CN114813458A - 一种预焙阳极炭块在线密度检测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种预焙阳极炭块在线密度检测装置，包括机架，输送线、光电对射传感器、称重传感器、线激光轮廓传感器和编码器，输送线设置于机架，称重传感器设置于输送线的底部，光电对射传感器架设于输送线的输入端，线激光轮廓传感器架设于输送线的四周，编码器设置于输送线的中部，且编码器与线激光轮廓传感器电连接。将需要检测阳极炭块放置到输送线上，通过光电对射传感器、称重传感器、线激光轮廓传感器和编码器等配合实现了阳极炭块在线实时全检，省去了排水法和取样法复杂的检测过程，实现了效率高、速度快、数据实时上传到MES进行质量管控和追溯。此外，本发明还公开了一种预焙阳极炭块在线密度检测方法。

Description

一种预焙阳极炭块在线密度检测装置及其方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种预焙阳极炭块在线密度检测装置及其方法。

背景技术

铝电解用到的预焙阳极炭块(以下简称阳极炭块)在生产过程中，需要对生块和熟块进行密度测量，以确保具有合格理化参数的阳极炭块可以进行下一步的生产或者通过检测出货。

目前，在阳极炭块成型后，由工人随机抽取阳极炭块进行密度检测。将专用称挂在吊车的吊钩上，称的下方用钢丝绳挂住阳极炭块，取得阳极炭块的重量m1，将阳极炭块移动至水池中，测得重量m2，根据水的密度特性，可以计算出阳极炭块生块的密度是m1/(m1-m2)。测量完密度后，工人再将阳极炭块吊回输送线上进行下一步工序。在阳极炭块焙烧清理完成后，需要再次进行密度测量以检测是否符合出货标准，具体采用随机抽取阳极炭块进行取样检测。

可见，现有的阳极炭块生块和熟块的密度测量方法需要的时间长，只能在生产线上进行抽样检测，无法做到全检。抽样检测的结果被认为是当前生产批次的产品结果，无法对每个阳极炭块产品的品质进行追溯；另外现有的检测方法耗时费力，增加工人工作量的同时产生一定的危险性。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种预焙阳极炭块在线密度检测装置，该装置可以对每个阳极炭块产品的品质进行追溯，提高了检测效率，避免了人工参与检测的危险。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种预焙阳极炭块在线密度检测装置，包括机架，输送线、光电对射传感器、称重传感器、线激光轮廓传感器和编码器，所述输送线设置于所述机架，所述称重传感器设置于所述输送线的底部，所述光电对射传感器架设于所述输送线的输入端，所述线激光轮廓传感器架设于所述输送线的四周，所述编码器设置于所述输送线的中部，且所述编码器与所述线激光轮廓传感器电连接。将需要检测阳极炭块放置到输送线上，通过光电对射传感器、称重传感器、线激光轮廓传感器和编码器等配合实现了阳极炭块在线实时全检，省去了排水法和取样法复杂的检测过程，实现了效率高、速度快、数据实时上传到MES进行质量管控和追溯。

作为本发明所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置的一种改进，所述输送线包括固定架、多根并排转动设置于所述固定架的辊筒及驱动多根所述辊筒转动的驱动电机，所述固定架的两侧上方连接有护栏。

作为本发明所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置的一种改进，所述光电对射传感器的数量为两个，两个所述光电对射传感器并排架设于所述固定架上。

作为本发明所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置的一种改进，所述称重传感器的数量为四个，四个所述称重传感器分布于所述固定架的四角并与之相连。

作为本发明所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置的一种改进，还包括安装架，所述线激光轮廓传感器的数量为四个，四个所述线激光轮廓传感器通过所述安装架均匀布置于所述辊筒的四周。

作为本发明所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置的一种改进，所述编码器连接居中一根所述辊筒的轴心上。

本发明的另一个目的在于提供一种预焙阳极炭块在线密度检测方法，包括如下步骤：

步骤一、将阳极炭块放置于输送线上，使得阳极炭块匀速向前移动；

步骤二、位于输送线输入端的光电对射传感器感应到对应阳极炭块后，线激光轮廓传感器便启动扫描；

步骤三、阳极炭块继续向前移动，当光电对射传感器感应不到阳极炭块时，线激光轮廓传感器就停止扫描工作，此时，称重传感器便启动称重工作，从而得出阳极炭块的重量m，同时系统也将之前扫描得到图像合成并计算体积v；

步骤四、根据步骤三得到的m和v，计算得到阳极炭块的密度ρ，从而检测出阳极炭块的在线密度。

作为本发明所述的预焙阳极炭块在线密度检测方法的一种改进，步骤三中的体积v采用微分和积分的方法测量得到的：

线激光轮廓传感器发出的光线保持在一个平面上，当阳极炭块通过时，线激光轮廓传感器发射的光线被阳极炭块表面反射回来，线激光轮廓传感器的接收部分接收成像并组成一个截面的图像，这个截面的面积v1是炭块在当前位置时的截面积；

阳极炭块向前移动一个单位的位移Δs，线激光轮廓传感器就开启扫描成像组成一个新的截面积v2，如此循环，直至完全扫描完阳极炭块，形成了第n个截面积vn，如是炭块的体积v＝v1+v2+…+vn。

作为本发明所述的预焙阳极炭块在线密度检测方法的一种改进，步骤三中的体积v采用微分和积分的方法测量得到的：

阳极炭块单位位移Δs是由安装在输送线上的编码器决定的，编码器随着输送线的辊筒转动一个单位角度Δθ，编码器就产生一个脉冲给线激光轮廓传感器，线激光轮廓传感器接收到一个脉冲，就开启一次光线扫描，并计算一个截面积，这个截面的面积v1是阳极炭块在当前位置时的截面积；

阳极炭块向前移动一个单位的位移Δs，线激光轮廓传感器就开启扫描成像组成一个新的截面积v2，如此循环，直至完全扫描完阳极炭块，形成了第n个截面积vn，如是炭块的体积v＝v1+v2+…+vn。

作为本发明所述的预焙阳极炭块在线密度检测方法的一种改进，步骤三中的体积v采用微分和积分的方法测量得到的：

线激光轮廓传感器有一个激光发射端和一个激光接收端组成，发射端以一个固定的扇形角度发射n条激光线，被物体反射回来后，在激光接收端成像，从而得出物体的轮廓，线激光轮廓传感器从不同的角度发射激光线束，可以得出物体截面的轮廓，从而计算出截面积，这个截面的面积v1是阳极炭块在当前位置时的截面积；

阳极炭块向前移动一个单位的位移Δs，线激光轮廓传感器就开启扫描成像组成一个新的截面积v2，如此循环，直至完全扫描完阳极炭块，形成了第n个截面积vn，如是炭块的体积v＝v1+v2+…+vn。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明中具体实施方式1的结构示意图之一；

图2为本发明中具体实施方式1的结构示意图之二。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1～2所示，一种预焙阳极炭块在线密度检测装置，包括机架1，输送线2、光电对射传感器3、称重传感器4、线激光轮廓传感器5和编码器6，输送线2设置于机架1，称重传感器4设置于输送线2的底部，光电对射传感器3架设于输送线2的输入端，线激光轮廓传感器5架设于输送线2的四周，编码器6设置于输送线2的中部，且编码器6与线激光轮廓传感器5电连接。将需要检测阳极炭块100放置到输送线2上，通过光电对射传感器3、称重传感器4、线激光轮廓传感器5和编码器6等配合实现了阳极炭块在线实时全检，省去了排水法和取样法复杂的检测过程，实现了效率高、速度快、数据实时上传到MES进行质量管控和追溯。

优选地，输送线2包括固定架21、多根并排转动设置于固定架21的辊筒22及驱动多根辊筒22转动的驱动电机23，多根辊筒22在转动之后可以推动阳极炭块100移动，从而实现阳极炭块100的密度在线检测；另外，固定架21的两侧上方连接有护栏24，护栏24可以防止阳极炭块100掉落输送线2。

优选地，光电对射传感器3的数量为两个，两个光电对射传感器3并排架设于固定架21上，光电对射传感器3用于感应阳极炭块100，从而启动线激光轮廓传感器5扫描工作。

优选地，称重传感器4的数量为四个，四个称重传感器4分布于固定架21的四角并与之相连，称重传感器4用于阳极炭块100的称重，然后上传数据到MES系统。

本发明还包括安装架7，线激光轮廓传感器5的数量为四个，四个线激光轮廓传感器5通过安装架7均匀布置于辊筒22的四周。

优选地，编码器6连接居中一根辊筒22的轴心上，编码器6提供的脉冲信号给线激光轮廓传感器5，从而启动线激光轮廓传感器5的扫描工作。

实施例2

如图1～2所示，一种预焙阳极炭块在线密度检测方法，包括如下步骤：

步骤一、将阳极炭块100放置于输送线2上，使得阳极炭块100匀速向前移动；

步骤二、位于输送线2输入端的光电对射传感器3感应到对应阳极炭块100后，线激光轮廓传感器5便启动扫描；

步骤三、阳极炭块100继续向前移动，当光电对射传感器感应不到阳极炭块100时，线激光轮廓传感器5就停止扫描工作，此时，称重传感器4便启动称重工作，从而得出阳极炭块100的重量m，同时系统也将之前扫描得到图像合成并计算体积v；

步骤四、根据步骤三得到的m和v，计算得到阳极炭块100的密度ρ，从而检测出阳极炭块100的在线密度。

步骤三中的体积v采用微分和积分的方法测量得到的：

线激光轮廓传感器5发出的光线保持在一个平面上，当阳极炭块100通过时，线激光轮廓传感器5发射的光线被阳极炭块100表面反射回来，线激光轮廓传感器5的接收部分接收成像并组成一个截面的图像，这个截面的面积v1是炭块在当前位置时的截面积；

阳极炭块100向前移动一个单位的位移Δs，线激光轮廓传感器5就开启扫描成像组成一个新的截面积v2，如此循环，直至完全扫描完阳极炭块100，形成了第n个截面积vn，如是炭块的体积v＝v1+v2+…+vn。

实施例3

如图1～2所示，本实施例不同的是，步骤三中的体积v采用微分和积分的方法测量得到的：

阳极炭块100单位位移Δs是由安装在输送线2上的编码器6决定的，编码器6随着输送线2的辊筒22转动一个单位角度Δθ，编码器6就产生一个脉冲给线激光轮廓传感器5，线激光轮廓传感器5接收到一个脉冲，就开启一次光线扫描，并计算一个截面积，这个截面的面积v1是阳极炭块100在当前位置时的截面积；

阳极炭块100向前移动一个单位的位移Δs，线激光轮廓传感器5就开启扫描成像组成一个新的截面积v2，如此循环，直至完全扫描完阳极炭块100，形成了第n个截面积vn，如是炭块的体积v＝v1+v2+…+vn。

其它与实施例2相同，这里不再赘述。

实施例4

如图1～2所示，本实施例不同的是，步骤三中的体积v采用微分和积分的方法测量得到的：

线激光轮廓传感器5有一个激光发射端和一个激光接收端组成，发射端以一个固定的扇形角度发射n条激光线，被物体反射回来后，在激光接收端成像，从而得出物体的轮廓，线激光轮廓传感器5从不同的角度发射激光线束，可以得出物体截面的轮廓，从而计算出截面积，这个截面的面积v1是阳极炭块100在当前位置时的截面积；

阳极炭块100向前移动一个单位的位移Δs，线激光轮廓传感器5就开启扫描成像组成一个新的截面积v2，如此循环，直至完全扫描完阳极炭块100，形成了第n个截面积vn，如是炭块的体积v＝v1+v2+…+vn。

其它与实施例2相同，这里不再赘述。

通过实施例2-4的预焙阳极炭块在线密度检测方法，可以高效地实现了阳极炭块在线实时全检，避免了现有技术人工检测的不安全性，省去了排水法和取样法复杂的检测过程。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种预焙阳极炭块在线密度检测装置，其特征在于：包括机架，输送线、光电对射传感器、称重传感器、线激光轮廓传感器和编码器，所述输送线设置于所述机架，所述称重传感器设置于所述输送线的底部，所述光电对射传感器架设于所述输送线的输入端，所述线激光轮廓传感器架设于所述输送线的四周，所述编码器设置于所述输送线的中部，且所述编码器与所述线激光轮廓传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置，其特征在于：所述输送线包括固定架、多根并排转动设置于所述固定架的辊筒及驱动多根所述辊筒转动的驱动电机，所述固定架的两侧上方连接有护栏。

3.根据权利要求2所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置，其特征在于：所述光电对射传感器的数量为两个，两个所述光电对射传感器并排架设于所述固定架上。

4.根据权利要求2所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置，其特征在于：所述称重传感器的数量为四个，四个所述称重传感器分布于所述固定架的四角并与之相连。

5.根据权利要求2所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置，其特征在于：还包括安装架，所述线激光轮廓传感器的数量为四个，四个所述线激光轮廓传感器通过所述安装架均匀布置于所述辊筒的四周。

6.根据权利要求2所述的预焙阳极炭块在线密度检测装置，其特征在于：所述编码器连接居中一根所述辊筒的轴心上。

7.一种预焙阳极炭块在线密度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、将阳极炭块放置于输送线上，使得阳极炭块匀速向前移动；

步骤二、位于输送线输入端的光电对射传感器感应到对应阳极炭块后，线激光轮廓传感器便启动扫描；

步骤三、阳极炭块继续向前移动，当光电对射传感器感应不到阳极炭块时，线激光轮廓传感器就停止扫描工作，此时，称重传感器便启动称重工作，从而得出阳极炭块的重量m，同时系统也将之前扫描得到图像合成并计算体积v；

步骤四、根据步骤三得到的m和v，计算得到阳极炭块的密度ρ，从而检测出阳极炭块的在线密度。

8.根据权利要求7所述的预焙阳极炭块在线密度检测方法，其特征在于，步骤三中的体积v采用微分和积分的方法测量得到的：

线激光轮廓传感器发出的光线保持在一个平面上，当阳极炭块通过时，线激光轮廓传感器发射的光线被阳极炭块表面反射回来，线激光轮廓传感器的接收部分接收成像并组成一个截面的图像，这个截面的面积v1是炭块在当前位置时的截面积；

阳极炭块向前移动一个单位的位移Δs，线激光轮廓传感器就开启扫描成像组成一个新的截面积v2，如此循环，直至完全扫描完阳极炭块，形成了第n个截面积vn，如是炭块的体积v＝v1+v2+…+vn。

9.根据权利要求7所述的预焙阳极炭块在线密度检测方法，其特征在于，步骤三中的体积v采用微分和积分的方法测量得到的：

阳极炭块单位位移Δs是由安装在输送线上的编码器决定的，编码器随着输送线的辊筒转动一个单位角度Δθ，编码器就产生一个脉冲给线激光轮廓传感器，线激光轮廓传感器接收到一个脉冲，就开启一次光线扫描，并计算一个截面积，这个截面的面积v1是阳极炭块在当前位置时的截面积；

阳极炭块向前移动一个单位的位移Δs，线激光轮廓传感器就开启扫描成像组成一个新的截面积v2，如此循环，直至完全扫描完阳极炭块，形成了第n个截面积vn，如是炭块的体积v＝v1+v2+…+vn。

10.根据权利要求7所述的预焙阳极炭块在线密度检测方法，其特征在于，步骤三中的体积v采用微分和积分的方法测量得到的：

线激光轮廓传感器有一个激光发射端和一个激光接收端组成，发射端以一个固定的扇形角度发射n条激光线，被物体反射回来后，在激光接收端成像，从而得出物体的轮廓，线激光轮廓传感器从不同的角度发射激光线束，可以得出物体截面的轮廓，从而计算出截面积，这个截面的面积v1是阳极炭块在当前位置时的截面积；

阳极炭块向前移动一个单位的位移Δs，线激光轮廓传感器就开启扫描成像组成一个新的截面积v2，如此循环，直至完全扫描完阳极炭块，形成了第n个截面积vn，如是炭块的体积v＝v1+v2+…+vn。

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