CN203877279U - 新型重锤式料位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型重锤式料位计，包括多功能传感器、控制仪表，多功能传感器采用重锤探测式结构，包括传感器、电机、重锤、钢丝绳、连接电路，钢丝绳的一端设置有重锤，另一端与电机连接，传感器设置在钢丝绳的侧面，控制仪表包括单片机、电源、继电器，控制模块、信号转换模块、显示模块，所述单片机分别于电源、继电器，控制模块、信号转换模块、显示模块通过串行口连接，多功能传感器与控制仪表采用电缆连接，本实用新型采用重锤探测式结构，无机械触点，运行可靠、寿命长，且本申请基于重锤接触测量原理，不受恶劣环境的限制，具有较高的可靠性和测量精度，还具有到底自动升锤和测量时间保护功能，使料位计工作更可靠安全。

Description

新型重锤式料位计

技术领域：

本实用新型涉及一种重锤式料位计，特别是涉及一种新型重锤式料位计。

背景技术：

目前在电力、水泥、冶金、煤炭、化工、饲料、码头、粮食等行业，常需要对筒形料仓中物料的堆放高度进行测量。而电厂中煤粉仓粉位的测量和渣仓的渣位的测量基本上都采用人工手动测量。也有采用电容式料位计，此种仪表安装要求条件高、周期长、工作量大，此外测量结果受物料的种类影响大，准确度差。

目前使用的测量手段主要包括四类： 

第一类是手动测量方式，即直接使用米尺或采用简单设备间接测量。此方法工作强度大，且常受环境或为人局限。

第二类是采用电容式料位计，此种仪表安装要求条件高（需空仓）、周期长、工作量大，此外测量结果受物料的种类影响大，准确度差。 

第三类是采用雷达或超声波料位计，此类仪表优点在于可以连续测量，对相对洁净环境下的块状物料测量时效果好，精度高。但在恶劣环境下，或测量粉状物料时，由于粉尘弥漫，实际测量精度很差。尤其其校对时条件苛刻，要求在物料满仓和空仓下进行，实际运行中常无法满足此条件，因此常成为“一次性仪表”，几乎无法更换，在电厂和水泥厂中的应用效果不好。 

第四类是重锤式料位计，其工作原理是将重锤由电机通过钢丝绳牵引吊放在仓内。测量重锤由仓顶放至物料表面的距离h₁，用料仓实际高度H减去重锤运动的距离h₁即可得到物料的高度h₂，如右图所示。此类仪表的缺点和优点都很明显：优点是环境适应能力强，实际测量精度高。缺点在于无法不间断测量。此类仪表适合测量物料高度变化有一定迟缓度，或工作环境恶劣的粉状、渣状物料。 

这几种测量方法分都具有实质性的缺点，都给测量造成了很大的误差。

实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种简单实用，能够通过设定定时或手动方式对料位进行探测，具有能及时反馈信息及报警功能的新型重锤式料位计。

本实用新型的技术方案是：一种新型重锤式料位计，包括多功能传感器、控制仪表，所述多功能传感器采用重锤探测式结构，包括传感器、电机、重锤、钢丝绳、连接电路，所述钢丝绳的一端设置有重锤，另一端与电机连接，所述传感器设置在钢丝绳的侧面，所述控制仪表包括单片机、电源、继电器、控制模块、信号转换模块、显示模块，所述单片机分别于电源、继电器，控制模块、信号转换模块、显示模块通过串行口连接，所述多功能传感器与控制仪表采用电缆连接。 

所述传感器为霍尔传感器，包括到底感应元件和到顶感应元件，所述到底感应元件设置外壳顶部的内侧，所述到顶感应元件设置在外壳底部的外侧，所述到底感应元件下面设置有滑轮，所述电机设置在外壳内的底部上，所述钢丝绳穿过滑轮和到顶传感元件，所述到底感应元件、滑轮、到顶感应元件、重锤处在同一竖直线上，连接电路与电机、传感器、外部接口连接。 

所述外壳采用铸铝件，且所述到顶感应元件和到底感应元件均采用不锈钢材料加工制成。 

所述显示模块包括指示灯和数码管，所述控制模块包括键盘，所述电源包括三种电压模式，分别为电机、显示器、单片机供电。 

所述单片机还与4-20mA标准信号输出部分连接，所述单片机为ATMEL公司的AT90S8515。 

所述多功能传感器和控制仪表之间的连接电缆为一根五芯屏蔽电缆，和三芯屏蔽电缆，所述三芯屏蔽电缆的规格为3×0.5mm，所述五芯屏蔽电缆的规格为5×0.5mm，所述控制仪表可以与上位机通过无线连接。 

本实用新型的有益效果是： 

1、本实用新型采用重锤探测式结构，各种信号由霍尔元件取出，无机械触点，运行可靠、寿命长，且本申请基于重锤接触测量原理，不受恶劣环境的限制，具有较高的可靠性和测量精度，还具有到底自动升锤和测量时间保护功能，使料位计工作更可靠安全。

2、本实用新型采用先进的AVR单片微机处理，功能强、操作简易，特别适用于电力、水泥、冶金、煤炭、化工、饲料、码头、粮食等行业筒形料仓的粉末状、块状等颗粒状及液态物料的料位检测，可根据用户需求提供4-20mA电流输出或RS485串口通讯，不仅能单独使用，还可与上位计算机联网构成集散型监控系统，集中管理、显示、几十个料仓的全部资料，随时为企业决策者提供生产信息，使决策者对全部料仓运行情况一目了然，有效提高了企业的科学管理水平。 

3、本实用新型的多功能传感器主体尺寸为300X300X150mm，对现场安装要求条件低，安装步骤简单快捷，且提供的4位LED可显示精确到cm的料位高度，使用中遇到故障时，显示相应的故障，并发出警报。 

4、本实用新型通过按钮可以方便地在4位LED上查看并更改空仓高度、上限高度、下限高度、本机站号等预置参数，操作过程简单、方便。 

5、本实用新型提供4-20mA标准信号输出，其最大外部负载可达到600Ω，还提供了串行接口，可与上位机联网构成集散监控系统，由一台上位机控制多台料位计测量。 

6、本实用新型在使用中遇到故障时，可以显示相应的故障，帮助检修人员确定故障部件，有效提高设备的可维护性，且采用模块化设计，所有零部件均可方便更换，具有很好的可维护性。 

7、本实用新型输入、输出均设置了光电隔离装置，具有很强的抗干扰能力，且按复位键或仪表上电时，控制仪表即控制传感器升锤。这样就避免了测量时突然断电，再上电送料时出现埋锤情况。 

附图说明：

图1为多功能传感器内部结构简图。

图2为多功能传感器结构图。 

图3为控制仪表结构图。 

图4为新型重锤式料位计的控制系统框图。 

具体实施方式：

实施例：参见图1、图2、图3和图4，图中，1-外壳、2-电机、3-钢丝绳、4-滑轮、5-到底感应元件、6-到顶感应元件、7-重锤、8-数码管、9-键盘、10-指示灯。

新型重锤式料位计：包括多功能传感器、控制仪表，其中：多功能传感器采用重锤探测式结构，包括传感器、电机2、重锤7、钢丝绳3、连接电路，钢丝绳3的一端设置有重锤7，另一端与电机2连接，传感器设置在钢丝绳3的侧面，控制仪表包括单片机、电源、继电器，控制模块、信号转换模块、显示模块，单片机分别于电源、继电器，控制模块、信号转换模块、显示模块通过串行口连接，多功能传感器与控制仪表采用电缆连接。 

传感器为霍尔传感器，包括到底感应元件5和到顶感应元件6，到底感应元件5设置外壳1顶部的内侧，到顶感应元件6设置在外壳1底部的外侧，到底感应元件5下面设置有滑轮4，电机2设置在外壳1内的底部上，钢丝绳3穿过滑轮4和到顶传感元件6，到底感应元件5、滑轮4、到顶感应元件6、重锤7处在同一竖直线上，连接电路与电机2、传感器、外部接口连接。 

外壳1采用铸铝件，且到顶感应元件6和到底感应元件5均采用不锈钢材料加工制成。 

显示模块包括指示灯10和数码管8，控制模块包括键盘9，电源包括三种电压模式，分别为电机2、显示器、单片机供电。 

单片机还与4-20mA标准信号输出部分连接，单片机为ATMEL公司的AT90S8515。 

多功能传感器和控制仪表之间的连接电缆为一根五芯屏蔽电缆，和三芯屏蔽电缆，三芯屏蔽电缆的规格为3×0.5mm，五芯屏蔽电缆的规格为5×0.5mm，控制仪表可以与上位机通过无线连接。 

主要技术参数 

使用时：

多功能传感器安装在仓顶，测量点位置应选在下料口中心线上，避开下料口500～1000mm处，应在密封式料仓仓顶测量点位置开一个φ100mm的孔，按固定底座孔位用膨胀螺钉紧固，敞开式料仓只需在测量点上方架设安装架，架上安装螺丝位置应配合传感器固定底座板安装孔，把多功能传感器底座紧固在固定底座板上，露天安装须加防护措施。

控制仪表根据实际情况可放置在操作现场或仪表间，控制仪表需要的开口尺寸见主要技术参数。 

多功能传感器和控制仪表之间用一根五芯屏蔽电缆和三芯屏蔽电缆相连接。三芯电缆为控制线，为多功能传感器电机2供电，五芯电缆为信号线，电缆一头接控制仪表，另一头接多功能传感器的外部接口。 

安装好后，操作人员根据现场的情况，设置有关信息后，设定定时或手动方式控制多功能传感器对料位进行探测，探测时，每次测量重锤7从仓顶起始位置开始下降，碰到料面立即返回到仓顶等待下一次测量，控制仪表通过对重锤7下降过程位移信号的处理，可得到仓顶到料面的距离h ₁ ，料仓高度H为操作者预置，用仓高H减去h ₁ 便可得出料位高度h＝H－h₁。 

使用中遇到故障时，显示相应的故障，并发出警报。 

综上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。 

Claims (6)

1.一种新型重锤式料位计，包括多功能传感器、控制仪表，其特征是：所述多功能传感器采用重锤探测式结构，包括传感器、电机、重锤、钢丝绳、连接电路，所述钢丝绳的一端设置有重锤，另一端与电机连接，所述传感器设置在钢丝绳的侧面，所述控制仪表包括单片机、电源、继电器、控制模块、信号转换模块、显示模块，所述单片机分别于电源、继电器，控制模块、信号转换模块、显示模块通过串行口连接，所述多功能传感器与控制仪表采用电缆连接。

2.根据权利要求1所述的新型重锤式料位计，其特征是：所述传感器为霍尔传感器，包括到底感应元件和到顶感应元件，所述到底感应元件设置外壳顶部的内侧，所述到顶感应元件设置在外壳底部的外侧，所述到底感应元件下面设置有滑轮，所述电机设置在外壳内的底部上，所述钢丝绳穿过滑轮和到顶传感元件，所述到底感应元件、滑轮、到顶感应元件、重锤处在同一竖直线上，连接电路与电机、传感器、外部接口连接。

3.根据权利要求2所述的新型重锤式料位计，其特征是：所述外壳采用铸铝件，且所述到顶感应元件和到底感应元件均采用不锈钢材料加工制成。

4.根据权利要求1所述的新型重锤式料位计，其特征是：所述显示模块包括指示灯和数码管，所述控制模块包括键盘，所述电源包括三种电压模式，分别为电机、显示器、单片机供电。

5.根据权利要求4所述的新型重锤式料位计，其特征是：所述单片机还与4-20mA标准信号输出部分连接，所述单片机为ATMEL公司的AT90S8515。

6.根据权利要求1所述的新型重锤式料位计，其特征是：所述多功能传感器和控制仪表之间的连接电缆为一根五芯屏蔽电缆，和三芯屏蔽电缆，所述三芯屏蔽电缆的规格为3×0.5mm，所述五芯屏蔽电缆的规格为5×0.5mm，所述控制仪表可以与上位机通过无线连接。