CN103017712B - 浓缩池清水层厚度在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浓缩池清水层厚度在线检测装置，解决了现有装置控制滞后、精度差的问题，其特征在于包括探杆、压力传感器、导向座、支座、升降装置、位移传感器、PLC控制箱、上行程开关、下行程开关，支座及导向座安装在浓缩机桥架上，升降装置和上行程开关安装在支座上，下行程开关安装在导向座上；升降装置的侧面固定位移传感器，下部连接探杆；压力传感器安装在探杆的内腔内，探头伸出与液面接触；探杆上设置限位板，限位板的上平面始终与位移传感器的触头接触。本发明采用压力传感器和位移传感器组合，设置了上下运动自动转换系统和导向装置，可自动、实时检测浓缩池内清水层的厚度，实现浓缩过程自动控制，降低操作工人的劳动强度。

Description

浓缩池清水层厚度在线检测装置

技术领域

本发明涉及一种在线检测装置，更确切的说是一种用于浓缩池内清水层厚度检测的在线检测装置。

背景技术

矿浆的浓缩是一个重力沉降过程，矿浆进入浓缩池浓缩，水经过溢流堰外排；泥沉积于池底经排泥口外排。在重力沉降过程中，浓缩池内形成五个区域：清水区、紊流区、沉积区、压密区和泥区。浓缩池内的各区处于动态平衡，当沉降条件变化时，各区的状况相应变化，浓缩效果也随之变化。生产实践中人们通过检测并控制清水层的厚度来控制浓缩效果，为此需要检测清水层的厚度。

生产实践中由于没有成熟的在线探测仪器测量，多采用探杆人工定期探测清水层界面位置及清水层厚度，发现床层变化调整工艺条件，以保证浓缩效果。该方法控制滞后、精度差、劳动强度高、安全性差，不能适应现代工业生产的需要，严重制约了浓缩工艺过程自动控制技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足提供一种浓缩池清水层界面及厚度在线检测装置，能够自动进行清水层界面在线检测，为浓缩系统控制提供在线控制参数，使浓缩系统根据清水层厚度的变化自动调节沉降工艺条件，实现浓缩过程自动控制；自动检测，改善工人的工作环境，降低操作工人的劳动强度，消除用探杆探测的安全隐患。

本发明包括探杆，其特征在于还包括压力传感器、导向座、支座、升降装置、位移传感器、PLC控制箱、上行程开关、下行程开关，支座及导向座安装在浓缩机桥架上，升降装置和上行程开关安装在支座上，下行程开关安装在导向座上；升降装置的侧面固定位移传感器，下部连接探杆；所述的探杆为一中空的密闭结构，压力传感器安装在探杆的内腔内，压力传感器的探头伸出与液面接触；探杆上设置限位板，限位板的上平面始终与位移传感器的触头接触；压力传感器、下行程开关、上行程开关、位移传感器通过导线与PLC控制箱连接。

所述的升降装置实现探杆的升降，压力传感器检测其在各个深度时的压力，位移传感器实时显示压力传感器的位置；上、下行程开关控制探杆的升降极限位置，并转换升降装置的运动方向；PLC控制箱内安装PLC可编程序控制器接收并处理传感器、行程开关提供的信号，根据设定程序安排系统动作、显示相应的数值，并向集中控制系统传输数据。导向座使探杆在铅垂面内运动。该装置通过压力传感器测定压力的突变，测定清水层的界面，并根据压力突变点，位移传感器检测出界面位置并计算出清水层厚度。系统设置清水层厚度变化区间，当清水层厚度低于允许的最小厚度或高于允许的最大厚度时，系统向外发出报警信号，并向集控中心传输数值，要求系统人工或自动改变工艺条件，使清水层厚度恢复正常。

所述的探杆为一个中空结构，压力传感器安装探杆密闭的内腔内，其探头伸出在外，测量压力。探杆上设置限位板，该板的上面始终与位移传感器的触头接触，在向下运动时，位移传感器的触头自动向下伸出；向上运动时，限位板推动伸出的触头缩回，实时监测压力传感器的位置；限位板与上下行程开关组合，实现极限位置控制和运动方向的改变。探杆上升，限位板接触上行程开关触点，使上行程开关动作时，上升停止，升降装置改变运动方向，探杆改为向下运动；当探杆向下运动，限位板接触到下行程开关并使其动作时，向下运动停止，升降装置又改变运动方向，探杆又转换为向上运动，如此循环往复。探杆经导向座导向，始终在铅垂面内运动，保证系统不会因探杆的偏摆而卡死。压力传感器和位移传感器、上下行程开关通过导线连接控制箱，为PLC控制器输送检测数据，检测的数据经PLC控制器处理，显示测量结果，并向外输出信号。行程开关的位置可调，以调节测量范围。

工作原理：本发明利用压力与深度、密度之间的关系，采用压力传感器测量紊流层及清水层结合区域一范围内的各点压力，计算压力与深度的比值，检测比值变异点，测量清水层厚度。根据水力学原理，在同一种密度的液体中，压力与被测位置的深度成线性变化关系，在不同密度的液体中，压力与深度的线性关系的斜率不同。在浓缩池内，清水层与紊流层的密度差异较大，紊流层的矿浆密度远大于清水层。因此当压力传感器由清水层进入紊流层后，压力与深度的比值发生突变，该点所处的位置即为浓缩池清水层与紊流层的界面。位移传感器实时测量压力传感器所处的位置，比较初始位置即得出清水层厚度。

本发明可安装在浓缩池上部的某一部位，压力传感器在升降装置的作用下，在浓缩池内的清水层和紊流层之间上下往复移动，在升降的过程中探测浓缩池内各深度位置的压力，位移传感器实时检测压力传感器的位置，两个传感器检测的信号输入到PLC控制箱，经过PLC运算处理，找出浓度突变的位置，从而检测出浓缩池内清水层的深度或厚度。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果：1、实时检测浓缩池内清水层的厚度，代替人工探测清水层厚度，可及时发现浓缩床层的变化，从而为系统及时调整工艺参数提供依据，保证浓缩效果；2、本发明采用压力传感器和位移传感器组合，测量压力与深度关系曲线的突变点，数学模型简洁，并采用PLC程序处理，运算速度快、测量精度高，控制及时准确；3、本发明采用的元件无放射性，对人体及环境没有二次污染和损害；4、本发明采用了导向装置，保证探杆位于铅垂方向移动；5、设置了上下运动自动转换系统，实现升降的自动转换；6、设置了清水层厚度变化区间，为后续的人工控制提供了便利，满足自动化控制水平低的场合使用；7、及时向集控室输出信号，为浓缩系统的模糊控制提供了依据。

附图说明

附图是本发明的结构示意图。

图中，1.压力传感器，2.探杆，3.导向座，4.导线，5.下行程开关，6.限位板，7.上行程开关，8.支座，9.升降装置，10.位移传感器，11.PLC控制箱，12.浓缩机桥架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如附图所示，本发明包括探杆2、压力传感器1、导向座3、支座8、升降装置9、位移传感器10、PLC控制箱11、上行程开关7、下行程开关5等。

支座8及导向座3安装在浓缩机桥架12上，升降装置9和上行程开关7安装在支座8上，下行程开关5安装在导向座3上；升降装置9的侧面固定位移传感器10，下部连接探杆2；探杆2为一中空的密闭结构，下部安装压力传感器1，压力传感器1的探头与液面接触；导向座3对探杆2的上下移动进行导向；探杆2上设置限位板6，限位板6的上平面始终与位移传感器10的触头接触；压力传感器1、下行程开关5、上行程开关7、位移传感器10通过导线4与PLC控制箱11连接。连接压力传感器1的导线4不与液体接触，在液面上部进入探杆2的中空通道内。

压力传感器1、探杆2、位移传感器3的触头随升降装置9升降，实时检测压力传感器1所在位置及所在位置的压力。下行程开关5、上行程开关7与限位板6组合通过PLC控制箱11控制探杆2的最低及最高移动位置，并实现升降装置9运动方向的转变。

PLC控制箱11内装有PLC可编程序控制器，按照设定的程序、控制检测装置的动作，处理信号显示数据并向浓缩控制系统提供各种信号及数据。

Claims (1)

1.一种浓缩池清水层厚度在线检测装置，包括探杆、压力传感器(1) 、升降装置(9)、PLC控制箱(11)、上行程开关(7)、下行程开关(5)，压力传感器(1)、下行程开关(5)、上行程开关(7)通过导线(4)与PLC控制箱(11)连接；

其特征在于还包括导向座(3)、支座(8)、位移传感器(10)，支座(8)及导向座(3)安装在浓缩机桥架(12)上，升降装置(9)和上行程开关(5)安装在支座(8)上，下行程开关(7)安装在导向座(3)上；升降装置(9)的侧面固定位移传感器(10)，下部连接探杆(2)；所述的探杆(2)为一中空的密闭结构，下部安装压力传感器(1)，压力传感器(1)的探头伸出与液面接触；探杆(2)上设置限位板(6)，限位板(6)的上平面始终与位移传感器(10)的触头接触；所述的位移传感器(10)也连接PLC控制箱(11)；

限位板(6)与上下行程开关组合，实现极限位置控制和运动方向的改变；探杆(2)上升，限位板(6)接触上行程开关(7)触点，使上行程开关(7)动作时，上升停止，升降装置(9)改变运动方向，探杆(2)改为向下运动；当探杆(2)向下运动，限位板(6)接触到下行程开关(5)并使其动作时，向下运动停止，升降装置(9)又改变运动方向，探杆(2)又转换为向上运动，如此循环往复。