述重量检测装置50包括上支承座51、下支承座52、传递杆53、称重传感器54及外壳体55，所述上支承座51与所述下支承座52沿支腿16的轴线方向焊接固定在所述支腿16上且所述上支承座51位于所述下支承座52上方，通过焊接，使上支承座51与下支承座52更稳固地固定在所述支腿16上，确保所述上支承座51与下支承座52之间的距离能有效反映支腿16的形变，从而提高检测的可靠性及准确性。所述上支承座51与所述下支承座52位于同一直线上且与所述支腿16的轴线方向平行，所述称重传感器54通过紧固螺丝56安装固定在所述下支承座52上，所述传递杆53的轴向与所述支腿16的轴向平行，所述传递杆53上端通过紧固螺丝56固定在所述上支承座51上，所述传递杆53的下端与所述承载传感器54抵触，通过紧固螺丝56实现螺纹连接，使安装与检修更佳方便。所述称重传感器54可选为圆板式或轮辐式测力称重传感器，其结构简单，性能可靠，精度高，能高精度地接收来自传递杆53下压的压力并将其转换成电信号输送出去。所述称重传感器54上端具有呈球形状的探测端541，所述传递杆53与该探测端541抵触，通过该探测端541将压力传递到称重传感器54中。所述外壳体55呈长方体状并具有中空结构，所述外壳体固定安装在所述支腿16上，所述上支承座51、下支承座52、传递杆53及称重传感器54均容置于所述外壳体55内，将上支承座51、下支承座52、传递杆53及称重传感器54收容于所述外壳体55内，有利于保护上支承座51、下支承座52、传递杆53及称重传感器54，使所述重量检测装置50的各部件集成为一体，方便安装及转移。所述重量检测装置50结构简单，安装成本低，维修方便且性能可靠、检测精度高，具有较广的适用性，适用于大型重物的重量检测，尤其适用于对储存粉料的料仓10进行重量检测。

参考图3，本发明实施例的料仓重量测控系统，安装于料仓10的支腿16上的重量检测装置50的称重传感器54的输出端与所述信号放大单元20的输入端电连接，所述信号放大单元20的输出端与所述模数转换单元30的输入端电连接，所述模数转换单元30的输出端与所述信号处理单元40电连接，所述显示单元70及执行单元60分别与所述信号处理单元40电连接，各重量检测装置50的称重传感器54的引线可通过接线盒集中，然后再进一步与信号放大单元20电连接，所述执行单元70可以是指令输入单元，将用户的命令输入并连接到信号处理单元60中，也可以使报警单元或者是与料仓10相连的控制机构，传送执行所述信号处理单元60的结果指令，所述显示单元60可以为数码若干显示管也可以是液晶显示器。

本发明的料仓重量测控系统的工作原理如下所述：所述料仓10内储存或装载有一定的物料，如图2所示，所述上支承座51与下支承座52之间的距离为L1，料仓10随着物料出料及进料而产生重量的变化时，所述支腿16由于料仓10的重力作用而产生微量的弹性形变，与此同时，由于上支承座51与下支承座52沿支腿16的轴线方向焊接在所述支腿16上随着所述支腿16的形变，所述上支承座51与下支承座52之间的距离相应产生变化，上支承座51与下支承座52之间的距离变成L2，即将支腿16产生的微量弹性形变放大为ΔL，该ΔL＝L1-L2，放大后的变形量ΔL通过上支承座51带动传递杆53传递给与传递杆53下端抵触的称重传感器54，所述称重传感器54的球形探测端541接受来自传递杆53的压力并通过所述称重传感器54将其变换产生成毫伏信号，信号放大单元20将该信号放大并输出到模数转换单元30，模数转换单元30将该模拟信号转换成数字信号，再经过所述信号处理单元40计算比较，在显示单元60上显示结果，并根据处理后的结果发送相应指令给执行单元70执行相应动作。所述上支承座51与下支承座52之间的距离的最初设定，是根据料仓10的支腿16的材料特性参数，测量精度要求以及选用的传感器的特性参数而定，选用4台或4台以上的称重传感器54可有效减小风负荷载等因素引起的误差，可以理解地，所述重量检测装置50的数量可根据实际需要而相应配置。

与现有技术相比，由于本发明的重量检测装置50安装在支撑料仓10的支腿16上，支腿16受料仓10的重力作用产生微量形变，上支承座51与下支承座52安装在支腿16上并位于与支腿16的轴线平行的同一直线上，利用上支承座51与下支承座52将料仓10内的物料的重量变化所引起的支腿16的微量弹性变形量放大，即转换反应为上支承座51与下支承座52之间距离的变化，再将此放大后的变形量通过传递杆53传递给称重传感器54转换成电信号，其结构原理简单，性能可靠、检测精度高且安装维修方便，能满足任何不同内部环境的料仓的测控要求，适用性强。所述料仓重量测控系统通过重量检测装置50获取料仓10的重量变化信息，实时对料仓10中的物料进行检测及监控，检测精度高，性能可靠，摆脱了由于料仓10的大小、建成与否而产生的传感器的安装及维修的难题，也大大降低了料仓重量测控系统的成本，具有较高的普及性及实际使用效益。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种重量检测装置，安装于用于支撑重物并受所述重物的重力的作用产生形变的支腿上，其特征在于，所述重量检测装置包括上支承座、下支承座、传递杆、外壳体及称重传感器，所述上支承座与所述下支承座沿所述支腿的轴线方向固定在所述支腿上且所述上支承座位于所述下支承座上方，所述称重传感器安装在所述下支承座上，所述传递杆的轴向与所述支腿的轴向平行，所述传递杆的上端固定在所述上支承座上，所述称重传感器上端具有呈球形状的探测端，所述传递杆的下端与所述探测端抵触，所述上支承座、下支承座、传递杆及称重传感器均容置于所述外壳体内，所述外壳体固定安装在所述支腿上。

2.如权利要求1所述的重量检测装置，其特征在于，所述上支承座与所述下支承座均焊接固定在所述支腿上。

3.如权利要求1所述的重量检测装置，其特征在于，所述传递杆的上端通过紧固螺丝与所述上支承座固定连接。

4.如权利要求1所述的重量检测装置，其特征在于，所述称重传感器通过紧固螺丝安装在所述下支承座上。

5.一种料仓重量测控系统，其特征在于，包括料仓、信号放大单元、模数转换单元、信号处理单元、显示单元、执行单元及若干重量检测装置，所述料仓具有若干支撑所述料仓的支腿，所述重量检测装置一一对应地安装在所述支腿上，所述重量检测装置均与所述信号放大单元的输入端电连接，所述信号放大单元的输出端与所述模数转换单元的输入端电连接，所述模数转换单元的输出端与所述信号处理单元电连接，所述显示单元及执行单元分别与所述信号处理单元电连接，其中，所述重量检测装置包括上支承座、下支承座、传递杆、外壳体及称重传感器，所述上支承座与所述下支承座沿所述支腿的轴线方向固定在所述支腿上且所述上支承座位于所述下支承座上方，所述称重传感器安装在所述下支承座上并与所述信号放大单元的输入端电连接，所述传递杆的轴向与所述支腿的轴向平行，所述传递杆的上端固定在所述上支承座上，所述称重传感器上端具有呈球形状的探测端，所述传递杆的下端与所述探测端抵触，所述上支承座、下支承座、传递杆及称重传感器均容置于所述外壳体内，所述外壳体固定安装在所述支腿上。

6.如权利要求5所述的料仓重量测控系统，其特征在于，所述上支承座与所述下支承座均焊接固定在所述支腿上。

7.如权利要求5所述的料仓重量测控系统，其特征在于，所述传递杆的上端通过紧固螺丝与所述上支承座固定连接。

8.如权利要求5所述的料仓重量测控系统，其特征在于，所述称重传感器通过紧固螺丝安装在所述下支承座上。

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