CN103728941A - 一种料位监控方法及其设备 - Google Patents

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韩志浩
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Abstract

本发明涉及一种料位监控方法及设备，方法包括以下步骤：S1:在被监控料仓的承重底面上设置应变传感器，该应变传感器将产生的应变数据传输至MCU；S2:所述MCU对接收的应变数据进行处理，并将处理结果反应在可视界面中；S3：所述MCU通过internet网络与上位机通讯连接实现远程监控。料位监控设备，包括：应变传感器，粘接或者预埋于被监控料仓的承重底面；MCU，接收所述应变传感器传输的应变数据并进行处理；上位机，接收所述MCU的处理数据实现远程监控；本发明的有益效果是：（1）应变传感器为圆盘式应变传感器，其圆盘直径为160mm，能够对料位进行更加精确的测量；（2）应变传感器内部集成有数据处理模块，能够对应变产生的初始信号进行预处理以后转化成应变数据传输至MCU。

Description

一种料位监控方法及其设备
 
技术领域
本发明属于料位监控领域，尤其涉及一种灵敏度高且实用性强的料位监控方法及其设备。
 
背景技术
 
随着现代大工业化进程的不断发展，工业生产中出现了许多高温高压容器、巨型窑仓及大型散物料仓贮，传统的料位监控设备给这些特殊类型的大型设备对物料料位重量的自动化检测带来不便，例如在煤化工工艺中，由于环境温度高灰尘大，无法使用超声波料位计，又比如在一些场合中机械传动法难以精确检测，核物理放射线测量又污染环境，超声波物探仪检测的对环境要求高等等。
而在工业以及矿业生产中总会用到各种各样的矿物暂存包，其中以垂直型筒仓最多，料仓内物面的监示，对于生产流程的科学管理和高度以及产品质量的控制起到至关重要的作用。现在的解决方法对于环境很差，如灰尘大、水雾大以及使用条件受到限制的料仓，现有的这些料位计就无法使用了，进而影响到正常的工艺调整，导致系统无法正常运行，在实际运行中带来了诸多不便之处，目前还没有能够解决这些问题的产品或者方法出现。
 
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种料位监控方法及其设备，能够适应大多数较恶劣环境，准确、稳定、可靠方便地对料仓进行实时或者远程监控。
本发明的技术方案如下：
一种料位监控方法，包括以下步骤：
S1:在被监控料仓的承重底面上设置应变传感器，该应变传感器将产生的应变数据传输至MCU；
S2: 所述MCU对接收的应变数据进行处理，并将处理结果反应在可视界面中；
S3：所述MCU通过internet网络与上位机通讯连接实现远程监控。
上述的方法，在所述步骤S1中，传输方式可以是蓝牙、有线传输或者Zigbee无线传输中的一种或两种以上的混合。
进一步地，所述步骤S2中，所述MCU对接收的应变数据进行处理的操作包括：比例放大—温度补偿—A/D转换—非线性矫正—数字传输和电平转换—信号处理，进一步将处理结果传输至上位机。
上述的方法，所述MCU通过集成的HX117实现A/D转换和温度补偿。
本发明还涉及一种料位监控设备，其技术方案如下：
一种料位监控设备，包括：
应变传感器，粘接或者预埋于被监控料仓的承重底面；
MCU，接收所述应变传感器传输的应变数据并进行处理；
上位机，接收所述MCU的处理数据实现远程监控；
所述应变传感器与所述MCU之间电连接，所述MCU与所述上位机之间无线或者有线通讯连接。
上述的料位监控设备，所述应变传感器为一圆盘状应变传感器，圆盘外径φ166mm，传感器圆盘直径φ160 mm。
上述的料位监控设备，所述MCU采用STC5616，使用STC3232转串口信号进行信号传输，并且还集成有HX117进行A/D转换和温度补偿。
上述的料位监控设备，所述应变传感器内集成有数据处理模块。
本发明的有益效果是：
（1）应变传感器为圆盘式应变传感器，其圆盘直径为160mm，能够对料位进行更加精确的测量；
（2）应变传感器内部集成有数据处理模块，能够对应变产生的初始信号进行预处理以后转化成应变数据传输至MCU；
（3）所述MCU与上位机进行通讯连接，不仅能够实现对料位的实时监控，还可以实现操作人员的远程监控，而且数据处理以后的料位高度与实际情况相符。
 
说明书附图
图1是本发明所述料位监控方法的流程图；
图2是本发明所述料位监控设备的整体结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明一种料位监控方法，包括以下步骤：
S1:在被监控料仓的承重底面上设置应变传感器，该应变传感器将产生的应变数据传输至MCU；
S2: 所述MCU对接收的应变数据进行处理，并将处理结果反应在可视界面中；
S3：所述MCU通过internet网络与上位机通讯连接实现远程监控。
所述应变传感器基于物体受力变形产生应变，将这种应变转化为自身的电阻变化，而该应变传感器自身集成有数据处理器，能够将这种电阻变化产生的电信号，如电压信号或者电流信号等，转换成MCU能够读懂的模拟信号。
在这一过程中，对该电信号的处理流程包括：所述电信号经过电桥的整合后进行比例放大，由于电子元器件的温度常数，其输出信号会随着温度变化产生“漂移”现象，即“温漂”，因此在此步采取温度补偿措施来抵消此时输出的温漂，以保证输出数据在初始处理时更能够接近实际压力产生的数据。
此时输出的依然为电信号，产生MCU可以读取识别的模拟信号之前必须经过A/D转换，而由于应变传感器本身的限制，此时的测量信号可能会与其输出信号之间的线性比例关系相关较大，因此可以在此时接入非线性放大电路来进行非线性矫正，以使其接近实际测量值，减小了在此过程中出现的误差。
进行过非线性矫正以后的模拟信号已经比较接近实际测量值，此时可以将其经过简单电平变换以后通过MCU的串口输入到MCU中进行信号处理。
所述MCU具有可视化界面，能够清楚地了解到处理过程以及经过处理过后应变数据所对应的料仓中的物料质量或者料位，此时还可以通过网络将该MCU与上位机通讯连接，以便实现对料位的实时远程监控。
实施例2
与实施例1的实施方法相同，而在所述步骤S1中，传输方式可以是蓝牙、有线传输或者Zigbee无线传输中的一种或两种以上的混合。
蓝牙传输距离较短，有线传输性能稳定且不会出现差错，而采用Zigbee无线传输协议进行传输的无线方式是一种新兴技术，其有效距离比蓝牙大，而且功耗更低，成本更便宜，而传输数据更快更效率。
进一步地，所述步骤S2中，所述MCU对接收的应变数据进行处理的操作同样包括：比例放大—温度补偿—A/D转换—非线性矫正—数字传输和电平转换—信号处理，进一步将处理结果传输至上位机。
在上一步中，所述MCU还集成有HX117，所述MCU通过集成的HX117实现A/D转换和温度补偿。
实施例3
本发明还涉及一种料位监控设备，包括：
应变传感器1，粘接或者预埋于被监控料仓的承重底面；
MCU2，接收所述应变传感器传输的应变数据并进行处理；
上位机3，接收所述MCU的处理数据实现远程监控；
所述应变传感器1与所述MCU2之间电连接，所述MCU2与所述上位机3之间无线或者有线通讯连接。
所述应变传感器内集成有数据处理器、温度补偿以及非线性矫正电路等。
所述应变传感器在受力产生应变时产生电信号，该电信号经过一系列转变以后形成MCU能够识别的模拟信号并在其可视化界面显示，还可通讯连接至上位机进行远程监控。
所述应变传感器1为一圆盘状应变传感器，圆盘外径φ166mm，传感器圆盘直径φ160 mm。
所述MCU2为ARM7系统，采用STC5616，使用STC3232转串口信号进行信号传输，并且还集成有HX117进行A/D转换和温度补偿。
上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种料位监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1:在被监控料仓的承重底面上设置应变传感器，该应变传感器将产生的应变数据传输至MCU；
S2: 所述MCU对接收的应变数据进行处理，并将处理结果反应在可视界面中；
S3：所述MCU通过internet网络与上位机通讯连接实现远程监控。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，传输方式可以是蓝牙、有线传输或者Zigbee无线传输中的一种或两种以上的混合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述MCU对接收的应变数据进行处理的操作包括：比例放大—温度补偿—A/D转换—非线性矫正—数字传输和电平转换—信号处理，进一步将处理结果传输至上位机。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MCU通过集成的HX117实现A/D转换和温度补偿。
5.一种运用权利要求1－4中任一方法的料位监控设备，其特征在于，包括：
应变传感器，粘接或者预埋于被监控料仓的承重底面；
MCU，接收所述应变传感器传输的应变数据并进行处理；
上位机，接收所述MCU的处理数据实现远程监控；
所述应变传感器与所述MCU之间电连接，所述MCU与所述上位机之间无线或者有线通讯连接。
6.根据权利要求5所述的料位监控设备，其特征在于，所述应变传感器为一圆盘状应变传感器，圆盘外径φ166mm，传感器圆盘直径φ160 mm。
7.根据权利要求5或6所述的料位监控设备，其特征在于，所述MCU采用STC5616，使用STC3232转串口信号进行信号传输，并且还集成有HX117进行A/D转换和温度补偿。
8.根据权利要求5所述的料位监控设备，其特征在于，所述应变传感器内集成有数据处理模块。
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