CN114055634B - 一种石膏板辅料添加的监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石膏板辅料添加的监测装置，包括作为观察窗口将辅料添加剂的输送状况露于表面的显象结构，用于实时捕捉辅料添加剂输送状况的状态捕捉结构及控制模块，状态捕捉结构将采集的输送情况以光电转换的形式向控制模块输送电反馈信号，控制模块根据电反馈信号与电反馈信号预设值的对比结果判断辅料添加剂的输送状态为故障状态或流量不稳定状态并及时给出相应的报警提示。本发明通过实时监测液体辅料添加剂的输送状态，及时报警提示，以期及时发现问题，解决问题，确保生产过程稳定有序进行，减少不合格品的产生，避免出现较大生产损失。

Description

一种石膏板辅料添加的监测装置

技术领域

本发明涉及石膏板生产技术领域，具体涉及一种石膏板辅料添加的监测装置。

背景技术

在石膏板生产过程中，需要依据石膏板规格的不同添加不同的辅料以改变石膏板的性能质量。辅料添加剂的配比添加量都会对成型石膏板的质量产生直接影响。

现有技术中采用输送泵将辅料储存罐中的辅料添加剂泵入管道输送至混合机中混合备用，避免人为现场配比添加的麻烦，节省了人力，提高了生产效率。

但是设备运行时辅料添加剂的添加稳定性受诸多因素影响，进而影响成型石膏板的品质，主要存在以下几个方面的问题：

1)辅料添加剂储备罐中空料未能及时添加，会导致设备空机运行，可能因辅料种类不全导致生产的石膏板性能不达标；

2)辅料添加剂出现流量不稳定的情况，如输送管道内出现异物堵塞导致管道内辅料添加剂通量变小，变小变细，辅料添加剂添量不足导致石膏板性能降低；

3)辅料添加设备出现故障，如输送泵跳电导致设备停止运行等情况。

若不能及时发现状况问题，还在继续生产，则会因无特种辅料添加剂或辅料添加量不足而影响板材的内在质量，造成批量不合格品或者批量废品的问题。若能及时发现问题及时解决，有利于及时补救，减少停机次数，保持设备高效持续性运转，减少经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石膏板辅料添加的监测装置，以解决现有技术中未能及时发现辅料添加剂流量不稳定导致产品不合格率升高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种石膏板辅料添加的监测装置，包括：

显象结构，与辅料添加剂的输送管道连接，且竖直设置在所述输送管道尾部临近混合机处，所述显象结构用于输送辅料添加剂并表征所述输送管道中辅料添加剂的输送状态；

状态捕捉结构，设置在所述显象结构侧部，用于实时捕捉所述显象结构表征的辅料添加剂的输送状态；

控制模块，与所述状态捕捉结构电性连接，所述控制模块用于接收所述状态捕捉结构捕捉到的输送状态的电反馈信号，所述控制模块根据所述电反馈信号进行报警提示；

所述控制模块内设定电反馈预设值，所述控制模块通过所述状态捕捉结构的电反馈信号来判断辅料添加剂的输送状态为故障状态或流量不稳定状态，且规定：所述控制模块判定所述输送管道在所述电反馈信号小于所述预设值时为流量不稳定状态，所述控制模块判定所述输送管道在所述电反馈信号大于所述预设值时为故障状态；

所述显象结构包括透明玻璃管，所述透明玻璃管的一端安装在所述输送管道上，且所述透明玻璃管竖直设置在所述输送管道尾部，所述透明玻璃管的底部端部连接到所述混合机入料口；所述透明玻璃管用于输送所述辅料添加剂，且所述透明玻璃管能够显示内部输送的辅料添加剂状态；

所述状态捕捉结构包括光感映射源和光源捕捉器，所述光感映射源和所述光源捕捉器分别设置在所述透明玻璃管两侧且所述光感映射源和所述光源捕捉器正相对设置，所述光源捕捉器与所述控制模块连接；

所述光感映射源用于向所述透明玻璃管投射光线，透过所述透明玻璃管的所述投射光线投映到所述光源捕捉器上，所述光源捕捉器捕捉所述光感映射源透过所述透明玻璃管的光线，所述光源捕捉器捕捉所述光线并转换为电反馈信号；

所述光源捕捉器包括光线捕捉板和连接在所述光线捕捉板背部的光电转换模块；

所述光线捕捉板正对所述光感映射源，所述光线捕捉板用于接收所述光感映射源透过所述透明玻璃管的光线，所述光电转换模块用于将所述光线捕捉板捕获的光信号转换为电信号并传输至所述控制模块，且所述捕获的光线越强，经所述光电转换模块得到的电反馈信号越大；

所述控制模块包括控制单元和报警单元，所述报警单元和所述光电转换模块分别与所述控制单元与连接；

在所述控制单元内预设有电反馈信号界限值，所述光电转换模块将所述电反馈信号输送给所述控制单元，所述控制单元将所述电反馈信号与所述预设界限值进行对比，根据所述反馈信号强度判断所述辅料添加剂的输送状态并调控所述报警单元警报状态；

所述光电转换模块包括多个光电转换探针，所述光电转换探针阵列排布在所述光线捕捉板背部，且所述光线捕捉板上不同工作区域接收的光线强度相同或不同，多个所述输光电转换探针根据所在区域接收光线强度的不同输出不同的电反馈信号，所述信号处理单元接收所有所述电反馈信号并按照所述光线捕捉板的区域尺寸按比例还原并将所述电反馈信号按位置匹配还原到所述还原区域内形成所述信号分布图像。

作为本发明的一种优选方案，所述光线捕捉板用于映射所述透明玻璃管内辅料添加剂的流通状态，并规定：

输送管道内辅料添加剂正常输送时，辅料添加剂充满所述透明玻璃管，所述光线捕捉板工作区域接收不到光线，所述光电转换模块无电反馈信号输出；

输送管道内管道堵塞时，所述辅料添加剂未充满所述透明玻璃管内腔，所述光感映射源发出的光线部分透过所述透明玻璃管并投射到所述光线捕捉板上，所述光线捕捉板捕捉所述光线，所述光电转换模块将所述光线捕捉板捕获的光信号转换为弱电反馈信号并将所述弱电反馈信号输送至控制模块；

在推进输送输送泵故障或辅料添加剂上料仓无料时，所述光感映射源投射的光线直接透射所述透明玻璃管并投射到所述光线捕捉板上，所述光线捕捉板工作区域接收所有透射光线，所述光电转换模块将所述透射光源信号转换为强电反馈信号并将所述强电反馈信号输送至所述控制器模块。

作为本发明的一种优选方案，所述控制单元根据所述电反馈信号的强弱调控所述报警单元的警报状态，并定义：在所述电反馈信号小于所述电反馈信号界限值时，所述控制单元判定所述电反馈信号为弱反馈信号，所述输送管道处于流量不稳定状态，所述控制单元调控所述报警单元执行流量不稳定报警提示；

在所述电反馈信号大于所述电反馈信号界限值时，所述控制单元判定所述电反馈信号为强反馈信号，所述输送管道处于故障状态，所述控制单元调控所述报警单元执行故障报警提示。

作为本发明的一种优选方案，所述控制模块还包括信号处理单元，所述信号处理单元与所述光电转换模块连接，所述光电转换模块将电反馈信号传输给所述信号处理单元，所述信号处理单元用于接收所述电反馈信号并形成信号分布图像；

其中，所述信号分布图像的整体面积与所述光线捕捉板相等，形成的所述信号分布图像与所述光线捕捉板上光源强度相匹配。

作为本发明的一种优选方案，所述光感映射源采用分光仪器，所述分光仪器用于形成多束平行光束，且所述平行光束的宽度不小于所述透明玻璃管的直径尺寸。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明通过设置显象结构作为观察窗口将辅料添加剂的输送状态露于表面，设置状态捕捉结构实时采集辅料添加剂的输送情况并将采集的输送情况以光电转换的形式向控制模块输送电反馈信号，控制模块根据电反馈信号与电反馈信号预设值的对比结果及时给出报警提示。实时监测液体辅料添加剂的输送状态，及时报警提示，以期及时发现发现问题解决问题，确保生产过程稳定有序进行，减少不合格品的产生，避免出现较大生产损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的测试装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的测试装置中信号传输示意图；

图中的标号分别表示如下：

1-显象结构；2-状态捕捉结构；3-控制模块；

11-透明玻璃管；21-光感映射源；22-光源捕捉器；

31-控制单元；32-报警单元；33-信号处理单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1及图2所示，本发明提供了一种石膏板辅料添加的监测装置，包括：

显象结构1，与辅料添加剂的输送管道连接，且竖直设置在输送管道尾部临近混合机处，显象结构1用于输送辅料添加剂并表征输送管道中辅料添加剂的输送状态；

状态捕捉结构2，设置在显象结构1侧部，用于实时捕捉显象结构1表征的辅料添加剂的输送状态；

控制模块3，与状态捕捉结构2电性连接，控制模块3用于接收状态捕捉结构2捕捉到的输送状态的电反馈信号，控制模块3根据电反馈信号进行报警提示；

控制模块3内设定电反馈预设值，控制模块3通过状态捕捉结构2的电反馈信号来判断辅料添加剂的输送状态为故障状态或流量不稳定状态，且规定：控制模块3判定输送管道在电反馈信号小于预设值时为流量不稳定状态，控制模块3判定输送管道在电反馈信号大于预设值时为故障状态。

本发明实施例主要应用于液体辅料添加剂的输送状态监测，以期及时发现流量不稳定或设备故障情况，避免出现较大生产损失。主要通过显象结构显示输送状态，状态捕捉结构捕捉辅料添加剂的输送状态，控制系统对输送状态实时判断，并在出现状况是及时报警提示，以提示工作人员及时处理问题，确保辅料添加稳定，生产有序进行，减少不合格品的产生。

输送管道设置在辅料添加剂储备罐与混合机之间，输送泵将储备罐中的辅料添加剂泵入输送管道中输送，由于辅料添加剂在管道内运输，不便观察辅料添加剂的流量状态，为此，本实施例将采用一段透明传输管作为辅料添加剂输送状态的观察窗口。

具体地，显象结构1包括透明玻璃管11，透明玻璃管11用于输送辅料添加剂，且无色透明玻璃管11能够显示内部输送的辅料添加剂状态。透明玻璃管11作为观察窗口设置在临近混合机的一侧，透明玻璃管11的顶部一端安装在输送管道上，透明玻璃管11的底部端部连接到混合机入料口处，为了便于观察，透明玻璃管11竖直设置在输送管道尾部；并且透明玻璃管11的管径根据辅料添加剂的用量来定。

本实施例根据具体情况将辅料添加剂输送状况总结为三种状态：即正常输送状态、输送不稳定状态和设备故障状态。正常输送状态时，辅料添加剂充满透明玻璃管11管道内腔传输；输送不稳定状态时，辅料添加剂由于管内异物堵塞等情况不能充满整个管道内腔，透明玻璃管11内辅料添加剂通量截面小于透明玻璃管11内腔管径尺寸，辅料添加量不足；设备故障状态时，如辅料添加剂储备罐内空料、输送泵跳电或其他故障情况，输送管道内辅料添加剂流量相比正常状态几乎忽略不计，辅料添加种类缺少。

若直接人工定岗监测透明玻璃管11内流量状态，会造成岗位压力，人力资源浪费，因此为了更好地监测辅料添加剂添加状态，本实施例设置状态捕捉结构2专门采集透明玻璃管11的传输状态。

具体地，状态捕捉结构2包括光感映射源21和光源捕捉器22，光感映射源21和光源捕捉器22分别设置在透明玻璃管11两侧且光感映射源21和光源捕捉器22正相对设置，光源捕捉器22与控制模块3连接；光感映射源21用于向透明玻璃管11投射光线，透过透明玻璃管11的投射光线投映到光源捕捉器22上，光源捕捉器22捕捉光感映射源21透过透明玻璃管11的光线，光源捕捉器22捕捉光线并转换为电反馈信号。

详细地，光源捕捉器22包括光线捕捉板和连接在光线捕捉板背部的光电转换模块；光线捕捉板正对光感映射源21，光线捕捉板用于接收光感映射源21透过透明玻璃管11的光线，光电转换模块用于将光线捕捉板捕获的光信号转换为电信号并传输至控制模块3，且捕获的光线越强，经光电转换模块得到的电反馈信号越大。

光线捕捉板用于映射透明玻璃管11内辅料添加剂的流通状态，并规定：

输送管道内辅料添加剂正常输送时(正常输送状态)，辅料添加剂充满透明玻璃管11，投射光线被挡住，光线捕捉板工作区域接收不到光线，光电转换模块无电反馈信号输出，正常输送。

输送管道内管道堵塞时(输送不稳定状态)，辅料添加剂未充满透明玻璃管11内腔，光感映射源21发出的光线部分透过透明玻璃管11并投射到光线捕捉板上，光线捕捉板捕捉光线，光电转换模块将光线捕捉板捕获的光信号转换为弱电反馈信号并将弱电反馈信号输送至控制模块3，控制模块3发出报警提示，提示工作人员注意输送管道内出现了流量不稳定的情况，以便及时清理解决问题。

在推进输送输送泵故障或辅料添加剂上料仓无料时(故障状态)，透明玻璃管11内几乎无料传输，光感映射源21投射的光线直接透射透明玻璃管11并投射到光线捕捉板上，光线捕捉板工作区域接收所有透射光线，光电转换模块将透射光源信号转换为强电反馈信号并将强电反馈信号输送至控制器3模块，控制模块3会发出报警提示，提醒工作人员输料系统出现较大故障，需要及时处理。

这样以透明玻璃管作为观察窗口，实时监测辅料添加剂的传输情况，及时发现辅料添加剂流量不稳定或设备故障情况，有助于降低产品不合格率，减少经济损失。

控制模块3包括控制单元31和报警单元32，报警单元32和光电转换模块分别与控制单元31与连接；在控制单元31内预设有电反馈信号界限值(也即前文提到的“电反馈预设值”)，光电转换模块将电反馈信号输送给控制单元31，控制单元31将电反馈信号与预设界限值进行对比，根据反馈信号强度判断辅料添加剂的输送状态并调控报警单元32警报状态。

光感映射源21采用分光仪器，分光仪器用于形成多束平行光束，且平行光束的宽度不小于透明玻璃管11的直径尺寸。

本实施方式中的强电反馈信号和若电反馈信号是相对而言的，且是根据透射过透明玻璃管11的光线多少来界定的。为了便于便于区分，正常输送状态时，光线不透过透明玻璃管11，透明玻璃管11在光线捕捉板上的投影将是一个长方形，且投影长方形的宽度与透明玻璃管11的管径相等，在输送不稳定状态时，辅料添加剂不能充满整个透明玻璃管11内腔，长方形投影的宽度会变窄，还可能因为管体内出现凹液面或气泡等而在长方形投影内部出现投射光线的斑驳光亮，由于是一部分光线投射，相对全部光线来说，光线较弱，对应产生的电信号也较弱，所以此时输送不稳定状态时，产生的为相对较弱的弱电反馈信号，同样的，故障状态时，几乎全部光线投射，产生的为强电反馈信号。

控制单元31根据电反馈信号的强弱调控报警单元32的警报状态，为了便于区分，将投影长方形宽度恰好等于透明玻璃管11的管径时，光线捕捉板捕捉的光线光电转换后的电信号设定为界限值。并定义：在电反馈信号小于电反馈信号界限值时，控制单元31判定电反馈信号为弱反馈信号，输送管道处于输送不稳定状态，控制单元31调控报警单元32执行流量不稳定报警提示。

在电反馈信号大于电反馈信号界限值时，控制单元31判定电反馈信号为强反馈信号，输送管道处于故障状态，控制单元31调控报警单元32执行故障报警提示。

控制模块3还包括信号处理单元33，信号处理单元33与光电转换模块连接，光电转换模块将电反馈信号传输给信号处理单元33，信号处理单元33用于接收电反馈信号并形成信号分布图像；其中，信号分布图像的整体面积与光源捕捉板相等，形成的信号分布图像与光源捕捉板上光源强度相匹配。

光源捕捉材料采用对光照损耗少，感应敏感的感光材料板，光电转换模块包括多个光电转换探针，光电转换探针可以采用如光敏电阻元器件，光电转换探针阵列排布在光线捕捉板背部，且光线捕捉板上不同工作区域接收的光线强度相同或不同，多个输光电转换探针根据所在区域接收光线强度的不同输出不同的电反馈信号，控制单元31将接收到的同一批电反馈信号信号与预设值对比，以此批信号中最强的信号为准值，进行比较。处理单元33接收所有电反馈信号并按照光线捕捉板的区域尺寸按比例还原并将电反馈信号按位置匹配还原到还原区域内形成信号分布图像。

辅料添加剂为非正常输送状态时，会有光线投射到光源捕捉板上，在光源捕捉板上形成光亮，对应的光电转换模块会依据光线转换为相对大小的电信号，而没有光线投射的地方形成阴影，也就不会有电信号产生，透明玻璃管内对应位置处会被辅料填充。而信号处理单元33接收所有光电转换探针的电反馈信号，并按比例还原投影长方形，并将对应信号还原到对应位置，信号越强，表示透射光线越多，对应透明玻璃管11内位置上辅料添加剂越少。由此，方便工作人员根据信号图像及时找出问题所在，及时调整方案，以便解决问题。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种石膏板辅料添加的监测装置，其特征在于，包括：

显象结构(1)，与辅料添加剂的输送管道连接，且竖直设置在所述输送管道尾部临近混合机处，所述显象结构(1)用于输送辅料添加剂并表征所述输送管道中辅料添加剂的输送状态；

状态捕捉结构(2)，设置在所述显象结构(1)侧部，用于实时捕捉所述显象结构(1)表征的辅料添加剂的输送状态；

控制模块(3)，与所述状态捕捉结构(2)电性连接，所述控制模块(3)用于接收所述状态捕捉结构(2)捕捉到的输送状态的电反馈信号，所述控制模块(3)根据所述电反馈信号进行报警提示；

所述控制模块(3)内设定电反馈预设值，所述控制模块(3)通过所述状态捕捉结构(2)的电反馈信号来判断辅料添加剂的输送状态为故障状态或流量不稳定状态，且规定：所述控制模块(3)判定所述输送管道在所述电反馈信号小于所述预设值时为流量不稳定状态，所述控制模块(3)判定所述输送管道在所述电反馈信号大于所述预设值时为故障状态；

所述显象结构(1)包括透明玻璃管(11)，所述透明玻璃管(11)的一端安装在所述输送管道上，且所述透明玻璃管(11)竖直设置在所述输送管道尾部，所述透明玻璃管(11)的底部端部连接到所述混合机入料口；所述透明玻璃管(11)用于输送所述辅料添加剂，且所述透明玻璃管(11)能够显示内部输送的辅料添加剂状态；

所述状态捕捉结构(2)包括光感映射源(21)和光源捕捉器(22)，所述光感映射源(21)和所述光源捕捉器(22)分别设置在所述透明玻璃管(11)两侧且所述光感映射源(21)和所述光源捕捉器(22)正相对设置，所述光源捕捉器(22)与所述控制模块(3)连接；

所述光感映射源(21)用于向所述透明玻璃管(11)投射光线，透过所述透明玻璃管(11)的所述投射光线投映到所述光源捕捉器(22)上，所述光源捕捉器(22)捕捉所述光感映射源(21)透过所述透明玻璃管(11)的光线，所述光源捕捉器(22)捕捉所述光线并转换为电反馈信号；

所述光源捕捉器(22)包括光线捕捉板和连接在所述光线捕捉板背部的光电转换模块；

所述光线捕捉板正对所述光感映射源(21)，所述光线捕捉板用于接收所述光感映射源(21)透过所述透明玻璃管(11)的光线，所述光电转换模块用于将所述光线捕捉板捕获的光信号转换为电信号并传输至所述控制模块(3)，且所述捕获的光线越强，经所述光电转换模块得到的电反馈信号越大；

所述控制模块(3)包括控制单元(31)和报警单元(32)，所述报警单元(32)和所述光电转换模块分别与所述控制单元(31)与连接；

在所述控制单元(31)内预设有电反馈信号界限值，所述光电转换模块将所述电反馈信号输送给所述控制单元(31)，所述控制单元(31)将所述电反馈信号与所述预设界限值进行对比，根据所述反馈信号强度判断所述辅料添加剂的输送状态并调控所述报警单元(32)警报状态；

所述光电转换模块包括多个光电转换探针，所述光电转换探针阵列排布在所述光线捕捉板背部，且所述光线捕捉板上不同工作区域接收的光线强度相同或不同，多个所述输光电转换探针根据所在区域接收光线强度的不同输出不同的电反馈信号，所述信号处理单元(33)接收所有所述电反馈信号并按照所述光线捕捉板的区域尺寸按比例还原并将所述电反馈信号按位置匹配还原到所述还原区域内形成所述信号分布图像。

2.根据权利要求1所述的一种石膏板辅料添加的监测装置，其特征在于，所述光线捕捉板用于映射所述透明玻璃管(11)内辅料添加剂的流通状态，并规定：

输送管道内辅料添加剂正常输送时，辅料添加剂充满所述透明玻璃管(11)，所述光线捕捉板工作区域接收不到光线，所述光电转换模块无电反馈信号输出；

输送管道内管道堵塞时，所述辅料添加剂未充满所述透明玻璃管(11)内腔，所述光感映射源(21)发出的光线部分透过所述透明玻璃管(11)并投射到所述光线捕捉板上，所述光线捕捉板捕捉所述光线，所述光电转换模块将所述光线捕捉板捕获的光信号转换为弱电反馈信号并将所述弱电反馈信号输送至控制模块(3)；

在推进输送输送泵故障或辅料添加剂上料仓无料时，所述光感映射源(21)投射的光线直接透射所述透明玻璃管(11)并投射到所述光线捕捉板上，所述光线捕捉板工作区域接收所有透射光线，所述光电转换模块将所述透射光源信号转换为强电反馈信号并将所述强电反馈信号输送至所述控制器(3)模块。

3.根据权利要求1所述的一种石膏板辅料添加的监测装置，其特征在于，所述控制单元(31)根据所述电反馈信号的强弱调控所述报警单元(32)的警报状态，并定义：在所述电反馈信号小于所述电反馈信号界限值时，所述控制单元(31)判定所述电反馈信号为弱反馈信号，所述输送管道处于流量不稳定状态，所述控制单元(31)调控所述报警单元(32)执行流量不稳定报警提示；

在所述电反馈信号大于所述电反馈信号界限值时，所述控制单元(31)判定所述电反馈信号为强反馈信号，所述输送管道处于故障状态，所述控制单元(31)调控所述报警单元(32)执行故障报警提示。

4.根据权利要求1所述的一种石膏板辅料添加的监测装置，其特征在于，所述控制模块(3)还包括信号处理单元(33)，所述信号处理单元(33)与所述光电转换模块连接，所述光电转换模块将电反馈信号传输给所述信号处理单元(33)，所述信号处理单元(33)用于接收所述电反馈信号并形成信号分布图像；

其中，所述信号分布图像的整体面积与所述光线捕捉板相等，形成的所述信号分布图像与所述光线捕捉板上光源强度相匹配。

5.根据权利要求1所述的一种石膏板辅料添加的监测装置，其特征在于，所述光感映射源(21)采用分光仪器，所述分光仪器用于形成多束平行光束，且所述平行光束的宽度不小于所述透明玻璃管(11)的直径尺寸。