CN103335680A - 一种固态物料输送的流量测量方法及其系统 - Google Patents

一种固态物料输送的流量测量方法及其系统 Download PDF

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刘菁
唐恩
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Abstract

本发明提供了一种固态物料输送的流量测量方法及其装置，方法步骤包括：1、对固态物料在某个位置的瞬时料流截面进行测量；2、根据瞬时料流截面的面积与瞬时料流速度的乘积计算固态物料在某一单位时间内流过的体积；3、根据体积与比重的乘积，计算得出固态物料在该单位时间内的瞬时流量；4、进而积分运算得出固态物料在一段连续时间内流过的流量。测量系统由皮带运输设备和激光测量装置组成，激光测量装置包括激光测量仪与计算机，激光测量仪安装在皮带运输设备的上方，通过有线或无线方式与计算机连接。本发明的有益效果：激光测量仪测量不受皮带运行影响，精度高；设备安装方便、维护简单；多台激光测量仪同时使用提高测量精度和稳定性。

Description

一种固态物料输送的流量测量方法及其系统
技术领域
本发明涉及散颗粒状或粉状固态物料在输送过程中的流量测量领域，具体涉及一种固态物料输送的流量测量方法及其系统。
背景技术
在医药及食品输送、农产品输送、煤炭输送、矿石输送等各个领域，不规则散颗粒状或粉状固态物料的输送和计量被广泛涉及，如皮带运输。在生产中，散颗粒状或粉状固态物料的计量通常采用称重传感器称量方式进行测量，测量方式分为静态和动态两种方式。目前，静态测量方式，因测量精度较高，被广泛采用，如工业上普遍使用的称量斗、称量罐、各种电子称、甚至汽车衡等。而在物料输送过程中的动态测量方式，目前主要利用电子皮带称采用称重传感器原理进行测量，电子皮带秤由四部分组成：称重桥架，称重传感器，速度传感器及测速滚筒，数字转换器或称重控制仪表及辅助设备，称重桥架安装于皮带输送机架上，当物料经过时，计量托辊检测到皮带机上的物料重量通过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号，速度传感器直接连在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮带速度，称重仪表从称重传感器和速度传感器接收信号，通过积分运算得出瞬时流量值和累积重量值。然而，称重式电子皮带称进行动态测量时，由于皮带运行，称重传感器信号易受干扰，测量精度难以保证，且安装不便，维护、检修时还需暂停皮带。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有称重式电子皮带称进行动态测量时存在的上述不足，提供一种不同于称重传感器原理的固态物料输送的流量测量方法及其系统，有效对散颗粒状或粉状固态物料在输送过程中的流量进行测量。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种固态物料输送的流量测量方法，包括以下步骤：
（1）固态物料沿着皮带运输设备输送的过程中，在皮带运输线路上选取一个位置，对固态物料在该位置的瞬时料流截面进行测量，并计算得出该瞬时料流截面的面积；
（2）根据步骤（1）中瞬时料流截面的面积与固态物料的瞬时料流速度的乘积，计算固态物料在某一单位时间△t内的瞬时流过体积；
（3）根据步骤（2）中的瞬时流过体积与固态物料的比重的乘积，计算得出固态物料在该单位时间△t内的瞬时流量；
（4）根据上述步骤（1）~步骤（2），积分运算得出固态物料在一段连续时间T内流过的体积累积值，再通过该体积累积值与固态物料的比重的乘积，计算得出固态物料在该段连续时间T内的流量，其中，时间T为单位时间△t的整数倍。
按上述方案，所述步骤（1）具体包括：固态物料沿着皮带运输设备输送的过程中，在皮带运输线路上选取一个位置，将激光测量仪安装在皮带运输设备的上方，激光测量仪通过有线或无线方式与计算机连接，当固态物料经过时，激光测量仪对固态物料在该位置进行测量得到固态物料的上表面边界曲线，激光测量仪将数据传给计算机，该上表面边界曲线与皮带运输设备的内侧边界线围合而成固态物料的瞬时料流截面，激光测量仪将该瞬时料流截面数据传给计算机，由计算机计算得出该瞬时料流截面的面积。
按上述方案，所述激光测量仪包括一台或多台，当激光测量仪为多台时，各台激光测量仪均通过有线或无线方式与计算机连接；各台激光测量仪分别对固态物料在同一位置进行测量得到一组固态物料的上表面边界曲线，各组上表面边界曲线分别与皮带运输设备的内侧边界线围合而成一组固态物料的瞬时料流截面，通过计算机计算得出每组瞬时料流截面的参考面积后，取各组参考面积的平均值作为固态物料的瞬时料流截面的面积。
按上述方案，当固态物料在某个位置的瞬时料流截面较大时，采用多台激光测量仪同时对固态物料的瞬时料流截面进行分段测量，然后通过计算机拟合得出该瞬时料流截面的面积，各台激光测量仪均通过有线或无线方式与计算机连接。
按上述方案，所述各台激光测量仪沿着皮带运输设备中心线的垂向并排设置。
本发明还提供了一种固态物料输送的流量测量系统，由皮带运输设备和激光测量装置组成，所述激光测量装置包括激光测量仪与计算机，所述激光测量仪安装在皮带运输设备的上方，且激光测量仪通过有线或无线方式与计算机连接。
按上述方案，所述激光测量仪安装在位于皮带运输设备中心线的正上方或斜上方。
按上述方案，所述激光测量仪包括一台或多台。
按上述方案，当激光测量仪包括多台时，各台激光测量仪沿着皮带运输设备中心线的垂向并排设置，且各台激光测量仪均通过有线或无线方式与计算机连接。
本发明的工作原理：结合目前已被成熟应用的激光、雷达等探测技术和计算机数据处理技术进行实施应用，测量固态物料输送的瞬时料流截面，根据速度和比重等参数，通过计算，实现固态物料输送的流量测量，可进行单点测量或分段测量。
本发明具有以下有益效果：
1、采用激光测量仪，测量不受皮带运行影响，通过计算机进行数据处理，测量精度和计算精度很高，可广泛用于各个领域不规则散装物料的运输测量，如医药及食品运输、农产品运输、煤炭运输、矿石运输等等，并可部分取代电子称压头称量方式；
2、设备安装方便，维护简单，有利于简化流程、提高测量效率；
3、多台激光测量仪同时测量提高测量精度和稳定性，且共用计算机便于节省投资。
附图说明
图1为本发明固态物料输送的流量测量系统的工作原理图。
图2为本发明固态物料输送的流量测量系统沿着瞬时料流截面的结构示意图。
图中：1－皮带运输设备，2－激光测量仪，3－固态物料，4－瞬时料流截面。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的技术方案做进一步详细的说明。
参照图1~图2所示，本发明所述的固态物料输送的流量测量系统，由皮带运输设备1和激光测量装置组成，所述激光测量装置包括激光测量仪2与计算机，所述激光测量仪2安装在位于皮带运输设备1中心线的正上方或斜上方，且激光测量仪2通过有线或无线方式与计算机连接。
本发明固态物料输送的流量测量系统的测量方法，包括以下步骤：
（1）固态物料3沿着皮带运输设备1输送的过程中，在皮带运输线路上选取一个位置，将激光测量仪2安装在皮带运输设备1的上方，当固态物料3经过时，激光测量仪2对固态物料3在该位置进行测量得到固态物料3的上表面边界曲线，该上表面边界曲线与皮带运输设备1的内侧边界线围合而成固态物料3的瞬时料流截面4，激光测量仪2将该瞬时料流截面4数据传给计算机，由计算机计算得出该瞬时料流截面4的面积。
（2）计算机根据步骤（1）中瞬时料流截面4的面积与固态物料的瞬时料流速度的乘积，计算固态物料在某一单位时间△t内的瞬时流过体积；
（3）计算机根据步骤（2）中的瞬时流过体积与固态物料3的比重的乘积，计算得出固态物料3在该单位时间△t内的瞬时流量；
（4）计算机根据上述步骤（1）~步骤（2），积分运算得出固态物料3在一段连续时间T内流过的体积累积值，再通过该体积累积值与固态物料3的比重的乘积，计算得出固态物料3在该段连续时间T内的流量，其中，时间T为单位时间△t的整数倍，T=t2-t1。
所述激光测量仪2包括两台，两台激光测量仪2沿着皮带运输设备1中心线的垂向并排设置，均通过有线或无线方式与计算机连接；两台激光测量仪2分别对固态物料3在同一位置进行测量得到一组固态物料3的上表面边界曲线，各组上表面边界曲线分别与皮带运输设备的内侧边界围合而成一组固态物料的瞬时料流截面，通过计算机计算得出每组瞬时料流截面的参考面积后，取各组参考面积的平均值作为固态物料的瞬时料流截面4的面积，这样便于更精确测量。
当固态物料3在某个位置的瞬时料流截面4较大时，还可以采用两台激光测量仪2同时对固态物料3的瞬时料流截面4进行分段测量，然后通过计算机拟合得出该瞬时料流截面4的面积，各台激光测量仪2均通过有线或无线方式与计算机连接，且各台激光测量仪2沿着皮带运输设备1中心线的垂向并排设置。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此采用与本例相同或相近方法，或依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种固态物料输送的流量测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）固态物料沿着皮带运输设备输送的过程中，在皮带运输线路上选取一个位置，对固态物料在该位置的瞬时料流截面进行测量，并计算得出该瞬时料流截面的面积；
（2）根据步骤（1）中瞬时料流截面的面积与固态物料的瞬时料流速度的乘积，计算固态物料在某一单位时间△t内的瞬时流过体积；
（3）根据步骤（2）中的瞬时流过体积与固态物料的比重的乘积，计算得出固态物料在该单位时间△t内的瞬时流量；
（4）根据上述步骤（1）~步骤（2），积分运算得出固态物料在一段连续时间T内流过的体积累积值，再通过该体积累积值与固态物料的比重的乘积，计算得出固态物料在该段连续时间T内的流量，其中，时间T为单位时间△t的整数倍。
2.如权利要求1所述的固态物料输送的流量测量方法，其特征在于，所述步骤（1）具体包括：固态物料沿着皮带运输设备输送的过程中，在皮带运输线路上选取一个位置，将激光测量仪安装在皮带运输设备的上方，激光测量仪通过有线或无线方式与计算机连接，当固态物料经过时，激光测量仪对固态物料在该位置进行测量得到固态物料的上表面边界曲线，激光测量仪将数据传给计算机，该上表面边界曲线与皮带运输设备的内侧边界线围合而成固态物料的瞬时料流截面，激光测量仪将该瞬时料流截面数据传给计算机，由计算机计算得出该瞬时料流截面的面积。
3.如权利要求2所述的固态物料输送的流量测量方法，其特征在于，所述激光测量仪包括一台或多台，当激光测量仪为多台时，各台激光测量仪均通过有线或无线方式与计算机连接；各台激光测量仪分别对固态物料在同一位置进行测量得到一组固态物料的上表面边界曲线，各组上表面边界曲线分别与皮带运输设备的内侧边界线围合而成一组固态物料的瞬时料流截面，通过计算机计算得出每组瞬时料流截面的参考面积后，取各组参考面积的平均值作为固态物料的瞬时料流截面的面积。
4.如权利要求2所述的固态物料输送的流量测量方法，其特征在于，当固态物料在某个位置的瞬时料流截面较大时，采用多台激光测量仪同时对固态物料的瞬时料流截面进行分段测量，然后通过计算机拟合得出该瞬时料流截面的面积，各台激光测量仪均通过有线或无线方式与计算机连接。
5.如权利要求4所述的固态物料输送的流量测量方法，其特征在于，所述各台激光测量仪沿着皮带运输设备中心线的垂向并排设置。
6.一种固态物料输送的流量测量系统，其特征在于，由皮带运输设备和激光测量装置组成，所述激光测量装置包括激光测量仪与计算机，所述激光测量仪安装在皮带运输设备的上方，且激光测量仪通过有线或无线方式与计算机连接。
7.如权利要求6所述的固态物料输送的流量测量系统，其特征在于，所述激光测量仪安装在位于皮带运输设备中心线的正上方或斜上方。
8.如权利要求6所述的固态物料输送的流量测量系统，其特征在于，所述激光测量仪包括一台或多台。
9.如权利要求8所述的固态物料输送的流量测量系统，其特征在于，当激光测量仪包括多台时，各台激光测量仪沿着皮带运输设备中心线的垂向并排设置，且各台激光测量仪均通过有线或无线方式与计算机连接。
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