一种散状物料水分在线检测装置及其检测方法制造方法及图纸

一种散状物料水分在线检测装置，其特征在于：该装置包括闭合回路形式的环形通道，该环形通道分为第一区段(L1)、第二区段(L2)、第三区段(L3)和第四区段(L4)；环形通道由环形罩体(A)和环形底板(B)组成，环形底板(B)通过支撑杆(B1)与驱动设备(C)连接，环形底板(B)沿着圆周具有多个通孔(B2)并且相应地在这些通孔(B2)上放置了多个装料容器(2)；其中，第一区段(L1)为进料区，第二区段(L2)为微波干燥区，第三区段(L3)为检测区，第四区段(L4)为排料区。本发明专利技术能够实时、快速、在线、精确检测出不同类型物料的水分，测量精度可以达到人工取样烘干称重法测水的精度，很大程度上解决了现有技术难题。

An on-line moisture detecting device for bulk material and its detection method

The device is characterized in that the annular channel is divided into the first section (L1), the second section (L2), the third section (L3) and the fourth section (L4), the annular channel is composed of the annular cover (A) and the annular bottom (B), and the annular bottom (B) passes through the support rod (B). B1) is connected with the driving device (C), and the annular bottom plate (B) has a plurality of through holes (B2) along the circumference and a plurality of loading containers (2) are placed on these through holes (B2) accordingly; among them, the first section (L1) is the feeding area, the second section (L2) is the microwave drying area, the third section (L3) is the testing area, and the fourth section (L4) is the discharging area. The invention can detect the water content of different types of materials in real time, quickly, on-line and accurately, and the measuring accuracy can reach the precision of the artificial sampling drying weighing method, and to a great extent, the existing technical problems are solved.

【技术实现步骤摘要】
一种散状物料水分在线检测装置及其检测方法
本专利技术涉及物料水分检测领域，具体涉及一种散状物料水分在线检测装置及其检测方法。
技术介绍
在冶金行业，首先需要对来料中的水分进行精确检测，然后根据水分检测值来控制物料加水量，使得物料水分在后续工艺过程中保持在一个合理的范围内。物料水分的实时检测对最终产品的产质量和能耗指标影响很大，只有快速准确检测出物料的水分，才能实现精确控制，而且可以很大程度上减少人工劳动，提高生产效率。由此可见，对原始来料水分进行快速检测分析，并且实现自动化控制是冶金行业的关键技术。现有冶金行业中，原始来料水分一般是人工取样，送化验室进行检测分析，水分检测采用烘干失重法检测，因为不能在线精确检测，无法实现自动控制，而且检测结果严重滞后，造成生产效率的降低。在水分检测方面，在线检测的方式一般采用红外水分仪和微波水分仪等进行检测，都属于非接触式测量设备，存在的主要问题是测量不准确，成本高，设备维修麻烦和结构复杂，因此会造成水分控制的困难，进一步造成产质量指标和能耗的不稳定。公开号为CN201607382U，公开日为2010年10月13日，名称为“一种用于检测物料水分的装置”的专利文献公开了一种水分测定方法，该方法通过利用微波干燥的原理，采用圆柱体转盘相对于微波发生装置进行垂直旋转的结构设计，有效保证了大粒级的高炉物料快速均匀地烘干。然而该技术只能在实验室进行离线检测，而且主要针对大颗粒物料的干燥，不能满足在线快速检测的需要。冶金行业中往往需要对原始物料进行水分检测，比如烧结生产过程中由于来料变化周期短，其水分等物化性能的波动对后续烧结生产将造成非常恶劣的影响，因此需要对来料进行快速检测分析，以指导生产，特别像原始铁矿石粉、焦粉和煤粉等物料，每换一批次就需要检测其来料的水分，目前用于检测物料水分的方法主要是人工取样，送至化验室进行检测分析，水分检测主要是烘干称重法，也可以采用红外和微波水分仪在线检测，但是测量不准确，精度不高。另外人工取样检测分析所需时间长，人力成本高。随着冶金行业对生产自动化水平要求的提高，以及智能制造理念的进一步加强，人工取样检测物料的水分已经不能满足高产、高效和高自动化生产的需求。通过研究发现，水作为一种极性分子，与微波的耦合作用能力非常强，含水物料在微波作用下，可以实现快速干燥，实现水分的脱除。研究结果表明，对普通的磁铁精矿物料进行微波干燥试验时，在1000W的微波功率条件下，物料量越少，干燥越快，对于20g磁铁精矿物料，微波功率1000W、物料水分8.6％时，干燥30s就可以实现完全脱水，30g物料需要40s，40g物料则需要50s。由此可见，微波可以实现物料的快速干燥。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷和问题，本专利技术的目的在于提供一种散状物料水分在线检测装置及方法。本专利技术基于物料水分与微波的强耦合作用能力，采用微波加热作为干燥手段，实现物料在线快速干燥，通过失重法得到物料的水分，研发出一种可以实时在线检测物料水分的装置及检测方法，能够很大程度上解决上述面临的技术难题，具有“快速、准确和便捷”的特点。根据本专利技术提供的第一种实施方案，提供一种散状物料水分在线检测装置，该检测装置包括闭合回路形式的环形通道，该环形通道分为第一区段第二区段、第三区段和第四区段。环形通道由环形罩体和环形底板(或环形托板)组成，环形底板通过支撑杆与驱动设备连接，环形底板沿着圆周具有多个通孔并且相应地在这些通孔上放置了多个(例如2-12个，优选4-10个，更优选6-8个)装料容器。其中，第一区段为进料区，第二区段为微波干燥区，第三区段为检测区，第四区段为排料区；第一区段具有进料和首次称重的工位，第二区段具有多个微波干燥工位，第三区段具有二次称重工位，第四区段具有排料工位；在进料和首次称重的工位的上方设有料斗并且下部设有第一称重装置；第二区段的多个微波干燥工位的顶部分别设有第一微波源；在二次称重工位的下部设有第二称重装置；和在排料工位设有排料装置。一般，环形通道的环形底板在驱动设备的驱动下沿着环形通道的中心轴作(缓慢的)旋转运动，在环形通道内的环形底板(或环形托板)上以一定的间距放置多个(例如2-12个，优选4-10个，更优选6-8个)装料容器。该检测装置中装料容器的数量为多个，装料容器可以是装料匣砵、装料坩埚等其中的一种或多种。优选，所述排料装置为负压吸附式排料装置或吹扫式排料装置；更优选的是，所述排料装置为负压吸附式排料装置。当然，排料装置也可以为吹扫式排料装置，装料容器的前进方向须为敞口或有一定弧度的曲面，吹扫式排料装置的排料口接入生产现场已有的除尘系统中，便于清扫和除尘。优选，该检测装置还包括设置在进料和首次称重的工位的中心与驱动设备的轴心之间且所处高度是在支撑杆之上或之下的第一限位开关。优选，该检测装置还包括设置在在二次称重工位的中心与驱动设备的轴心之间且所处高度是在支撑杆之上或之下的第二限位开关。优选，该检测装置还包括设置在排料工位的中心与驱动设备的轴心之间且所处高度是在支撑杆之上或之下的第三限位开关。优选，二次称重工位的顶部还设有第一测温装置和第二微波源。优选，第二区段的侧壁还设有排湿系统。即，通过抽风来排湿。优选，在第一区段和第四区段的顶部和底部均设有抑波片(或微波阻隔片)。优选，在第二区段的最后一个微波干燥工位的顶部安装一个第二测温装置，用于为运动至第二区段的最后一个微波干燥工位的装料容器测温。更优选，在第二区段的最后一个微波干燥工位和倒数第二个微波干燥工位的顶部分别安装一个第二测温装置，用于为运动至第二区段的最后一个微波干燥工位和倒数第二个微波干燥工位的两个装料容器进行测温。当检测温度超过报警温度(试验确定)则降低微波输出功率。对于取样手段或取样方式，没有特殊限制，只要能够自动取样都可以采用。另外，人工取样也可以。优选，该检测装置还包括机械手作为取样设备，机械手用于抓料送到料斗中。或者，该检测装置还包括取样驱动装置作为取样设备，取样驱动装置包括位于前端的匙勺形的取样平面、位于中端的取样管道及位于末端的取样驱动结构，取样驱动装置用于抓料送到料斗中。一般，在环形通道内的环形底板(或环形托板)的所述多个通孔是以相等或不相等的间距分布在环形底板上。在本申请中，上述装料容器的材质为莫来石材料或石英玻璃材料。第一测温装置与第二测温装置为红外测温仪或其它非接触式测温仪器。第一称重装置与第二称重装置为电子传感器或电子天平。第一称重装置与第二称重装置能够执行装置上下移动。即，第一称重装置与第二称重装置需要执行机构来实现称重托盘的上下移动或升降。另外，作为替代方案，这些称重装置的下部安装有顶升装置。通过顶升装置将第一称重装置或第二称重装置顶升，从而让装料容器(例如装料匣砵)被第一称重装置或第二称重装置支撑(即装料容器(例如装料匣砵)被顶升装置支撑而暂时离开环形底板)以便进行称重。称重之后，顶升装置下降，装料容器(例如装料匣砵)再次被放置在环形底板上(即被环形底板支撑)。对于顶升装置，没有特别的限制，一般可以使用丝杆升降装置或液压升降装置。在本申请中，第二区段的弧长占整个环形通道周长的40-80％，优选为50-75％，更优选为60％-70％。在本申请中，第一区段、第三区段、第四区段的弧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散状物料水分在线检测装置，该检测装置包括闭合回路形式的环形通道，该环形通道分为第一区段(L1)、第二区段(L2)、第三区段(L3)和第四区段(L4)，环形通道由环形罩体(A)和环形底板(B)组成，环形底板(B)通过支撑杆(B1)与驱动设备(C)连接，环形底板(B)沿着圆周具有多个通孔(B2)并且相应地在这些通孔(B2)上放置了多个装料容器(例如装料匣砵)(2)，其中，第一区段(L1)为进料区，第二区段(L2)为微波干燥区，第三区段(L3)为检测区，第四区段(L4)为排料区；第一区段(L1)具有进料和首次称重的工位(T1)，第二区段(L2)具有多个微波干燥工位(T2)，第三区段(L3)具有二次称重工位(T3)，第四区段(L4)具有排料工位(T4)；在进料和首次称重的工位(T1)的上方设有料斗(1)并且下部设有第一称重装置(3)；第二区段(L2)的多个微波干燥工位(T2)的顶部分别设有第一微波源(4)；在二次称重工位(T3)的下部设有第二称重装置(5)；和在排料工位(T4)设有排料装置。

【技术特征摘要】
1.一种散状物料水分在线检测装置，该检测装置包括闭合回路形式的环形通道，该环形通道分为第一区段(L1)、第二区段(L2)、第三区段(L3)和第四区段(L4)，环形通道由环形罩体(A)和环形底板(B)组成，环形底板(B)通过支撑杆(B1)与驱动设备(C)连接，环形底板(B)沿着圆周具有多个通孔(B2)并且相应地在这些通孔(B2)上放置了多个装料容器(例如装料匣砵)(2)，其中，第一区段(L1)为进料区，第二区段(L2)为微波干燥区，第三区段(L3)为检测区，第四区段(L4)为排料区；第一区段(L1)具有进料和首次称重的工位(T1)，第二区段(L2)具有多个微波干燥工位(T2)，第三区段(L3)具有二次称重工位(T3)，第四区段(L4)具有排料工位(T4)；在进料和首次称重的工位(T1)的上方设有料斗(1)并且下部设有第一称重装置(3)；第二区段(L2)的多个微波干燥工位(T2)的顶部分别设有第一微波源(4)；在二次称重工位(T3)的下部设有第二称重装置(5)；和在排料工位(T4)设有排料装置。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述排料装置为负压吸附式排料装置(8)或吹扫式排料装置(9)；优选的是，排料装置为负压吸附式排料装置(8)。3.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于：该检测装置还包括设置在进料和首次称重的工位(T1)的中心与驱动设备(C)的轴心之间且所处高度是在支撑杆(B1)之上或之下的第一限位开关(J1)；和/或该检测装置还包括设置在二次称重工位(T3)的中心与驱动设备(C)的轴心之间且所处高度是在支撑杆(B1)之上或之下的第二限位开关(J2)；和/或该检测装置还包括设置在排料的工位(T4)与驱动设备(C)的轴心之间且所处高度是在支撑杆(B1)之上或之下的第三限位开关(J3)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的检测装置，其特征在于：二次称重工位(T3)的顶部还设有第一测温装置(例如红外测温仪)(10)和第二微波源(4a)；和/或第二区段(L2)的侧壁还设有排湿系统；和/或在第一区段(L1)和第四区段(L4)的顶部和底部均设有抑波片(即微波抑制片)。5.根据权利要求1-4中任一项所述的检测装置，其特征在于：在第二区段(L2)的最后一个微波干燥工位(T2)的顶部安装一个第二测温装置(例如红外热电偶)，后者用于为运动至第二区段(L2)的最后一个微波干燥工位(T2)的装料容器(例如装料匣砵)(2)测温；或在第二区段(L2)的最后一个微波干燥工位(T2)和倒数第二个微波干燥工位(T2)的顶部分别安装一个第二测温装置(例如红外热电偶)，它们用于为运动至第二区段(L2)的最后一个微波干燥工位(T2)和倒数第二个微波干燥工位(T2)的两个装料容器(例如装料匣砵)(2)进行测温。6.根据权利要求1-5中任一项所述的检测装置，其特征在于：该检测装置还包括机械手(6)，机械手(6)用于抓料送到料斗(1)中；或该检测装置还包括取样驱动装置(7)，取样驱动装置(7)包括位于前端的匙勺形的取样平面(701)、位于中端的取样管道(702)及位...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，戴波，刘克俭，曾小信，孙英，戴四元，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43