CN205644267U - 散物料智能含水率在线监测与降尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种散物料智能含水率在线监测与降尘装置，其包括用于测量散物料含水率的水分检测装置、传输装置、向传输装置上喷洒水分的喷洒装置、用于检测传输装置上散物料的宽度和高度并形成测量信号的测距装置和用于给出防撞装置上升、下降或者保持指令和控制喷洒装置的喷洒量的检测控制PLC。本实用新型能在各种环境条件下实现实时在线监测散物料的含水率并且能进行有针对性的降尘处理，控制及时，洒水喷淋降尘高效且节能。

Description

散物料智能含水率在线监测与降尘装置

技术领域

本实用新型涉及一种散物料在线监测和控制装置，特别是涉及一种通过检测输送带上的散物料水分来控制喷洒降尘设备工作的装置。

背景技术

输送带是港口转运散物料的主要设备，由转接塔连接。散物料包括煤炭、矿砂、矾土等，其中煤炭运输是港口物流的主要业务之一，其转运过程会不可避免的带来扬尘，一旦遇到大风等恶劣天气经常会产生严重的煤尘污染，因而通常会在运输过程中采用洒水喷淋的方式进行降尘除尘。目前洒水除尘作业采用定时定量洒水，根据天气变化、煤种不同灵活洒水等方式，都是依靠人的主观经验决定的缺乏客观依据，由于操作人员经验能力的差异往往造成喷淋过少防尘效果不佳，或是喷淋过度既浪费水资源又增加了煤炭含水率产品质量降低。煤炭含水率是煤炭品质的一个重要指标，包括内水率，外水率和全水率，其中内水率是由煤炭种类决定的较为固定，外水率是影响煤炭起尘程度主要因素之一，全水率是影响煤炭燃烧重要因素之一。因而测量煤炭的含水率，将含水率作为判定依据控制洒水降尘系统，可以提高洒水的准确性，满足环保需要的同时节约成本，又能确保产品质量。

现有技术已经对上述所涉及的问题进行了相应的研究，

现有技术1：中国专利CN201020590273.3，公开了一种用于矿井输送带上煤含水检测的微波检测设备，该设备具有检测快速准确，不易受外界环境影响的特点；

现有技术2：中国专利201310682106.X，公开了一种永磁式自动洒水降尘装置，采用重量传感器控制洒水装置，达到洒水降尘系统，可以提高洒水的准确性。

上述现有技术，从一定程度上解决了煤尘污染的问题，但仍然存在下述技术问题，检测单元的位置不能根据传输带上煤炭的高度进行调节导致了煤炭含水率的准确性下降，进而影响了传输带上洒水量的准确确定，从而影响了洒水降尘系统的效率和洒水的准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能准确、实时、稳定地检测输送带上散物料含水率，准确控制洒水降尘设备工作的装置。本实用新型主要涉及一种散物料智能含水率在线监测与降尘装置，通过检测控制PLC检测散物料含水率，判定洒水喷淋降尘工作的顺序和喷洒量，完成对洒水降尘装置的有效控制；通过输送带上散物料高度检测，决定水分检测装置的工作位置和状态，起到准确检测含水率和安全防护作用，保证水分检测过程安全顺利进行。

为了达到前述的目的，本实用新型的构成如下。

一种散物料智能含水率在线监测与降尘装置，其包括用于测量散物料含水率的水分检测装置、传输装置、向传输装置上喷洒水分的喷洒装置；所述在线监测与降尘装置还包括：测距装置、防撞装置和检测控制PLC；

所述测距装置设置在所述传输装置的机架上并位于传输装置的上方，用于检测传输装置上散物料的宽度和高度，并形成测量信号发送至所述检测控制PLC；

所述防撞装置设置在所述传输装置的机架上并与检测控制PLC通信连接，在接收所述检测控制PLC的位置调整指令后，控制水分检测装置上升到防撞位置或者下降到正常的工作位置；

所述检测控制PLC与水分检测装置、测距装置、喷洒装置和防撞装置通信连接，所述检测控制PLC根据接收到的测距装置信号，向所述防撞装置发出所述位置调整指令，所述检测控制PLC根据水分检测装置的信号获得到含水率中的外水率，并以此控制喷洒装置的喷洒量。

可优选的是，所述水分检测装置与防撞装置能拆卸地连接在一起。

可优选的是，所述水分检测装置是微波水分仪。

可优选的是，所述防撞装置采用液压装置、气动装置或电机来驱动。

可优选的是，喷洒装置的喷头个数能根据含水率测定结果设置为一个或者多个。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、本实用新型装置通过对散物料水分检测数据的分析和处理，实现对输送带洒水喷淋降尘除尘系统的精确控制，检测结果准确，控制指令有据、及时，洒水喷淋降尘高效、节能。

2、水分检测装置能够实时地检测输送带上散物料全水分，并及时反馈到检测控制PLC中，对数据进行分析和处理获得散物料外水值，控制降尘除尘装置的工作，有效抑尘的同时避免散物料水分过度增加。

3、防撞装置可以有效地保护检测仪器，防止被检测对象碰撞损坏，同时检测仪器工作位置设置可以灵活调整，起到准确检测含水率和安全防护作用。

4、检测控制装置智能化程度、安全等级及可靠性高，不用定期停机维护，既节省人力又不需间断生产。

附图说明

图1为本实用新型散物料智能含水率在线监测与降尘装置的示意图；以及

图2为本实用新型检测控制PLC的工作框图。

【附图标记说明】

1-输送带，2-水分检测装置，3-测距装置，4-防撞装置，5-检测控制PLC，6-喷洒装置。

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本实用新型实施例的构成及其工作等。

在图1所示的散物料智能含水率在线监测与降尘装置的示意简图中，一种散物料智能含水率在线监测与降尘装置，包括检测传输装置上物料的宽度和/或高度的测距装置3，测量散物料水分的水分检测装置2，特别优选的，采用微波水分仪作为散物料全水分检测装置；根据测距装置3测量信号调整水分检测装置与传输装置位置的防撞装置4，起到准确检测含水率和安全防护作用，特别优选的，包括电机驱动躲避机构和可溃缩被动躲避机构组成；向传输装置上物料喷洒水分的喷洒装置6，喷洒装置6也可以根据含水率测定结果进行相应喷洒量变化，以便更好控制煤炭外水分，提高降尘效率；接收水分检测装置、测距装置测量信号及其它信号，并根据信号和数据库的计算控制洒水量的检测控制PLC即检测控制可编程序控制器。

优选地，输送带1按照A所示方向运动，水分检测装置2按照B所示方向运动。

在本实用新型的一个优选实施方式中，测距装置3、防撞装置4和喷洒装置6都设置在传输装置的机架适当位置上。

在作为传输装置的输送带1上方固定位置安装水分检测装置2，水分检测装置2与防撞装置4固定或者可拆卸连接，防撞装置4可以实现水分检测装置2的位置变化，测距装置3设置在距水分检测装置2和防撞装置4某段距离之前的输送带上方固定位置。水分检测装置2和测距装置3的测量数据都传递给检测控制PLC5。检测控制PLC5会根据水分检测装置2的数据控制喷洒装置6洒水抑尘。检测控制PLC5会根据测距装置3的数据控制防撞装置4，使水分检测装置2抬升进入防止碰撞的躲避状态，或者下降进入正常测量工作状态，起到准确检测含水率和安全防护作用。

在图2所示的为散物料智能含水率在线监测与降尘装置的工作框图。在一个优选方式中，为完善测量和控制结果首先进行数据库构建：在本实用新型装置正式投入使用前，检测装置全天候不间断采集数据，传递到检测控制PLC中，对一段时间的实验采集数据进行分析，通过数据统计分析天气、风向等等影响因素分析算法，确定控制经验阈值M0、M1和M2，建立专家库，在检测数据量不断增大的同时，根据实际需要对经验阈值进行必要的调整；另外，根据国家标准GB/T 211-2007测量方法，在实验室中，利用干燥箱和工业天平等设备实验测量各个煤种或其他种类散物料的内水分，并构建内水分数据库。

在输送带某固定位置设置水分检测装置，测量散物料水分。在水分检测装置之前某段距离，输送带某固定位置设置测距装置。水分检测装置和测距装置通过有线或无线(采用无线方式需要在检测控制PLC侧安装无线收发装置)传输方式，将数据传递给检测控制PLC。各检测装置采用防护等级IP65以上的工业用装置，可以加装必要的防护罩，以防止雨雪风沙等外界因素导致其损坏。

上述检测装置获取到各种检测信号后，通过有线或无线(采用无线方式需要在检测控制PLC侧安装无线收发装置)传输方式，将测量数据传递给检测控制PLC5中，检测控制PLC5对获取的各种检测数据进行分析处理。检测控制PLC5根据检测得到的全水分数值，综合散物料内水数据库，计算出喷洒装置6的控制判定值m，并将判定值m与经过大量数据统计分析方法确定的经验阈值M0、M1和M2(M0为控制下限值，M1是中间阈值，M2为控制上限值)进行比较，在一个优选的实施方式中M0的取值为3、M1取值为5以及和M2取值为7。如果m≥M2，检测控制结果为不建议洒水；如果M1≤m<M2，检测控制结果为轻量洒水；如果M0≤m<M1，检测控制结果为中量洒水；如果M<M0，检测控制结果为大量洒水；根据比较结果，检测控制PLC5完成对洒水喷淋降尘设备6的控制。检测控制PLC5根据测距装置3数据，控制防撞装置4抬升水分检测装置2，防止被撞坏；或者下降水分检测装置2到适当的高度，采集水分数据。

在一个优选方式中，洒水喷淋降尘系统的控制方式：当检测结果为轻量、中量或大量洒水时，并且此时喷洒装置6为停止工作状态，则检测控制PLC5设定喷洒装置6的洒水量，启动喷洒装置6工作。当检测结果为不建议洒水时，检测控制PLC5停止喷洒装置6。可优选的是，喷洒装置6的喷头个数可根据含水率测定结果设置为一个或者多个。在一种优选的方式中，轻量洒水时设置为1个喷头，中量洒水时设置为2-3个喷头，大量洒水时设置为3-5个喷头。

具体地，当系统刚刚启动时，水分检测装置2处于初始/安全/防撞位置，当测距装置3检测煤层高度(此高度数值可设置)处于安全范围内一定时间后，例如如4秒的时间，检测控制PLC5给出下降指令，防撞装置4在电机驱动下使水分检测装置2下降到工作位置，水分检测装置2开始工作，并将测量信号传递给检测控制PLC5，经过计算得到外水数值m，比如m＝5.5，再根据洒水阈值，M0的取值为3、M1取值为5以及和M2取值为7，给出轻量洒水指令，喷洒装置6根据洒水指令控制喷洒量。当水分检测装置2处于工作位置时，如果测距装置3检测煤层高度超出安全范围，则检测控制PLC5给出上升指令，防撞装置4在电机驱动下使水分检测装置2上升到初始/安全/防撞位置，水分检测装置2停止工作，喷洒装置6按照原有状态继续喷洒作业。测距装置3继续检测煤层高度，一旦进入安全范围一定时间后，检测控制PLC5给出下降指令，重复上述过程。当水分检测装置2处于工作位置时，如果测距装置3检测煤层高度在安全范围内，则检测控制PLC5给出保持指令，防撞装置不动作。当系统停止工作时，检测控制PLC5给出上升指令，防撞装置4驱动水分检测装置2返回到初始位置或者安全位置或者防撞位置。

以上，参照附图说明了本实用新型的工作原理及其实施例。而这些实施例是包含在本实用新型所记载的技术思想里。并且，这些实施例是仅为示例性的，不应用来限定解释本实用新型的权利要求范围。

Claims (5)

1.一种散物料智能含水率在线监测与降尘装置，其包括用于测量散物料含水率的水分检测装置、传输装置、向传输装置上喷洒水分的喷洒装置；

其特征在于：所述在线监测与降尘装置还包括：测距装置、防撞装置和检测控制PLC；

所述测距装置设置在所述传输装置的机架上并位于传输装置的上方，用于检测传输装置上散物料的宽度和高度，并形成测量信号发送至所述检测控制PLC；

所述防撞装置设置在所述传输装置的机架上并与检测控制PLC通信连接，在接收所述检测控制PLC的位置调整指令后，控制水分检测装置上升到防撞位置或者下降到正常的工作位置；

所述检测控制PLC与水分检测装置、测距装置、喷洒装置和防撞装置通信连接，所述检测控制PLC根据接收到的测距装置信号，向所述防撞装置发出所述位置调整指令，所述检测控制PLC根据水分检测装置的信号获得到含水率中的外水率，并以此控制喷洒装置的喷洒量。

2.根据权利要求1所述的散物料智能含水率在线监测与降尘装置，其特征在于：所述水分检测装置与防撞装置能拆卸地连接在一起。

3.根据权利要求1或2所述的散物料智能含水率在线监测与降尘装置，其特征在于：所述水分检测装置是微波水分仪。

4.根据权利要求1或2所述的散物料智能含水率在线监测与降尘装置，其特征在于：所述防撞装置采用液压装置、气动装置或电机来驱动。

5.根据权利要求1或2所述的散物料智能含水率在线监测与降尘装置，其特征在于：喷洒装置的喷头个数能根据含水率测定结果设置为一个或者多个。