CN201828248U - 煤气柜活塞倾斜度激光自动化检测装置 - Google Patents

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Abstract

煤气柜活塞倾斜度激光自动化检测装置，该装置包括有多个激光测距传感器及同等数目的激光反射板，各激光测距传感器通过电缆线与PLC电器柜连接，再与计算机和显示器连接。激光测距传感器和反射板的数目为4-8个。其有益效果是可24小时连续检测活塞倾斜度，精度提高到mm级，是目前国内各种检测装置中精度最高的。可以在显示器上直接显示出活塞的各方位高度值，倾斜度值，超限报警值，让值班工作人员一目了然，便于操作。安装该套装置所需费用不高，比安装编码器费用节省50%，比安装编码器和液位计节省安装工时80%。

Description

煤气柜活塞倾斜度激光自动化检测装置
技术领域
本实用新型涉及一种煤气柜活塞倾斜度大小的检测装置，尤其是能够实现高精度自动瞬时在线检测，显示出活塞倾斜度的安全数据和非安全数据并能够及时报警的一种装置。可广泛用于各种煤气柜活塞倾斜度的精确检测。
背景技术
目前，国内钢铁厂在生产中广泛采用高炉炼铁和转炉炼钢工艺，这两种冶炼工艺在生产中产生一种低发热值（约为3500KJ/m3）的煤气。为了节约能源，将煤气装入一种叫煤气柜的压力容器中。这种煤气柜直径为20-60m，高度根据需要的容积大小不同为30-100m不等，容积在10000 m3-200000 m3。
煤气柜在工作中进气和排气过程是连续无规律且不断变化的，因此活塞在上下不停的运动。活塞的平衡运动靠四周与导轨的相同摩擦力来保证。一旦摩擦条件发生变化，活塞将发生倾斜。如设计100000 m3的煤气柜，活塞倾斜度要求≤80mm，80mm是安全运行的极限。一旦超过这个极限，活塞将处于不安全运行状态中，可能随时被卡死变形，与导轨结合处将发生气体泄露，从而使煤气柜工作失效，造成严重的经济损失，维修一次的费用一般在80万元左右。
目前国内使用的检测方式有以下三种：
（1）       人工直接检测：活塞上站5人，1人中间，其余4人站在四个方位周边观察导轨旁的高度刻度值，中间人发出观测数据指令（如吹哨），4人立即将刻度值记录下来，然后对照数据得出活塞倾斜度数据。另外可观看煤气柜外壳悬吊着的平衡重锤。人从地面上向上空平衡锤所在位置转一圈，分别记录数据做平衡度比较。这种人工检测方法的缺点是：不能24小时连续读出活塞的倾斜度，只能在观测时刻得出相应数值，况且现场观察同样需要时间，如转一圈需要5分钟，因而数据的准确度很低。
（2）       机械装置加电子旋转数码检测：将活塞上四周固定8个定滑轮，每个轮跨过一条钢丝绳，绳一端接到活塞上，另一端通过定滑轮将绳引到煤气柜壳体外用重锤悬挂，在轮轴上安装电子编码器，通过轮子转动带动电子编码器工作。编码器在转动中不断输出电子脉冲信号并通过仪表转换成高度数据来检测各方位高度值。由于活塞升降频繁且升降幅度瞬时变化较大，使得钢丝绳松紧变化也很大，这就使随动的编码器转动输出的电子脉冲的误差加大，以致在活塞处于真正的平衡时而检测的倾斜度显示已经大于80mm。因此，这种检测方式的准确度也较差。
（3）       液位计检测：在煤气柜活塞上部设置12个装有水的直径为20mm的玻璃管液位计，用连通管连接，同时连接管与一个水箱连接，用以保证玻璃管的液位变化可测。采用目测的方法对活塞倾斜度进行定期测量或通过液位传感器将测量信号传输测量。这种测量方法的缺点是液体流动性的误差和传感器的误差形成的累计误差过大，测量数据的误差往往大于100mm。因此很多单位装上此装置一段时间后就不得不停用。
发明内容
为了克服现有的煤气柜活塞倾斜度检测方式误差大、精度低的不足, 本实用新型给煤气柜提供一种检测装置，该装置不仅能够24小时连续检测运行，而且能够将活塞倾斜度的精密度提高到mm级，并能够从图像上用人机界面直接显示出来。
该装置包括有多个激光测距传感器及同等数目的激光反射板，各激光测距传感器通过电缆线与PLC电器柜连接，再与计算机和显示器连接。激光测距传感器和激光反射板的数目为4-8个。
本实用新型的有益效果是可24小时连续检测活塞倾斜度，精度提高到mm级，是目前国内各种检测装置中精度最高的。可以在显示器上直接显示出活塞的各方位高度值，倾斜度值，超限报警值，让值班工作人员一目了然，便于操作。安装该套装置所需费用不高，比安装编码器费用节省50%，比安装编码器和液位计节省安装工时80%。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理系统图。
图2是本实用新型的安装图。
图3是图2的A向视图。
图4是图2的B向视图。
具体实施方式
本实施例设置8个激光测距传感器1和8个激光反射板2.各激光测距传感器1通过电缆线5与PLC电器柜7连接，再与计算机8和显示器9连接，见附图1。在图2、图3和图4的安装图中，在煤气柜壳体3顶盖6外圆1米处打8个孔，8个孔以45°间隔均匀分布，在每个孔的正下方活塞4上固定8个激光反射板2，同样间隔45°安装。每个激光反射板2水平放置，安装8个激光测距传感器1时，将发射窗口向下分别对准各个孔，将每个激光测距传感器1通过电缆线5与PLC电器柜7连接，接着与计算机8和显示器9连接，该装置用DC24V电源。调整使得激光束射到下面激光反射板2中心即可。激光测距传感器1固定到煤气柜壳体3顶盖6上表面。
本实用新型在煤气柜壳体3顶面6选取8个方位安装8只瑞士产INSIGHT-100型防爆型激光测距传感器1，每只外型尺寸：110×75×35mm，激光光源635nm,测量时间0.5s，活塞相对应位置上安装8片PDA100激光反射板2，每路的测量精度为±1mm，活塞上下移动时，每个激光测距传感器1将测出的距离信号经过RVVP8×0.5屏蔽电缆线5沿桥架传送到电控室的PLC电器柜7，该柜控制核心部分采用西门子S7-300 PLC系统（可编程序控制器）。S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算能有效地实现了更为复杂的算术运算；S7-300操作系统自动地处理数据的传送；CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件（例如：超时，模块更换，等等）。因此，当激光测距传感器测出距离信号后，经过PLC电器控制器的译码、运算、比较后把直接检测到的距离值转换成活塞各方位的高度值，各高度值求出平均值后再与活塞直径运算算出煤气柜的容积值，然后再将数据传送到计算机8上。最终采用西门子WINCC V6.0人机接口软件进行组态和开发，在计算机显示器9上显示:①画面显示煤气柜示意图。②活塞各方位高度数据列表显示，单位mm。③显示煤气柜的即时容积，单位m3。④活塞倾斜度超限闪光、语音报警。

Claims (2)

1.一种煤气柜活塞倾斜度激光自动化检测装置，其特征在于：该装置包括有多个激光测距传感器（1）及同等数目的激光反射板（2），各激光测距传感器（1）通过电缆线（5）与PLC电器柜（7）连接，再与计算机（8）和显示器（9）连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤气柜活塞倾斜度激光自动化检测装置，其特征在于：激光测距传感器（1）和激光反射板（2）的数目为4-8个。
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