CN107305139A - 料位检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种料位检测装置及方法，包括：料位计算器和至少一个测温组件，其中，至少一个测温组件设置于料仓侧壁外部，当测温组件为至少两个时，至少两个测温组件分别位于多个不同的预设料位位置，每个测温组件用于检测所在预设料位位置处的温度值；每个测温组件包括：导热块和测温元件，每个导热块设置于料仓侧壁上预设料位位置的预留孔内，每个所述测温元件的检测端均与所述导热块相连接；所述料位计算器位于所述料仓外部，所述料位计算器的输入端与所述测温组件的输出端相连接。本发明能够避免测温组件被颗粒大的散料下落时损坏，并且根据预设料位位置的温度值确定物料位置，进而判断物料是否过高或过低，成本低。

Description

料位检测装置及方法

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种料位检测装置及方法。

背景技术

散料收集仓是冶金工业领域的常用辅助性设备，比如烧结大烟道下的散料收集仓，球团工艺链篦机下的散料收集仓等，一般用于收集经散落的温度在100℃以上粉灰或小颗粒物料，散料通常是不定期无规律地落下，在料仓底部设置有双层卸灰阀，一般通过控制双层卸灰阀的开启与关闭实现时序卸灰，卸出的灰会落至散料输送皮带上，再由散料输送皮带运至下一道工序。

现有技术中，料仓料位检测装置主要有：(1)音叉式料位开关，(2)阻旋式料位开关，(3)振棒式料位开关，(4)电容式料位开关。但这几种应用于此处一方面数量太多造价过高，对于不定期控制排料成本过高，无经济价值；另一方面，灰仓内偶尔会下落颗粒较大的物料，位置较高，容易砸坏料位检测装置。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种料位检测装置及方法。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种料位检测装置，用于检测料仓内物料的料位高度，包括：料位计算器和至少一个测温组件，其中，

所述至少一个测温组件设置于料仓侧壁外部，当测温组件为至少两个时，至少两个测温组件分别位于多个不同的预设料位位置，每个测温组件用于检测所在预设料位位置处的温度值；

每个所述测温组件包括：导热块和测温元件，每个导热块设置于料仓侧壁上预设料位位置的预留孔内，每个所述测温元件的检测端均与所述导热块相连接，用于测量由导热块传导的散料温度的温度值；

所述料位计算器位于所述料仓外部，所述料位计算器的输入端与所述测温组件的输出端相连接，用于根据所述至少一个测温组件检测到的温度值以及所述至少一个测温组件的预设料位位置计算料仓内物料的料位高度。

可选地，所述测温组件中还包括保护套管；

所述保护套管的一端与所述测温元件固定，所述保护套管的另一端插入导热块上的柱形盲孔内，所述测温元件的检测端从所述保护套管的内部与所述导热块连接。

可选地，所述测温组件还包括：配对法兰、法兰接管和法兰垫片；

所述法兰接管的第一连接端与所述预留孔连接，所述导热块的预定长度嵌入所述法兰接管的第一连接端，所述导热块露于所述法兰接管外部并位于所述预留孔内，所述法兰接管的第二连接端与所述配对法兰中的第一法兰的管道接口连接；

所述配对法兰中的第二法兰的管道接口套于所述保护套管外部；

所述第一法兰和所述第二法兰固定连接；

所述法兰垫片设置于所述第一法兰和所述第二法兰之间。

可选地，多路温度采集单元；

所述多路温度采集单元的输入端与所述至少一个测温组件的输出端相连接，所述多路温度采集单元的输出端与料位计算器的输入端相连接，用于将所述至少一个测温组件检测的温度值发送给料位计算器。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种料位检测方法，包括：

接收设置于料仓侧壁第一预设料位高度上的测温组件采集的第一温度值；

判断所述第一温度值是否大于第一预设阈值；

当所述第一温度值大于第一预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度至少为第一预设料位高度。

可选地，包括：

接收设置于料仓侧壁第二预设料位高度上的测温组件采集的第二温度值，所述第二预设料位高度高于第一预设料位高度；

判断所述第二温度值是否大于第二预设阈值；

当所述第二温度值大于第二预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度至少为第二预设料位高度；

当所述第二温度值小于第二预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度为第一预设料位高度与第二预设料位高度之间。

可选地，包括：

当所述第一温度值小于第一预设阈值时，接收设置于料仓侧壁第三预设料位高度上的测温组件采集的第三温度值，所述第三预设料位高度低于第一预设料位高度；

判断所述第三温度值是否大于第三预设阈值；

当所述第三温度值大于第三预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度为第一预设料位高度与第三预设料位高度之间；

当所述第三温度值小于第三预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度为第三预设料位高度以下。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明根据预设料位位置处物料温度与环境温度的不同，利用设置于料仓外部的测温组件对预设料位位置处的温度进行检测，避免测温组件被颗粒大的散料下落时损坏，根据检测的预设料位位置的温度值确定物料位置，进而判断物料是否过高或过低，只需将采集的温度值与对应的预设料位位置的温度阈值进行计算比较，方法简单，且成本低。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种料位检测装置的一种结构图；

图2是图1中导热块、保护套管及测温元件的结构图；

图3是图2中导热块的左视图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种料位检测装置的另一种结构图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种料位检测方法的一种流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

如图1所示，物料会慢慢落入料仓1，并在料仓1内不断堆积，当料仓1内堆积的物料达到一定高度时，可以控制卸灰阀2动作，进行卸灰。

在本发明的一个实施例中，提供一种料位检测装置，用于检测料仓1内物料的料位高度，包括：料位计算器3和至少一个测温组件4。

其中，所述至少一个测温组件4设置于料仓1侧壁外部，当测温组件4为至少两个时，至少两个测温组件4分别位于多个不同的预设料位位置，预设料位位置可以是距离料仓底部的卸灰阀一定高度的位置，也可以是距离料仓顶部入口一定距离的位置，每个测温组件用于检测所在预设料位位置处的温度值。

每个所述测温组件4包括：导热块5和测温元件6，导热块5的材料为导热性良好、耐磨、耐高温、抗压性良好的金属，每个导热块5设置于料仓侧壁上预设料位位置的预留孔内，每个所述测温元件6的检测端均与所述导热块相连接，用于测量由导热块传导的散料温度的温度值，测温元件6可以选择模拟量信号类型的信号输出类型，该类信号采集时会有信号回路处于开路故障输出信号，可用于判断该设备检测是否正常，如果不正常可及时更换设备。

所述料位计算器3位于所述料仓1外部，所述料位计算器3的输入端与所述测温组件4的输出端相连接，用于根据所述至少一个测温组件检测到的温度值以及所述至少一个测温组件的预设料位位置计算料仓内物料的料位高度。

正常工作时，物料慢慢落入料仓1内并逐渐向上堆积，当物料堆积达到导热块5所在位置时，便与导热块5接触并快速传热，导热块5的温度便反应物料的温度或所在位置环境的温度。

因为物料温度一般在50～200℃，当物料接触到测温元件6时，测温元件6输出物料温度在50～200℃范围；当物料没有接触到测温元件6时，测温元件6输出预设料位位置处的环境温度，会低于50℃。这里的预设料位位置处环境温度低于50℃，是因为每次排料时卸灰阀都会打开，烟气经抽风机从仓外向仓内抽，致使仓外空气进入仓内，使仓内环境温度降低，但由于物料的辐射热作用，仓内环境温度应高于外界大气环境温度。

在本发明的又一实施例中，所述测温组件4中还包括保护套管7；

所述保护套管7的一端与所述测温元件6固定，所述保护套管7的另一端插入导热块5上的柱形盲孔内，所述测温元件6的检测端从所述保护套管7的内部与所述导热块5连接。

此处测温元件6除导热块5外，其它部件与物料没有直接接触，因此对测温元件6的保护套管7的耐磨性不作要求及限制。

在本发明的又一实施例中，所述测温组件4还包括：配对法兰8、法兰接管9和法兰垫片10。

所述法兰接管9的第一连接端与所述预留孔连接，所述导热块5的预定长度嵌入所述法兰接管9的第一连接端，在实际应用中，这里的导热块5的预定长度可以以导热块5能够稳定的、不发生晃动的固定在法兰接管9中的长度为准，所述导热块5露于所述法兰接管9外部并位于所述预留孔内，所述法兰接管9的第二连接端与所述配对法兰8中的第一法兰的管道接口连接；

所述配对法兰8中的第二法兰的管道接口套于所述保护套管7外部；所述第一法兰和所述第二法兰固定连接；所述法兰垫片10设置于所述第一法兰和所述第二法兰之间，以保持法兰间的气密性。

法兰接管9、料仓1的预留孔和配对法兰8，三者孔内径均相同，结合保护套管7，内径为Φ20～50较合适，连接均采用无缝焊接方式。法兰接管9长度不作限制，安装时只要方便导热块5的稳定及配对法兰8不与料仓1的侧壁接触即可。

保护套管7与导热块5采用紧固螺栓相连接，以便于导热块5损坏时可更换。

导热块5是一块圆柱状金属，其直径比法兰接管9的内径略小(比如小1～2mm，这样可以确保导热块5能够放入法兰接管中且不会上下摇晃)，导热块5依托在法兰接管9内部。导热块5在法兰接管9中需要有一定的厚度(如10～50mm)，以能够保持直立而不易翻倒。如图1所示，导热块5置于法兰接管内部而且不露出仓壁之外，以避免料仓1上方大颗粒物料直接坠落导致导热块5严重变形，当然，一般的砸痕迹无关紧要，不影响传热就行。如图2和图3所示，导热块5与保护套管7采用紧定螺栓12固定连接，紧定螺栓12外端部与导热块5外表面平齐，以避免插入时与法兰接管9内壁相碰。导热块5主要靠保护套管7提供横向支撑力固定，所以应选取口径合适的保护套管7连接导热块5，以免测温元件6过细受力损坏，比如外径Φ10～20。

如图4所示，在本发明的又一实施例中，还包括：多路温度采集单元11；

所述多路温度采集单元11的输入端与所述至少一个测温组件4的输出端相连接，所述多路温度采集单元11的输出端与料位计算器3的输入端相连接，用于将所述至少一个测温组件4检测的温度值发送给料位计算器3。

在实际应用中，当一个工业区域内存在若干个相同或类似的料仓1，则除了空间位置的区别外，进行料位检测的方法及装置均可以相同，进而可以利用多个料位检测装置构成一个料位检测系统。

在本发明实施例中，多路温度采集单元11可以设置多个输入端和一个输出端，输入端用于接收多个测温组件发送的温度值，输出端将多个测温组件发送的温度值发送给料位计算器3，这里多路温度采集单元11的输出端可以通过有线方式也可以通过无线方式将温度值发送给料位计算器3，这期间多路温度采集单元11对接收到的温度值和发送的温度值并不做任何处理；当然，多路温度采集单元11也可以与料位计算器3集成于一体。

如图5所示，在本发明的又一实施例中，提供一种料位检测方法，包括：以下步骤。

在步骤S501中，接收设置于料仓侧壁第一预设料位高度上的测温组件采集的第一温度值。

在步骤S502中，判断所述第一温度值是否大于第一预设阈值。

由于每次进行排料时双层卸灰阀02都会打开，致使料仓外空气进入料仓内，这样将使料仓内环境温度降低，因此根据现场测温元件所在位置长期检测的物料温度、环境温度数据观察的结果进行设置。

当所述第一温度值大于第一预设阈值时，在步骤S503中，确定料仓中物料的料位高度至少为第一预设料位高度。

例如，当位于高料位的预设料位位置的测温组件4输出温度高于第一预设阀值为50℃时，则可以确定料仓中物料的料位高度为高料位。

另外，当位于高料位的测温元件4检测到低于第一预设阀值的第一温度值时，说明现场物料低于该检测点位置，料位可能正常也可能低于低料位检测点。

由于下落的粉尘或物料一般速度不会太快，是个缓慢的过程，当物料上升到测温元件处时并被检测到高温时，上升的物料不会高出测温元件太多，这个高度完全可以忽略，而且即便是有高于测温元件的物料堆积，对于这一点儿物料，只要测温元件上方有足够的空间，稍晚一点儿卸灰，完全不是问题。因此对于高料位的滞后处理方式就是安装测温元件时，在测温元件上方稍留些高度的空间即可，该高料位的高度可不作限制，一般安装料位开关也不会安装到最顶部。

另外，因为排料导致物料快速下落时，如果测温元件反应过慢，会出现物料已经低于测温点很多温度还没及时反应，则有可能会将物料排空，影响排料阀的密封性，所以此类情况应该避免。

可以将两个或两个以上的测温元件测量的温度值相结合判断料位位置，这样准确性更好，由于该类测温元件为模拟型信号输出，可输出开路信号的故障码，在二者信号检测都处于正常的前提下，在本发明的又一实施例中，所述方法还包括以下步骤。

在步骤S601中，接收设置于料仓侧壁第二预设料位高度上的测温组件采集的第二温度值。

在本发明实施例中，所述第二预设料位高度高于第一预设料位高度。

在步骤S602中，判断所述第二温度值是否大于第二预设阈值。

当所述第二温度值大于第二预设阈值时，在步骤S603中，确定料仓中物料的料位高度至少为第二预设料位高度。

当所述第二温度值小于第二预设阈值时，在步骤S604中，确定料仓中物料的料位高度为第一预设料位高度与第二预设料位高度之间。

在本发明的又一实施例中，还包括以下步骤。

当所述第一温度值小于第一预设阈值时，在步骤S701中，接收设置于料仓侧壁第三预设料位高度上的测温组件采集的第三温度值。

在本发明实施例中，所述第三预设料位高度低于第一预设料位高度；

在步骤S702中，判断所述第三温度值是否大于第三预设阈值。

当所述第三温度值大于第三预设阈值时，在步骤S703中，确定料仓中物料的料位高度为第一预设料位高度与第三预设料位高度之间；

当所述第三温度值小于第三预设阈值时，在步骤S704中，确定料仓中物料的料位高度为第三预设料位高度以下。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种料位检测装置，用于检测料仓内物料的料位高度，其特征在于，包括：料位计算器和至少一个测温组件，其中，

所述至少一个测温组件设置于料仓侧壁外部，当测温组件为至少两个时，至少两个测温组件分别位于多个不同的预设料位位置，每个测温组件用于检测所在预设料位位置处的温度值；

每个所述测温组件包括：导热块和测温元件，每个导热块设置于料仓侧壁上预设料位位置的预留孔内，每个所述测温元件的检测端均与所述导热块相连接，用于测量由导热块传导的散料温度的温度值；

所述料位计算器位于所述料仓外部，所述料位计算器的输入端与所述测温组件的输出端相连接，用于根据所述至少一个测温组件检测到的温度值以及所述至少一个测温组件的预设料位位置计算料仓内物料的料位高度。

2.根据权利要求1所述的料位检测装置，其特征在于，所述测温组件中还包括保护套管；

所述保护套管的一端与所述测温元件固定，所述保护套管的另一端插入导热块上的柱形盲孔内，所述测温元件的检测端从所述保护套管的内部与所述导热块连接。

3.根据权利要求2所述的料位检测装置，其特征在于，所述测温组件还包括：配对法兰、法兰接管和法兰垫片；

所述法兰接管的第一连接端与所述预留孔连接，所述导热块的预定长度嵌入所述法兰接管的第一连接端，所述导热块露于所述法兰接管外部并位于所述预留孔内，所述法兰接管的第二连接端与所述配对法兰中的第一法兰的管道接口连接；

所述配对法兰中的第二法兰的管道接口套于所述保护套管外部；

所述第一法兰和所述第二法兰固定连接；

所述法兰垫片设置于所述第一法兰和所述第二法兰之间。

4.根据权利要求1所述的料位检测装置，其特征在于，还包括：多路温度采集单元；

所述多路温度采集单元的输入端与所述至少一个测温组件的输出端相连接，所述多路温度采集单元的输出端与料位计算器的输入端相连接，用于将所述至少一个测温组件检测的温度值发送给料位计算器。

5.一种料位检测方法，其特征在于，包括：

接收设置于料仓侧壁第一预设料位高度上的测温组件采集的第一温度值；

判断所述第一温度值是否大于第一预设阈值；

当所述第一温度值大于第一预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度至少为第一预设料位高度。

6.根据权利要求5所述的料位检测方法，其特征在于，包括：

接收设置于料仓侧壁第二预设料位高度上的测温组件采集的第二温度值，所述第二预设料位高度高于第一预设料位高度；

判断所述第二温度值是否大于第二预设阈值；

当所述第二温度值大于第二预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度至少为第二预设料位高度；

当所述第二温度值小于第二预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度为第一预设料位高度与第二预设料位高度之间。

7.根据权利要求6所述的料位检测方法，其特征在于，包括：

当所述第一温度值小于第一预设阈值时，接收设置于料仓侧壁第三预设料位高度上的测温组件采集的第三温度值，所述第三预设料位高度低于第一预设料位高度；

判断所述第三温度值是否大于第三预设阈值；

当所述第三温度值大于第三预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度为第一预设料位高度与第三预设料位高度之间；

当所述第三温度值小于第三预设阈值时，确定料仓中物料的料位高度为第三预设料位高度以下。