CN201041630Y - 粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置，包括检测部分、数据处理部分和执行部分，其特征在于：检测部分是安装在混合机壳体内壁上的数字式微波传感器(6)，数字式微波传感器(6)的输出与数据处理的单片机控制电路(1)连接，单片机控制电路(1)的输出与光电隔离电路(2)连接，光电隔离电路(2)与驱动电路(3)连接，驱动电路(3)与执行部分的供水电机的变频控制器连接，安装在供水管路的数字式液体流量传感器(7)与单片机控制电路(1)连接，单片机控制电路(1)与手动运行按键触点(S1、S2)和自动运行触点(K1、K2)连接。

Description

粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置，用于检测粉状物混合机内物料含水率及闭环控制加水量的装置，具体地指一种用于检测混合机内物料实时含水率并对控制对象物料的加水量进行有效控制的装置。

背景技术

目前，用于对粉状物如饲料等的混合机，需对混合的物料进行水分检测，一般是采用混合机停机后对混合机内的物料进行人工取样，再通过实验室相关的水分检测仪进行物料水分含量的检测，来判定物料含水量是否合格，根据含水量检测数据对生产中的加水量进行调整。修改加水数据后再在下次生产混合后进行人工取样和水分检测，如此循环，直至生产结束。检测和控制方式过于单一，相关检测手续繁琐，精度低，不能对物料水分进行在线检测，不能形成水分检测控制闭环系统。当物料水分控制含量要求较高时，上述方式就不能进行精确控制，无法实现检测完后同步进行调整，对混合产品的性能影响极大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能自动在线检测和控制粉状物混合机内物料水分的微波水分在线检测及控制装置，粉状物在混合机内混合一定时间后，通过微波传感器自动检测混合过程中物料水分含量参数，不同的物料含水率不同，单片机内存储这些物料含水率的经验参数，通过经验参数与检测的实际参数进行比较后，单片机自动调整向粉状物混合机内物料加水量。使物料含水量保持在经验值最窄的区域内，有利于粉状物混合时产品水分含量的稳定。

本实用新型的技术方案：本实用新型的粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置包括检测部分、数据处理部分和控制执行部分，安装在混合机壳体内壁上的数字式微波传感器6进行检测，数字式微波传感器6的输出与数据处理部分的单片机控制电路1连接，单片机控制电路1的输出与光电隔离电路2连接，光电隔离电路2与驱动电路3连接，驱动电路3与供水电机的变频控制器连接去执行，安装在供水管路的数字式液体流量传感器7与单片机控制电路1连接控制给水量，单片机控制电路1与手动运行按键触点S1、S2连接。

所述的粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置，单片机控制电路1与主机的控制器触点K1、K2连接。

本实用新型的优点表现在以下几个方面：微波水分测量的精度高，性能稳定，抗干扰和抗冲击能力强，可以为物料混合加工过程提供全程的水分监控，是一种安全的、具有可观性和可控性的装置，是物料混合加工在线水分实时测控的一种最佳选择。

所选用的数字式微波传感器RadarTron 2250D，安装在混合机机壳内壁上，它集成了微波源、微波发射器、接收器、微波信号处理等多种功能于一体，并且微波传感器RadarTron 2250D检测物料后直接输出物料含水率(湿度)数据信号，通过自身的数字量RS232通讯接口，方便的与单片机进行在线通讯，把物料含水率(湿度)数据信号输送到单片机，与单片机内设定的标准含水率(湿度)数据进行比较换算，得出物料的实际含水率。同时液体流量传感器LG16-480也提供数字量RS232通讯接口，也能方便的与单片机进行在线通讯，单片机选用可编程器件微处理器8098嵌入式16位单片机，带有RS232通讯接口，并可用于远程通信。

所有控制过程由程序设计的闭环控制自动完成，操作方便，可靠性好，水量添加比例精度高。

附图说明

图1为粉状物混合机微波水分在线检测及控制原理示意图。

图2为粉状物混合机微波水分在线检测及控制软件流程示意图

具体实施方式

以下结合附图1和具体实施对本实用新型作进一步的详细描述：

本实用新型的粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置，采用实时水分检测和闭环控制水分含量方法，整个装置包括微波传感器(集成了微波源、微波发射器、接收器、微波信号处理)、单片机控制电路、光电隔离电路、驱动电路、显示电路、变频控制电路。

如图1：粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置包括检测部分、数据处理部分和控制执行部分，检测部分是安装在混合机壳体内壁上的数字式微波传感器6，数字式微波传感器6的输出与数据处理部分的单片机控制电路1连接，单片机控制电路1的输出与光电隔离电路2连接，光电隔离电路2与驱动电路3连接，驱动电路3与执行部分供水电机的变频控制器连接，安装在供水管路的数字式液体流量传感器7与单片机控制电路1连接控制给水量。单片机控制电路1与显示电路4连接。

数字式微波传感器6(RadarTron 2250D)是集成了微波源、微波发射器、接收器、微波信号处理为一体的微波传感器。单片机控制电路1采用一个可编程逻辑器件构成的微处理器8098，为嵌入式16位单片机。液体流量传感器7采用能提供数字量RS232通讯接口的LG16-480。

单片机控制电路1与手动运行(控制开始)按键触点S1和自动运行(外部信号开始)触点K1和手动结束(控制结束)按键触点S2、自动结束(外部信号)结束触点K2直接相连，手动按下S1或外部信号触点K1接通时可以使单片机运行相应的控制程序，手动按下S2或外部信号触点K2接通时可以使单片机结束检测及控制程序。等待下次手动按键S1或外部信号触点K1接通时再进行检测。外部信号触点K1、K2是指主机控制器上的控制触点。

当第一批物料进入粉状物混合机后，根据物料含水率的要求，也就是多少重量的物料需添加多少重量的水(理论加水值)添加，所以第一批的物料的加水量是预先设定的，一般设定的比计算的理论加水值少5-10％，以保证第一批物料的加水量不超标。物料加水后，经过一段时间的混合，设第一次混合时间为T1，TI计时到后，继电器K1(外部信号开始)触点接通，或手动按下S1(手动水分检测开始开关)主要用于物料实时水分检测，单片机控制电路1开始运行自动控制程序(见图2软件流程示意图)，由微波源、微波发射器、接收器、微波信号处理组成的微波传感器6检测水分参数，然后通过与单片机控制电路1进行通讯，将检测数据传给单片机1。单片机控制电路1通过相应的计算后，得出物料的含水率，并与设定的含水率进行比较，计算出还需要添加的水量，通过在信号线口上送出工作控制信号，此信号经过光电隔离电路2、驱动电路3把信号送到变频控制器5上，变频控制器5对加水电机进行调速控制。同时液体流量传感器7同步检测加水流量信号，并通过数字量RS232通讯接口，能方便的与单片机控制电路1进行通讯，当达到设定加水量后，通过信号线口上送出相应信号，控制驱动电路3使变频控制器5停止工作，电机停止运转。加水停止后，继电器K2(外部信号结束)触点接通，等待下次手动按键S1或外部信号触电K1接通时再进行检测。

此时物料在粉状物混合机内继续进行混合，此时设定第二次混合时间为T2，T2计时到后，K1(外部信号开始)触点又接通，第二次对水分参数进行第二次检测，得出水分检测的报告，由于混合机的性能特点和物料混合的要求，一般只对同一批物料在混合机内进行两次水分检测，若第二次检测水分含量仍不在经验值之内，则自动调整下一批物料的加水量，使下一批物料的水分合格。在下一批的混合时整个检测过程如此的循环反复，使整个控制系统形成一个闭环控制系统。同时K2(外部信号结束)触点接通，等待下次手动按键S1或外部信号触电K1接通时再进行检测。当所有批次的物料水分检测全部结束时，手动按下S2或外部信号触点K2接通后，整个系统运行停止，回到检测前的初始状态。等待下次手动按键S1或外部信号触电K1接通时再进行检测。

显示电路4主要用于在线显示混合物料的水分含量值，便于混合时物料水分含量参数直观的显示。

图2是软件流程：系统开机后，接到手动开始S1信号或外部触发K1开始信号后，程序运行，采样并检测混合机物料当前水分值，与单片机内设定的标准含水率(湿度)数据进行比较换算，得出物料的实际含水率。通常，微波传感器发出的是微波信号，但是，不同的微波信号对应不同的含水率，因此，其对应关系是确定的，可以经验获得，或参照相应的对照表。

当前含水率≥正常的最低含水率和≤正常的最高含水率时，则水分合格，记录合格的水分检测数据并显示，若当前含水率＞正常的最高含水率，则记录水分超标报告，并报警输出。同时接到手动结束S2信号或外部触发K2结束信号后，程序运行结束。若当前含水率＜正常的最低含水率，计算水添加量，启动加水电机进行加水，加水到了设定加水量后，关闭加水电机。经过延时后，再次接到手动开始S1信号或外部触发K1开始信号后，程序运行，采样并检测混合机再检测水分含量，执行上述检测和计算程序。

Claims (2)

1.一种粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置，包括检测部分、数据处理部分和执行部分，其特征在于：检测部分是安装在混合机壳体内壁上的数字式微波传感器(6)，数字式微波传感器(6)的输出与数据处理的单片机控制电路(1)连接，单片机控制电路(1)的输出与光电隔离电路(2)连接，光电隔离电路(2)与驱动电路(3)连接，驱动电路(3)与执行部分的供水电机的变频控制器连接，安装在供水管路的数字式液体流量传感器(7)与单片机控制电路(1)连接，单片机控制电路(1)与手动运行按键触点(S1、S2)连接。

2.根据权利要求1所述的粉状物混合机微波水分在线检测及控制装置，其特征在于：单片机控制电路(1)与主机控制器的触点(K1、K2)连接。

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