CN202532871U - 出料含水量检测控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种出料含水量检测控制装置，该装置包括：信号采集系统，其用于采集关于影响出料含水量的信号；信号调理电路，包括信号放大器和滤波电路，用于将采集到的信号转换为放大的低噪声信号；智能系统，包括水分检测单元和水分控制单元，用于接收来自信号调理电路的信号，通过软测量的方法以获取出料含水量的测量值以及基于测量值和水分目标值调节干燥过程中相关阀门的开度以控制出料含水量；通讯监控系统，包括计算机，用于与智能系统进行数据通讯。本实用新型装置使得在测量出料含水量时操作简便，并能将检测与控制融为一体，能利用检测到的水分值去控制回转干燥过程，实现回转干燥过程中物料水分的自动调节。
Description
技术领域
本实用新型涉及回转干燥技术领域，尤其涉及一种用来测量与控制回转干燥过程的出料含水量测量控制装置。
背景技术
回转干燥过程是化学、农业、食品、冶金、陶瓷、造纸、木材等行业必不可少的过程，它主要在回转干燥窑中进行。
目前常用的出料含水量测量方法分为直接测量法与间接测量法两类，直接测量法是用各种方法把水分从湿物料中排除掉，然后测量其重量或体积。间接测量法是以某种参数值随含水量的变化而显著变化的特点测量物料含水量。
然而，目前传统的直接测量法存在测量周期长，难以满足现代生产对速度和连续化的要求等问题。例如，对于某些热敏性样品，采用直接测量法中的物料加热法时，在高温条件下易发生物质分解，有的在烘干结束时出现样品重新吸水现象；采用共沸蒸馏法过程中水与有机溶剂易发生乳化现象，样品中水分可能没有完全挥发出来或出现分离出来的水分粘结管壁现象，造成测量误差；而化学干燥法、化学滴定法可测样品数量少，试剂成本高。
间接测量法虽然应用广泛，但导电率法的测量精度不高，易受温度影响，样品的导电率也各异。例如，电容法属于容积式测量，测量值不仅对温度敏感，还对物料容重十分敏感；微波法测量值与物料成分有关，测量电路及信号处理较复杂，价格偏高；中子法造价高，有一定的放射危害，且测定的慢中子数有赖于标准曲线转换成含水量，标定过程会带来误差。
如何将出料含水量的测量与控制融为一体，是实现回转干燥过程优化控制亟待解决的关键问题之一，因此，亟需一种用于回转干燥过程的出料含水量检测控制装置来克服以上问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够将出料含水量的测量与控制融为一体的出料含水量检测控制装置，
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种出料含水量检测控制装置，该装置包括：信号采集系统，其用于采集关于影响出料含水量的信号；信号调理电路，耦接所述信号采集系统，包括信号放大器和滤波电路，所述信号调理电路用于将采集到的信号转换为放大的低噪声信号；智能系统，耦接所述信号调理电路，所述智能系统包括水分检测单元和水分控制单元，用于接收所述信号以获取出料含水量的测量值，以及基于所述测量值和水分目标值调节干燥过程中相关阀门的开度以控制出料含水量；通讯监控系统，耦接所述智能系统，所述通讯监控系统包括计算机，用于与所述智能系统进行数据通讯。
本实用新型提供的出料含水量检测控制装置，优选地，所述智能系统还包括相应的I/O电路。
本实用新型提供的出料含水量检测控制装置，优选地，所述智能系统为数字信号微处理器。
本实用新型提供的出料含水量检测控制装置，优选地，所述通讯监控系统通过采用USB接口与智能系统进行数据通讯。
本实用新型提供的出料含水量检测控制装置，优选地，所述通讯监控系统还包括显示单元以显示所述测量值。
本实用新型提供的出料含水量检测控制装置，优选地，所述通讯监控系统还包括打印机，用于打印出料含水量的测量值。
本实用新型提供的出料含水量检测控制装置，优选地，所述通讯监控系统还包括报警单元，在所述出料含水量测量值为异常时进行声光报警。
本实用新型提供的出料含水量检测控制装置，优选地，所述通讯监控系统还包括输入单元，通过所述输入单元输入用来调节回转干燥过程中相关阀门的开度的指令以控制出料含水量。
与现有技术相比，本实用新型的一个或多个实施例可以具有如下优点：
本实用新型提供了一种用于测量与控制回转干燥过程出料含水量的装置。通过在该装置内部设置水分检测单元与水分控制单元，使得在测量出料含水量时操作简便，并能将检测与控制融为一体，能利用检测到的水分值去控制回转干燥过程，实现回转干燥过程中物料水分的自动调节，从而达到保证产品质量，提高生产效率，给用户带来显著经济效益的目的。
本实用新型提供的装置应答迅速，灵敏度高，再现性好，可测样品数量多，能自动显示数据。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例共同用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是根据本实用新型的一个实施方式的出料含水量检测控制装置；
图2是根据图1所示的出料含水量检测控制装置中的水分控制单元控制回转干燥过程的示意图。
具体实施方式
容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出本实用新型的多个结构方式。因此以下具体实施方式以及附图仅是本实用新型的技术方案的具体说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为本实用新型技术方案的限定或限制。
图1是根据本实用新型的一个实施方式的出料含水量检测控制装置，下面参考图1详细说明该装置的各个组成部分及其功能。
如图1所示，用于回转干燥过程的出料含水量检测控制装置主要包括以下部分：信号采集系统(图1中未示出)、信号调理电路10、智能系统11和通讯监控系统12。下面详细说明各个部分的主要功能。
信号采集系统，其用于采集关于影响出料含水量的信号，一般，影响出料含水量的信号为入窑物料重量、入窑物料含水量、入窑物料温度、物料干燥时间、煤气流量和二次空气流量。
信号调理电路10，其主要包括信号放大器和滤波电路，通过将采集的剔除异常值后的数据经过信号放大器放大，然后将放大的信号经过滤波器滤波后，以获得放大的无噪声信号输出至智能系统11中。
通过经验将剔除异常值后的上述数据输入至信号调理电路10中。
智能系统11，耦接信号调理电路10，智能系统11主要包括水分检测单元和水分控制单元，水分检测单元用于接收来自信号调理电路10的信号并基于该信号获取出料含水量的测量值，水分控制单元基于测量值和水分目标值的偏差和偏差率调节干燥过程中相关阀门的开度以控制出料含水量。
智能系统11还包括相应的I/O电路，智能系统11利用相应的I/O电路接收来自信号调理电路10的信号，将经过放大后的低噪声信号通过相应的I/O电路进入智能系统11。在本实用新型的实施例中，智能系统11优选地采用数字信号微处理器(digital signal processor，简称DSP)，其芯片型号为TMS32OF2812DSP。
更具体地，水分检测单元将输入的数据经过归一化处理后，利用基于支持向量机建模的方法，确定出料含水量的值。水分控制单元根据出料含水量测量值与水分目标值之间的偏差及偏差率，采用模糊控制的方法控制回转干燥过程煤气阀、二次空气阀和其它相关阀门的开度，从而实现出料含水量自动调节的目的。
图2是出料含水量检测控制装置中的水分控制单元控制回转干燥过程的示意图。如图2所示，水分控制单元将从水分检测单元获取的出料含水量的测量值与水分目标值的偏差及其偏差率ΔE模糊化后按照人为的经验(模糊控制算法)直接进行模糊推理，给出模糊输出判决，再将其经过运算器转化为精确量以控制回转干燥过程煤气阀、二次空气阀和其它相关阀门的开度。
通讯监控系统12，耦接智能系统11，通讯监控系统12包括计算机和显示单元，用于与智能系统11进行数据通讯并显示测量值。
通讯监控系统12通过采用USB接口实现与智能系统11之间的数据通讯。通讯监控系统12还包括报警单元、打印机和输入单元。通讯监控系统12利用打印机打印出料含水量的值。在出料含水量测量值出现异常的情况下通过报警单元进行声光报警。利用计算机绘制实时曲线并可以把各种重要参数写进数据库，以备事后查询。操作员还可以根据实际情况通过输入单元输入调节回转干燥过程相关阀门的开度的指令以控制出料含水量。
本实用新型通过在装置内部设置水分检测单元与水分控制单元，在测量出料含水量时，操作简便，灵敏度高，并且将检测与控制融为一体，能利用检测到的出料含水量来控制回转干燥过程，实现回转干燥过程中物料水分的自动调节，从而达到保证产品质量，提高生产效率，给用户带来显著经济效益的目的。
当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种出料含水量检测控制装置，其特征在于，包括：
信号采集系统，其用于采集关于影响出料含水量的信号；
信号调理电路，耦接所述信号采集系统，包括信号放大器和滤波电路，所述信号调理电路用于将采集到的信号转换为放大的低噪声信号；
智能系统，耦接所述信号调理电路，所述智能系统包括水分检测单元和水分控制单元，用于接收所述信号以获取出料含水量的测量值，以及基于所述测量值和水分目标值调节干燥过程中相关阀门的开度以控制出料含水量；
通讯监控系统，耦接所述智能系统，所述通讯监控系统包括计算机，用于与所述智能系统进行数据通讯。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述智能系统还包括相应的I/O电路。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，
所述智能系统为数字信号微处理器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述通讯监控系统通过采用USB接口与智能系统进行数据通讯。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述通讯监控系统还包括显示单元以显示所述测量值。
6.根据权利要求1至权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述通讯监控系统还包括打印机，用于打印出料含水量的测量值。
7.根据权利要求1至权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述通讯监控系统还包括报警单元，在所述出料含水量测量值为异常时进行声光报警。
8.根据权利要求1至权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述通讯监控系统还包括输入单元，通过所述输入单元输入用来调节回转干燥过程中相关阀门的开度的指令以控制出料含水量。
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