CN103017859A - 一种接触式高温金属熔融液位高度测量装置 - Google Patents

一种接触式高温金属熔融液位高度测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种接触式高温金属熔融液位高度测量装置，设置控制系统和机械测量结构及显示面板，控制系统发出指令，由机械测量机构带动测量探头进行测量，当探头碰触熔融液面时，控制系统立即返回一指令通知其中的中央处理器进行液位计算，经计算得出液位的高度，在显示面板上显示出测量结果，同时将结果送上位机。该测量装置简单实用，操作方便，成本低廉，较好的解决了高温金属熔融液位高度测量的问题，保证了测量工作的准确性，提高了工作效率，提供了一种高性能的接触式高温熔融液位高度测量技术，对高温熔融金属液位高度测量有着深远的意义。

Description

一种接触式高温金属熔融液位高度测量装置
技术领域
本发明属于熔融液测量领域，尤其涉及一种接触式高温金属熔融液位高度测量装置。
背景技术
在工业生产过程中，进行普通液体液位高度的检测非常容易，采用各种标尺或连通器就可以轻易实现，但对于如金属熔融液体等高温溶液，在密闭容器中反应，直接检测非常困难，目前在高温液体液位高度测量方面，通常采用人工探杆测量法，工人操作劳动强度大，效率低、测量精度差；在某些场合采用的浮杆测位法对浮杆材料要求高，浮杆长时间接触高温熔融液体容易腐蚀浮杆，故障率高，操作不方便；采用超声波检测也通常由于高温或密闭容器结构原因或熔融金属液面有浮渣的因素导致无法进行精确测量。
发明内容
本发明的目的在于利用一种接触式高温金属熔融液位高度测量装置，解决现有测量方法存在的测量效率低，精度差、测量设备昂贵且操作复杂的问题。
本发明的目的在于提供一种接触式高温金属熔融液位高度测量装置，所述装置包括：控制系统、机械测量机构、显示面板；
所述控制系统连接所述机械测量机构，并对其实施控制、数据处理、计算、存储、获取测量结果等，所述控制系统同时连接所述显示面板。
进一步，所述控制系统由硬件子系统与软件子系统组成。硬件子系统构建控制系统的硬件电路，主要由具有数字采集和处理功能的单片机、SOPC或ARM核心控制芯片及外围控制电路、通信接口电路、设备启停按钮及控制电路、行程控制开关、抗干扰电路、步进电机控制电路、结果显示器件等组成；软件子系统主要由设备初始化程序、控制步进电机正转和反转程序，计算、显示等程序组成，主要完成液位高度测量，并控制系统显示出测量结果。
进一步，所述机械测量机构还包括：步进电机、测量探头、绕线轮、垂直方向导向轮支架、水平方向导向轮支架、定位导向轮支架、钢丝绳、行程开关；
所述步进电机固定在承装所述熔融液上方的支架上，所述绕线轮固定在步进电机轴上，所述水平方向导向轮支架设置在所述绕线轮的右侧，所述垂直方向导向轮支架设置在所述水平方向导向轮支架的上方，所述定位导向轮支架设置在所述水平方向导向轮支架的右侧，所述绕线轮连接所述水平方向导向轮支架、垂直方向导向轮支架、定位导向轮支架、行程开关和测量探头，所述行程开关设置在所述定位导向轮支架的下方。
进一步，所述步进电机转动带动与其同轴的绕线轮转动，绕线轮通过钢丝绳连接所平方向导向轮支架、垂直方向导向轮支架、定位导向轮支架、行程开关和测量探头。
本发明提供的接触式高温金属熔融液位高度测量装置，通过行程开关测量出探头的行程，传至控制系统，经过计算得出也为的实际高度，测量数据精确，结构简单，操作方便，可以克服高温和浮渣的影响，测量机械装置和测量控制系统可以分开布置，不会受高温的影响可以实现测量数据的实时显示，也可以通过网络传输测量数据至上位机进一步进行处理，发明稍加改进就可以应用于同类型的复杂工况高温熔融液位高度的测量，有着很好的应用价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的接触式高温金属熔融液位高度测量装置的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的接触式高温金属熔融液位高度测量装置的机械测量机构的结构示意图；
图中：1、控制系统；2、机械测量机构；3、显示面板；4、测量探头；5、步进电机及绕线轮；6、垂直方向导向轮支架；7、水平方向导向轮支架；8、定位导向轮支架；9、钢丝绳；10、行程开关。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种接触式高温金属熔融液位高度测量装置，该装置包括：控制系统、机械测量机构、显示面板；控制系统连接机械测量机构，机械测量机构连接显示面板。
作为本发明实施例的一优化方案，控制系统可以是由具有数字采集和处理功能的单片机，SOPC或ARM为核心的控制芯片及有关控制器件和数显器件组成。
作为本发明实施例的一优化方案，机械测量机构还包括：步进电机、测量探头、绕线轮、垂直方向导向轮支架、水平方向导向轮支架、定位导向轮支架、钢丝绳、行程开关；所述步进电机固定在承装所述熔融液上方的支架上，所述绕线轮固定在步进电机轴上，水平方向导向轮支架设置在绕线轮的右侧，垂直方向导向轮支架设置在水平方向导向轮支架的上方，定位导向轮支架设置在水平方向导向轮支架的右侧，绕线轮连接水平方向导向轮支架、垂直方向导向轮支架、定位导向轮支架、行程开关和测量探头，行程开关设置在定位导向轮支架的下方。
作为本发明实施例的一优化方案，绕线轮通过钢丝绳连接所平方向导向轮支架、垂直方向导向轮支架、定位导向轮支架、行程开关和测量探头。
以下参照附图，对本发明实施例接触式高温金属熔融液位高度测量装置作进一步详细描述。
如图1和图2所示，本发明的接触式高温金属熔融液位高度测量装置由控制系统1、机械测量机构2、测量探头4、显示面板3、步进电机及绕线轮5、垂直方向导向轮支架6、水平方向导向轮支架7、定位导向轮支架8、钢丝绳9、行程开关10组成，控制系统1连接机械测量机构2，机械测量机构2连接显示面板3，绕线轮5固定在承装熔融液上方的支架上，水平方向导向轮支架7设置在绕线轮5的右侧，垂直方向导向轮支架6设置在水平方向导向轮支架7的上方，定位导向轮支架8设置在水平方向导向轮支架7的右侧，钢丝绳9从绕线轮5伸出，依次穿过水平方向导向轮支架7、垂直方向导向轮支架6、定位导向轮支架8和行程开关10，与测量探头4连接，行程开关10设置在定位导向轮支架8的下方。
图1示出了本发明实施案例提供的接触式高温金属熔融液位高度测量装置的结构，该结构包括：
控制系统1，定时发出液位高度检测信号，驱动机械测量机构2中的步进电机释放测量探头4；安装在控制柜内，根据控制功能的不同。控制系统可以是由具有数字采集和处理功能的单片机，SOPC或ARM为核心的控制芯片及有关控制器件和数显器件组成。
机械测量机构2，使步进电机释放测量探头4；机械测量机构2由步进电机及其驱动器，齿轮减速机构，绕线装置，钢丝绳定位导向系统和保护装置组成。
显示面板3，用于将控制器计算的实际液位高度显示出来；由数码管及其驱动电路组成。
本发明的接触式高温金属熔融液位高度测量装置，利用控制系统1的电路可根据需要定时或不定时发出液位高度检测信号，驱动机械测量机构2中的步进电机释放测量探头4，测量探头4通过液位测量孔接触到实际液面后产生中断信号，停止下放；通过行程开关10动作发出复位信号，单片机程序计算脉冲个数，计算并校正测量钢丝绳的长度，通过校正后计算出绕线轮转动圈数与线长之间的变化关系，得到实际释放的线长，复位开关安装位置到反应炉底部的高度HL确定后，减去绕线释放的长度HT，即可得到液位的实际高度H，即H＝HL-HT，并通过数显系统显示在显示面板3上。
本发明实施例提供的接触式高温金属熔融液位高度测量装置，通过行程开关测量出探头的行程，传至控制系统，经过计算得出也为的实际高度，测量数据精确，结构简单，操作方便，可以克服高温和浮渣的影响，测量机械装置和测量控制系统可以分开布置，不会受高温的影响可以实现测量数据的实时显示，也可以通过网络传输测量数据至上位机进一步进行处理，发明稍加改进就可以应用于同类型的复杂工况高温熔融液位高度的测量，有着很好的应用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种接触式高温金属熔融液位高度测量装置，其特征在于，所述装置包括：控制系统、机械测量机构、显示面板；
所述控制系统连接所述机械测量机构，并对其实施控制、数据处理、计算、存储、获取测量结果等，所述控制系统同时连接所述显示面板。
2.如权利要求1所述的接触式高温金属熔融液位高度测量装置，其特征在于，所述控制系统由硬件子系统与软件子系统组成。硬件子系统构建控制系统的硬件电路，主要由具有数字采集和处理功能的单片机、SOPC或ARM核心控制芯片及外围控制电路、通信接口电路、设备启停按钮及控制电路、行程控制开关、抗干扰电路、步进电机控制电路、结果显示器件等组成；软件子系统主要由设备初始化程序、控制步进电机正转和反转程序，计算、显示等程序组成，主要完成液位高度测量，并控制系统显示出测量结果。
3.如权利要求1所述的接触式高温金属熔融液位高度测量装置，其特征在于，所述机械测量机构还包括：步进电机、测量探头、绕线轮、垂直方向导向轮支架、水平方向导向轮支架、定位导向轮支架、钢丝绳、行程开关；
所述步进电机固定在承装所述熔融液上方的支架上，所述绕线轮固定在步进电机轴上，所述水平方向导向轮支架设置在所述绕线轮的右侧，所述垂直方向导向轮支架设置在所述水平方向导向轮支架的上方，所述定位导向轮支架设置在所述水平方向导向轮支架的右侧，所述绕线轮连接所述水平方向导向轮支架、垂直方向导向轮支架、定位导向轮支架、行程开关和测量探头，所述行程开关设置在所述定位导向轮支架的下方。
4.如权利要求3所述的接触式高温金属熔融液位高度测量装置，其特征在于，所述步进电机转动带动与其同轴的绕线轮转动，绕线轮通过钢丝绳连接所平方向导向轮支架、垂直方向导向轮支架、定位导向轮支架、行程开关和测量探头。
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