料仓料位智能检测仪制造技术

一种料仓料位智能检测仪，属于自动检测领域，它包括比例取力器和数字式智能显示仪表两部分，比例取力器由上、下支撑梁、称重传感器、锁紧装置和取力杆组成，料仓支撑腿上安装有上、下支撑梁，一支撑梁通过锁紧装置与称重传感器相连，称重传感器与取力杆一端相连，取力杆另一端与另一支撑梁相连；数字式智能显示仪表包括单片机、存储器、信号放大电路、电源、Ａ／Ｄ转换器、通信接口、显示器、键盘和多路转换器，电源分别与键盘、多路转换器相连，单片机分别与显示器、存储器、通信接口、Ａ／Ｄ转换器、键盘相连，多路转换器分别与Ａ／Ｄ转换器、信号放大电路相连。本发明专利技术有图形和数字两种显示料位的功能，料位检测误差低于１％。

Intelligent detector for material level of bunker

A bin level intelligent detection instrument, belonging to the field of automatic detection, which includes the proportion of PTO and intelligent digital display instrument part two, power take-off from the upper and lower supporting beam, a weighing sensor, a locking device and a force fetching rod proportion, bin support legs are installed on the upper and lower supporting beam, a the support beam through a locking device and a weighing sensor connected with the weighing sensor and a force fetching rod is connected with one end of the rod of the other end is connected with a support beam; intelligent digital display instrument comprises a singlechip, a memory, a signal amplifying circuit, power supply, A / D converter, communication interface, display, keyboard and multiplexer, power supply are respectively connected with the keyboard, the multiplexer, the SCM is respectively connected with the display, memory, communication interface, A / D converter, keyboard, multiplexer and A / D respectively. Converter and signal amplifier circuit. The present invention has the function of displaying two kinds of figures and figures, and the detection error is less than 1%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于自动检测领域，特别涉及一种料仓料位智能检测仪。
技术介绍
料仓是化工、冶金、配料等土业生产过程必备的储料装置。然而，料仓料位检测一直是无法解决的一项技术难题。如混凝土搅拌行业水泥仓料位的检测至今没有得到很好的解决，致使生产现场无法知道料内料位情况，而在材料控制方面极为困难。目前国内外市场料位检测仪表很多，如电容式料位计、重锤式料位料测仪、红外线料位检测仪、超声波料位检测仪等。但这些类型的料仓料位检测装置对仓内条件及物料特性的均匀性要求较苛刻，如电容式料位计要求物料的介电常数和材料的密实度均匀；垂锤式料位计要求物料绝对静止，而物料运动过程中容易埋锤，破坏检测装置；红外线和超声波检测仪要求仓内无粉尘，粉尘对检测精度影响严重，且价格昂贵。因此，现有料位检测仪表应用面极为受限，且检测精度不高。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种料仓料位智能检测仪。本专利技术包括比例取力器和数字式智能显示仪表两部分。比例取力器按比例采集作用在支撑腿上的力，它由上、下支撑梁、称重传感器、锁紧装置和取力杆组成，料仓支撑腿上安装有上、下支撑梁，一支撑梁通过锁紧装置与称重传感器相连，称重传感器与取力杆一端相连，取力杆另一端与另一支撑梁相连，上、下支撑梁可取相同的结构，下支撑梁也可直接支撑在水泥地面上。料仓安装比例取力器的个数由用户根据检测精度要求进行选择，对于检测精度要求不高的料仓，可使用一套取力器；对于检测精度要求较高的料仓，可使用四套取力器；对于介于上述两种精度要求之间的料仓，可使用两套对角安装的取力器。设比例取力器上、下支撑在支撑腿上的安装距离为l0，罐重为W0，最大装料重量为W，4个支撑均为钢管，钢管外径为D，壁厚为δ，则支撑腿取力部分的刚度k0依下式计算k0=Eπ(2Dδ-δ2)l0---(1)]]>式中E—金属的弹性模量。由弹性性力学可知，支撑腿装料前取力器上下支撑间的变形量Δl01依下式计算Δl01=W0l0Eπ(2Dδ-δ2)---(2)]]>装満料后支撑腿取力器上下支撑间的变形量Δl01依下式计算Δl01=(W0-W)l0Eπ(2Dδ-δ2)---(3)]]> 则因装料引起的支撑腿变形量Δl0依下式计算Δl0=Δl02-Δl01=Wl0Eπ(2Dδ-δ2)---(4)]]>由于取力器上支撑和下支撑为不规则形状，且是直接安装在料仓支撑腿上的。很难直接计算出上下支撑的刚度，可用ANASYS有限元分析确定其刚度。计算时可将取力器上支撑与锁紧装置架建统一模型通过加力计算出总刚度。下支撑与称重传感器安装底座一起建模求出总刚度。若现计算得上支撑与取力器锁紧装置的总刚度为k1，下支撑与传感器安装底座的总刚度为k2，设取力杆刚度力k3，则取力器的总刚度依下式计算k=k1k2k3k1k2+k2k3+k3k1---(5)]]>若支撑腿刚度为k0，作用在单支撑腿上的力为F，而取力杆称重传感器取得的力为F1，则由图1可得下式k=F1---(6)]]>若选取称重传感器的最大量程为We(通常有20％的过载能力)，仓装料的最大容量为W，使用时要求最大达到90％，则可令式(6)中F1＝0.9We，F＝W，再将式(5)代入式(6)个整理后可求得取力杆的刚度计算如下k3=0.9Wek1k2k1k2-0.9We(k1+k2)---(7)]]>为了增加取力杆稳定性，采用空心杆或槽钢。数字式智能显示仪表实现检测、滤波及系统标定功能，它包括单片机、存储器、信号放大电路、电源、A/D转换器、通信接口、显示器、键盘和多路转换器。电源分别与键盘、多路转换器相连，单片机分别与显示器、存储器、通信接口、A/D转换器、键盘相连，多路转换器分别与A/D转换器、信号放大电路相连，如图2所示。为实现数字式智能显示仪表功能，嵌入了八个功能模块，系统管理模块、参数选择模块、仓参数设定模块、传感器标定模块、采样参数设定模块、料位检测模块、串行通信模块、串行通信设定模块，系统管理模块管理其它的功能模块。系统管理模块实现控制检测仪键盘切换码扫描和显示功能界面切换。参数选择模块通过显示系统设定参数组和键盘切换码扫描，实现参数设定界面切换。仓参数设定模块实现仓参数显示和扫描键盘，确定各参数的人工设定值，仓参数设定包括仓总数、仓号和各仓的最大容量。传感器标定模块实现传感标定参数显示、采样传感器输入值、扫描键盘，确定传感器标定数据，传感器标定包括各仓的低码值、低料重、高码值和高料重。采样参数设定模块，采样参数设定包括采样频率、滤波和显示周期。料位检测模块实现按系统设定参数对系统各料仓的料位检测，并采用智能滤波实现按系统设定参数对检测数据进行处理，去掉检测数据中的干扰，稳定检测结果。串行通信参数设置模块实现检测仪表与控制或监测系统主机的通信，可实现检测数据的远程显示与存储，串行通信设定包括机号、波特率和数据位。串行通信模块实现接收上位机命令和检测数据的远传。本专利技术的工作原理如下当仓内装载物料时物料重量加载到四个支撑腿上(有的料仓有六个支撑腿)，根据弹性力学原理，四个支撑按仓内重量分布情况会产生相应的压缩变形，比例取力器中取力杆按照等变形原理将支撑腿受力的一部分取出后加载在压力称重传感器上，即四支传感器检测重量的和与料仓内物料的重量成比例。信号放大电路将压力式称重传感器检测电阻应变信号转换成电压信号，经A/D转换器转换成数字量，再通过系统设定参数计算，转换成料位高度的百分比，以图形和数据两种方式显示在点阵显示器上。本专利技术可在线实时检测料位高度并显示在仪表上，同时也可输出RS485数字信号。本专利技术将料位检测通过比例取力器转换成称重信号，有图形和数字两种显示料位的功能，且在风摆情况下，利用智能滤波软件保证了检测料位高度的有效性，误差低于1％。附图说明图1为本专利技术比例取力器结构示意图，(a)为比例取力器第一种结构示意图，(b)为比例取力器第二种结构示意图，(c)为比例取力器第三种结构示意图；图2为本专利技术数字式智能显示仪表电路原理框图；图3为本专利技术数字式智能显示仪表功能模块关系示意图；图4为本实例键盘电路原理图；图5为本实例信号放大电路原理图；图6为本实例单片机及其外围电路原理图，(a)为RS485串行通信电路原理图，(b)为单片机、存储器、A/D转换器、显示器接口和多路转换器电路原理图；图7为本实例电源电路原理图； 图8为本实例系统管理模块流程图，(a)系统管理模块初始化流程图，(b)系统管理模块键盘扫描流程图；图9为本实例参数选择模块显示流程图；图10为本实例料仓参数设定模块流程图，(a)料仓参数设定模块显示流程图，(b)料仓参数设定模块键盘扫描流程图；图11为本实例传感器标定模块流程图，(a)传感器标定模块显示流程图，(b)传感器标定模块键盘扫描流程图；图12为本实例采样参数设定模块流程图，(a)采样参数设定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种料仓料位智能检测仪，其特征在于包括比例取力器和数字式智能显示仪表两部分，比例取力器按比例采集作用在支撑腿上的力，它由上、下支撑梁、称重传感器、锁紧装置和取力杆组成，料仓支撑腿上安装有上、下支撑梁，一支撑梁通过锁紧装置与称重传感器相连，称重传感器与取力杆一端相连，取力杆另一端与另一支撑梁相连；数字式智能显示仪表包括单片机、存储器、信号放大电路、电源、Ａ／Ｄ转换器、通信接口、显示器、键盘和多路转换器，电源分别与键盘、多路转换器相连，单片机分别与显示器、存储器、通信接口、Ａ／Ｄ转换器、键盘相连，多路转换器分别与Ａ／Ｄ转换器、信号放大电路相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许世伟，赵春雨，孟祥利，
申请(专利权)人：沈阳天成自动化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]