CN2420619Y - 冲击重力式流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冲击重力式流量计,由物料流动通道、检测板、传力杆、传感器组成,物料流动通道中斜置有检测板,检测板背后固定传力杆,传力杆的另一端连接传感器,传感器与传力杆相连的一端悬空,另一端固定于传感器外壳基座上,检测板、传力杆和传感器组成一个悬臂梁系统。本实用新型用于动态综合测试物料流量精度大大提高,而且结构十分简单,安装方便、可靠性高。

Description

冲击重力式流量计

本实用新型涉及一种固体物料流量的测量装置。

目前固体物料流量的测量装置均采用冲板式流量计，该类流量计是60年代初研制成功的以力学原理来检测固体物料流量的计量设备，但发展到本世纪末，其设备的更新换代、检测的精确度等均没有突破性提高。其主要原因在于：传统的冲板式流量计都是采用测量冲击力在冲板上的水平分力，用差动变压器式位移传感器对信号进行采集，其非线性因素△h与△1的变化将难以克服，因此，传统冲板式流量计的测量精度受到一定的限制。同时，在几十年的实践中，人们对水平力与垂直力的采集进行比较，认为水平力在检测中尤其在仪表特性等指标方面优于垂直力，因此，在技术改进上，一直在研究测量水平分力的装置的改进。

中国专利ZL94203410.4公开了一种冲击式固体粉粒流量计，由箱体、检测板、传力块、悬臂架、支承架、传感器及翻转板等组成。在传力杆两端的下方通过两架杆架有一横梁，横梁上装有一可移动的平衡砝码、支承架为呈十字交叉的弹性钢片，在支承架与悬臂架间设有弹性垫，传力块上设有陶瓷垫片，在箱体内位于出料处斜置一半封闭的挡板。该实用新型是利用天平横梁检测方法，检测冲击力，力的传递通过天平原理进行，在十字簧片、量程弹簧与阻尼器上分别作了改进，其△H与△L的非线性变化因素无法克服，并且其机械结构较复杂。

中国专利申请97104778.2公开了一种固体物料流量测量方法及装置，该发明利用应变式测力传感器直接检测物料冲击在检测板上所产生的冲击力的重量分力来测量固体物料流量。但说明书对其装置未作充分公开。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、动态测试精度高、可靠性强的冲击重力式流量计。

本实用新型设计依据的原理为：

固体物料从一定高度(h)的给料机上自由落下时，在检测板上产生的冲击力(F_O)的重量分力(F_w)与该粉粒体的瞬时重量流量(G)成比例关系。根据图1用数学式表示如下：检测板受到冲击力的水平分力F_H

冲击力的垂直分力F₁ $F_1=\mathrm{AG}\sqrt{\frac{2h}{g}}\cos \mathrm{\θ}$ 而检测板受到的重量分力F_w

式中：θ为检测板的倾斜角；

系数A=k(1+e)，e为物料回弹系数；

系数B=k(1-β)，β为物料与检测板磨擦有关的系数；

1为检测板上物料运动(下滑)的长度；

υ为检测板上物料运动(下滑)的平均速率；

μ为摩擦系数。从上述数学式可以看出，只要物料落下的高度h，检测板倾斜角θ，物料在板上运动的长度1以及物料的特性一定，检测板受到的重力分力(F_w)与物料的瞬时重量流量G成比例关系，且比现有技术所测量的水平分力(F_H)和垂直分力(F₁)要大得多，检测装置从根本上改变了信/噪比，提高了测量精度。

本实用新型的技术方案为：

一种冲击重力式流量计，由物料流动通道、检测板、传力杆、传感器组成，物料流动通道中设有进料口、阻流板、导向板，检测板斜置于物料通道中，背后与传力杆固定相连，传力杆的另一端连接传感器，传感器与传力杆相连的一端悬空，另一端固定于传感器外壳基座上，检测板、传力杆和传感器组成一个悬臂梁系统。传感器的四个敏感部位各贴一应变片，组成感应器电路的惠斯登电桥电路。传感器与传感器外壳基座通过螺钉固定。

本实用新型测量重力分力的技术理论方案指导下，利用应变式测力传感器，将转角检测板(0＜θ＜90°)、传力杆、应变式测力传感器组成一端固定的悬臂梁系统，只有在重力分力作用时，才会产生力矩，发生力一电转换，通过检测信号，求得瞬时重量流量。该装置直接将冲板上的重力分力由应变式测力传感器检测出来，克服了△h与△1的变化，从根本上克服了非线性因素，测试精度大大提高。

通过检测物料冲击斜置的检测板上的重量分力，将静态测试精度引入到动态测试精度，使动态综合测试精度达到±0.1％F·S。

本实用新型结构十分简单，具有安装方便、可靠性高及机电一体化等优点。

以下结合附图对本实用新型作详细描述。

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型感应器信号检测电路图。

如图，一种冲击重力式流量计，由物料流动通道4、检测板5、传力杆8、传感器9组成，物料流动通道4中设有进料口1、阻流板2、导向板3、旁流槽11以及工作管路6和校验管路7。检测板5斜置于物料通道4中，背后与传力杆3固定相连，传力杆3的另一端连接传感器9。

传感器9设于一外壳13内，传感器9与传力杆3相连的一端悬空，另一端固定于传感器9的外壳基座12上，检测板5、传力杆3和传感器9组成一个悬臂梁系统。传感器9的四个敏感部位各贴一应变片10，组成传感器的惠斯登电桥检测电路。传感器9与外壳基座13通过螺钉11固定。通过电路将应变片10、安放在支架16上的电路板14连接后与计算机处理系统连接。

物料冲击于检测板上，其重力分力传递到应变片上，由传感器的惠斯登电桥检测电路检测出mV电信号，该mV信号由IC1放大器进行前置放大至0.5～1v模拟电压。然后送至集成电路AD7715进行A/D转换后由后由单片机PIC进行智能运算，再由集成电路D/A转换送出4～20mA直流信号，供计算机、积算仪进行累计、显示；同时该信号由调制解调器HART进行调制、解调成通讯信号与上位机进行通讯。通过计算机可准确显示、测定瞬时物料流量。

Claims (3)

1．一种冲击重力式流量计，由物料流动通道(4)、检测板(5)、传力杆(8)、传感器(9)组成，物料流动通道(4)中设有进料口(1)、阻流板(2)、导向板(3)，检测板(4)斜置于物料流动通道(4)中，其特征在于：检测板(5)背后与传力杆(5)固定相连，传力杆(8)的另一端连接传感器(9)，传感器(9)与传力杆(8)相连的一端悬空，另一端固定于传感器外壳基座(12)上，检测板(5)、传力杆(8)和传感器(9)组成一个悬臂梁系统。

2．根据权利要求1所述的一种重力式流量计，其特征在于：所述的传感器(9)的四个敏感部位各贴一应变片(10)，组成感应器电路的惠斯登电桥电路。

3．根据权利要求1所述的一种重力式流量计，其特征在于：所述的传感器(9)与传感器外壳基座(12)通过螺钉(11)固定。

Images