CN103453965A - 一种膏体充填工艺中卸料器料位检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膏体充填工艺中卸料器料位检测装置,包括有软件控制程序，其特点是还包括有支撑架、球形安装板、角度限位器和超声波传感器，其中支撑架的底部为锥形空腔，其顶部为半球形空腔；球形安装板为顶部削平的球形空心体，球形安装板的中心开有供超声波传输的通孔；支撑架的顶部半球形空腔上设置有球形安装板，球形安装板的通孔边上对称设置有角度限位器，球形安装板的通孔中设置有超声波传感器。本发明针对煤矿膏体充填特点，实现卸料器料位自动检测，节省人力成本，提高料位检测的连续性及可靠性，为充填作业的连续进行提供了保障，极大的避免了料浆溢出及空料泵送事故的发生。

Description

一种膏体充填工艺中卸料器料位检测装置

技术领域

本发明涉及一种高浓度料位检测装置，特别是涉及一种用于充填矿山的膏体充填工艺中卸料器料位检测装置,属于膏体充填搅拌料浆技术领域,适用于矿山充填开采的连续搅拌及连续泵送可行性检测。

背景技术

我国是世界上最大的煤炭生产和消费的大国，随着煤炭开采技术水平的提高，为了解放“三下”压煤，煤矿的充填技术得到了极大的发展。但是膏体充填过程中搅拌系统与泵送系统需要连续工作，作为搅拌系统与泵送系统的中间环节，卸料器的料位检测装置及系统尤其重要。料位检测技术是膏体充填技术的难点之一。

目前国内在膏体充填领域的料位检测主要有以下两种方式。

其一，在充填系统运行过程中，安排专人实地实时的观察卸料器内料位情况。当料位过高时通过手台呼叫集控室加大泵送量减少搅拌次数，当料位过低时通过手台呼叫集控室减小泵送量增加搅拌次数。这种检测方式弊端较多：1、浪费人力资源；2、实时性不强；3、实地观察人员的疲劳分神等意外因素较多，检测的连续性不强，易发生生产事故。

其二，在充填系统运行过程中，通过搅拌器顶部开孔安装视频监控的方式观察搅拌器内料位情况。当料位过高时，集控室内操作人员通过监视器观察后加大泵送量减少搅拌次数，当料位过低时，集控室内操作人员通过监视器观察后减小泵送量增加搅拌次数。这种检测方式弊端较多。

1、集控室内操作人员需同时观察上位机系统运行状态与卸料器视频监控状态，检测的连续性不强。

2、卸料器内无明显标示物，仅通过视频无法准确判断料位高度。

3、现场监控探头易受灰尘等干扰，容易遮挡摄像头。

4、为保证视频信号传输质量，需铺设光纤，费用较高。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的上述不足，给出一种实时自动型的膏体充填工艺中卸料器料位检测装置。本发明具有结构简单、可靠性高、可以重复使用，成本低等特点，特别适合膏体充填卸料器料位的检测。

本发明所采用的技术方案是：这种膏体充填工艺中卸料器料位检测装置，包括有软件控制程序，其特点是还包括有支撑架1、球形安装板2、角度限位器3和超声波传感器4，其中。

所述的支撑架1的底部为锥形空腔，其顶部为半球形空腔。

所述的球形安装板2为顶部削平的球形空心体, 球形安装板2的中心开有供超声波传输的通孔。

支撑架1的顶部半球形空腔上设置有球形安装板2, 球形安装板2的通孔边上对称设置有角度限位器3, 球形安装板2的通孔中设置有超声波传感器4。

所述的角度限位器3的螺杆高于球形安装板顶面。

所述的超声波传感器4为窄波束、连续测量、4-20ma输出。

为更好地实现本发明的目的,所述的软件控制程序有以下步骤。

步骤1  第一搅拌站启动 。

步骤2  卸料器启动。

步骤3   料位检测是否超低位, 是,则启动第二搅拌站; 否,则充填泵启动。

步骤4  充填泵启动后, 料位检测是否低位, 是,则低速泵送; 否,则进入下一步骤。

步骤5   料位检测是否中位, 是,则正常泵送; 否, 则进入下一步骤。

步骤6   料位检测是否高位, 是,则第二搅拌站停止工作直至料位检测低于高位后,再次启动第二搅拌站; 否, 则进入下一步骤。

步骤7   料位检测是否超高位, 是,则第一搅拌站停止工作直至料位检测低于高位后,再次启动第一搅拌站。

本发明的料位检测原理是：支撑架与球形安装板将超声波传感器固定于卸料器顶部开孔处，超声波传感器的窄波束连续测量卸料器内料位高度并输出4-20ma模拟量，PLC模拟量采集模块采集测量数据，料位检测PLC程序通过算法筛选数据并与预先标定的超高、高、中、低、超低五个位置值进行比较，得出当前卸料器内料位高度后适度干预搅拌站及充填工业泵PLC控制程序，同时将当前料位高度上传至上位机组态画面，进行报警或相应提示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是。

针对煤矿膏体充填特点，实现了卸料器料位自动检测。节省了人力成本，提高了料位检测的连续性及可靠性，为充填作业的连续进行提供了保障，极大的避免了料浆溢出及空料泵送事故。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2是本发明的结构剖面图。

图3是球形安装板2的结构示意图。

图4是本发明的软件控制程序图。

图中序号：支撑架1，球形安装板2，角度限位器3，超声波传感器4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1～图3所示，这种实时自动型的膏体充填工艺中卸料器料位检测装置

，由硬件部分和软件部分组成，硬件部分由支撑架1，球形安装板2，角度限位器3，超声波传感器4构成,支撑架1的底部为锥形空腔，其顶部为半球形空腔, 球形安装板2为顶部削平的球形空心体, 球形安装板2的中心开有供超声波传输的通孔,其中支撑架1的顶部半球形空腔上设置有球形安装板2, 球形安装板2的通孔边上对称设置有两组角度限位器3, 所述的角度限位器3的螺杆高于球形安装板顶面,球形安装板2的通孔中设置有超声波传感器4, 所述的超声波传感器4为窄波束、连续测量、4-20ma输出。支撑架1与球形安装板2组装完成后可实现自平衡，即卸料器整体因震动等因素导致倾斜时支撑架1半球形空腔内的球形安装板可在重力作用下转动寻找水平位置，保证传感器与卸料器料位保持垂直角度。角度限位器3作用为限定球形安装板2转动角度，防止球形安装板2转动角度过大导致支撑架遮挡超声波传感器波束。

如图4所示，本发明给出的软件控制程序是根据卸料器具体高度、搅拌时间及泵送能力将卸料器划分出5个预设料位（范围值）：超高、高、中、低、超低。将超声波传感器采集频率设定为N ms，连续采集料位高度，并将采集值传入料位检测程序，在料位检测程序中对采集值按顺序进行差值比较，比较结果的绝对值满足一定范围，则连续记录10次并累加取平均值，将平均值与5个预设料位进行差值比较，比较结果的绝对值满足某一预设料位范围，则上传至上位机动态显示，并根据所属预设料位对搅拌站程序及泵送程序进行干预,具体的有以下步骤。

步骤1  第一搅拌站启动 。

步骤2  卸料器启动。

步骤3   料位检测是否超低位, 是,则启动第二搅拌站; 否,则充填泵启动。

步骤4  充填泵启动后, 料位检测是否低位, 是,则低速泵送; 否,则进入下一步骤。

步骤5   料位检测是否中位, 是,则正常泵送; 否, 则进入下一步骤。

步骤6   料位检测是否高位, 是,则第二搅拌站停止工作直至料位检测低于高位后,再次启动第二搅拌站; 否, 则进入下一步骤。

步骤7   料位检测是否超高位, 是,则第一搅拌站停止工作直至料位检测低于高位后,再次启动第一搅拌站。

Claims (4)

1.一种膏体充填工艺中卸料器料位检测装置，包括有软件控制程序，其特征在于还包括有支撑架1、球形安装板2、角度限位器3和超声波传感器4，其中:

所述的支撑架1的底部为锥形空腔，其顶部为半球形空腔; 

所述的球形安装板2为顶部削平的球形空心体, 球形安装板2的中心开有供超声波传输的通孔; 

支撑架1的顶部半球形空腔上设置有球形安装板2, 球形安装板2的通孔边上对称设置有角度限位器3, 球形安装板2的通孔中设置有超声波传感器4。

2.根据权利要求1所述的膏体充填工艺中膏体充填卸料器料位检测装置，其特征在于所述的角度限位器3的螺杆高于球形安装板顶面。

3.根据权利要求1所述的膏体充填工艺中膏体充填卸料器料位检测装置，其特征在于所述的超声波传感器4为窄波束、连续测量、4-20ma输出。

4.根据权利要求1所述的膏体充填工艺中膏体充填卸料器料位检测装置，其特征在于所述的软件控制程序有以下步骤:

步骤1  第一搅拌站启动 ;

步骤2  卸料器启动 ;

步骤3   料位检测是否超低位, 是,则启动第二搅拌站; 否,则充填泵启动;

步骤4  充填泵启动后, 料位检测是否低位, 是,则低速泵送; 否,则进入下一步骤;

步骤5   料位检测是否中位, 是,则正常泵送; 否, 则进入下一步骤;

步骤6   料位检测是否高位, 是,则第二搅拌站停止工作直至料位检测低于高位后,再次启动第二搅拌站; 否, 则进入下一步骤;

步骤7   料位检测是否超高位, 是,则第一搅拌站停止工作直至料位检测低于高位后,再次启动第一搅拌站。

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