CN1869607A - 从上次测量值开始下次探测的重锤物位计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重锤式物位计的新的测量方法及其结构改进，其特征在于重锤式物位计的卷带盘带有卷带盘转角传感器，卷带盘转角传感器包括齿轮减速机构和电位器，卷带盘的转角与电位器动臂的输出一一对应。每次失重探测得物位高度后，重锤不返回原点，在离开物料面ΔH的高度上短时间停顿后开始下一次探测，重新显示新的物位高度。由于取消了现有技术重锤物位计每探测一次必须返回一次原点的过程，所以本发明大大缩短了仪表的响应时间，消除了重锤回原点时对测量索的冲击和疲劳，降低了测量索断裂的可能性，提高了仪表的可靠性。

Description

从上次测量值开始下次探测的重锤物位计

                            技术领域

本发明属工业自动化仪表的物位仪表技术领域，具体涉及重锤式物位计及其测量方法改进。

                            背景技术

重锤物位计利用重锤探测物位，其基本原理是在测量索下端吊一重锤，测量索被重锤产生的张力张紧，测量时重锤从原点逐渐下降，降至物料表面时重锤被物料托住，测量索上张力突然减小(称为失重)，物位计感知失重，同时计量测量索从原点开始的移动长度L，并计算出物料高度H：H＝A-L(式中A为从原点到物料0高度位置的距离)。然后把重锤收回到原点以备下一次探测。

由于量程很大，10m、20m甚至70m，探测一次要几分钟，断续反复探测跟不上物料位置的实际变化。重锤和测量索长时间、长距离的运转，机械磨损相当大，尤其是重锤回到原点时对测量索的冲击和疲劳，往往是测量索断裂的主要原因。

                            发明内容

本发明的目的是：提供一种重锤式物位计探测物位的新方法，使物位计响应时间短、机械磨损少，能连续跟踪探测物位的变化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提出一种重锤物位计探测物位变化的新方法：失重后重锤不返回原点，停在离物料面ΔH的高度上开始下一次探测。测量索长度的测量从计数式的相对编码方式改为绝对编码方式。重锤物位计用钢带做测量索，钢带绕在卷带盘上，卷带盘转角传感器包括轴经速比为N∶1的齿轮减速机构与电位器，电位器二端接电压V，电位器转过的角度由电位器动臂上输出电压Vx反映。重锤装在钢带的头部，钢带放出，重锤向下运动，钢带收回，重锤向上运动。钢带收进的长度L和重锤的高度H一一对应。钢带的运动和卷带盘的转动同步，而卷带盘的转角由电位器输出Vx反映，因而Vx和L一一对应，也就和重锤高度H一一对应。重锤物位计电路板组件可以根据Vx计算出重锤高度H。重锤物位计开始测量时，重锤从满量程高度开始下降，降到物料表面时重锤被物料托住，钢带上张力突然减小(称为失重)。重锤物位计感知失重，停止重锤，电路板组件按此时的Vx计算出重锤高度Hx这个高度值就是料位高度。显示料位高度，并且保持到下一次失重为止。然后收回钢带一小段长度ΔH，让重锤离开料面，恢复钢带上的张力，以便下一次探测，同时避免重锤被上升的物料埋住。停顿一段时间后开始下一次探测，如此反复不断，显示物料新的高度。

本发明的积极效果是：大大缩短了仪表的响应时间和降低了仪表的机械磨损。以30m量程的重锤物位计为例：假定ΔH定为0.3m，则其响应时间是以前重锤物位计的1％。如果以相同的探测频度考核，本发明重锤物位计的机械磨损降到以前重锤物位计的1％。由于取消了以前重锤物位计每探测一次必须返回一次原点的过程，消除了重锤回原点时对测量索的冲击和疲劳，测量索断裂的可能性大大降低，提高了仪表的可靠性。由于重锤保持在物料上方ΔH的距离，保证了重锤不会被物料埋住。

                             附图说明

以下结合附图，对本发明作进一步说明。

图1 重锤物位计结构示意图；

图2 卷带盘转角传感器电原理图。

图中，1-蜗轮蜗杆盒；2-蜗杆；3-蜗轮；4-电机；5-卷带盘；6-失重开关；7-卷带盘转角传感器；8-重锤；9-过桥轮；10-钢带；11-电位器。

                            具体实施方式

本发明重锤物位计的结构示意图见图1，重锤物位计包括重锤8、钢带10、卷带盘5、蜗轮蜗杆盒1、电机4、失重开关6、卷带盘转角传感器7和电路板组件。卷带盘转角传感器7包括齿轮减速机构和电位器11。蜗轮蜗杆盒1的输出轴上装有卷带盘5，输出轴的两端被轴承支承。蜗轮蜗杆盒1的输入轴上装有电机4(重量Mg)。蜗轮蜗杆盒1、电机4、卷带盘5组成的蜗轮蜗杆盒组件悬挂在此轴承上可以绕轴自由摆动。卷带盘5(半经Ro)上绕有钢带10，钢带10的端部装有重锤8(重量mg)。重锤的重量产生顺时针力矩mg·R作用在卷带盘5上克服电机重量产生的逆时针力矩，使该蜗轮蜗杆盒组件顺时针摆动离开失重开关6，直至电机碰到限位为止，初始时，重锤8处于满量程高度处，重锤悬空，电机靠在限位上，离开失重开关。当测量开始后，电机4正向转动，经蜗轮3蜗杆2减速后带动卷带盘5顺时针转动，放出钢带10，绕过过桥轮9使重锤8不断下降，当重锤8向下运行到物料表面时，重锤8被料面托住，顺时针力矩消失，蜗轮蜗杆盒组件在电机4重量逆时针力矩Mg·r作用下，向右摆动，电机4接近失重开关6发出失重信号。失重信号送到电路板组件，电路板组件接收此时卷带盘转角传感器7的电位器11输出的Vx，计算出料位高度Hx，Hx一直保持到下一次失重。然后电路板组件命令电机反转，退后重锤ΔH距离，重锤8停在这个高度位置。停顿一段时间后，电路板组件命令电机4正转，放下重锤8到料面，发出失重信号，电机停止，电路板组件接收此时的电位器11输出的Vx。计算并显示出料位高度Hx，如此反复不断探测、显示料面新的高度。

Claims (3)

1、一种重锤物位计，包括蜗轮蜗杆盒(1)、电机(4)、卷带盘(5)、重锤(8)、电路板组件、以及缠绕在卷带盘(5)上并与重锤(8)相连的钢带(10)，其特征在于：所述卷带盘(5)带有卷带盘转角传感器(7)。

2、根据权利要求1所述的重锤物位计，其特征在于：所述卷带盘转角传感器(7)包括齿轮减速机构和电位器(11)，卷带盘(5)与电位器(11)的转动按齿轮减速机构的减速比减速，卷带盘(5)的转角与电位器(11)动臂的输出一一对应。

3、根据权利要求1所述的重锤物位计探测物位的方法，其特征在于：每次失重探测得物位高度后，重锤不返回原点，只在离物料面退回一小段距离ΔH的高度上，按设定频度短时间停顿后开始下一次探测，显示新的物位高度。

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