專利名稱：一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械電子工程領(lǐng)域，具體涉及一種礦熱爐爐料傳輸帶防偏檢測電路及檢測方法。
背景技術(shù)：
進入21世紀，電弧爐冶煉是世界冶金行業(yè)發(fā)展的一個必然趨勢。未來電弧爐工藝的基本指導(dǎo)思想是高效、節(jié)能、低耗、環(huán)保。為了達到這一目標，現(xiàn)代電弧爐發(fā)展了很多先進技術(shù)，如超高功率電弧爐、直流電弧爐、強化用氧、廢鋼預(yù)熱、人工智能化供電、高阻抗電弧爐等技術(shù)。同時爐型也發(fā)生了改變，豎式電弧爐，底吹電弧爐等相繼投入生產(chǎn)。特別是供料系統(tǒng)的每一次技術(shù)的革新都大大提高了電弧爐的生產(chǎn)率，降低了電能和電極的消耗，節(jié)省了能源，降低了生產(chǎn)成本，改善了熔池的攪拌性能和冶金性能及質(zhì)量。在我國的能源緊缺，尤其是電能緊缺的今天，電弧爐作為一個巨大的耗能用戶，因電費所占的成本較高，許多電爐冶煉廠缺少市場競爭力，因而降低電耗、提高功率成為電弧爐鋼廠提高經(jīng)濟活力的關(guān)鍵問題。電弧爐的礦料輸送是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)，要想使每一個參數(shù)都運行在最佳狀態(tài)下是很困難的。因為一般現(xiàn)場的工作環(huán)境十分復(fù)雜，同時由于輸送帶系統(tǒng)設(shè)計上的不合理，零部件制造質(zhì)量差，安裝調(diào)試及人為因素等各種原因，經(jīng)常會造成輸送帶跑偏，引起撒料、皮帶邊磨損，甚至使帶式輸送機不能正常工作等現(xiàn)象，嚴重影響冶煉工作的進行。對此，針對產(chǎn)生皮帶跑偏的各種現(xiàn)象，現(xiàn)場更多是采用有針對性的人工糾偏方式來進行調(diào)整，例如對于輸送帶在驅(qū)動滾筒上的跑偏，通常用調(diào)整滾筒軸承座位置的方法來消除；輸送帶在機頭與機尾之間部位的跑偏為中部或局部跑偏，這類跑偏原因較為復(fù)雜，需針對具體問題加以解決。而這種方法所帶來的，不僅是工作效率低，需反復(fù)調(diào)整實驗，尤其可能會因為缺少實時性，往往是在事故已經(jīng)既成事實的情況下采取補救措施，因而造成生產(chǎn)的間斷是經(jīng)常的事。同時，由于皮帶跑偏，造成皮帶邊磨損，甚至是皮帶斷裂的現(xiàn)象也是時有發(fā)生，往往也會增添不必要的成本。因而，如何針對礦料輸送帶的控制，增加其控制的實時性，一直是冶金企業(yè)不斷努力的目標，其現(xiàn)場的工作人員和科研工作者也一直在不懈努力地研究更好的控制辦法來降低能耗，提高效率，并做到環(huán)保。但時至今日，仍沒有一種令人信服的、行之有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的無自動檢測及自動控制問題，提供一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路及檢測方法。一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路，該檢測電路包括光源、第一透鏡、第二透鏡和光電傳感器；所述光源位于第一透鏡的上方，第一透鏡和第二透鏡分別位于爐料輸送帶的上下兩側(cè)；所述光電傳感器位于第二透鏡的下方?！N礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測方法，該方法由以下步驟實現(xiàn)
步驟一光源發(fā)出的光束通過第一透鏡和第二透鏡聚焦后形成光信號；步驟二光電傳感器接收步驟一所述的光信號，將光信號轉(zhuǎn)換為爐料輸送帶位置與爐料輸送帶的在運行中的平衡度的電信號，并將所述電信號傳送至計算機控制系統(tǒng)；步驟三所述計算機控制系統(tǒng)對步驟二獲得爐料輸送帶的位置與爐料輸送帶在運行中的平衡度的電信號進行檢測；所述爐料輸送帶的位置偏移量大于2%時，重新調(diào)整爐料輸送帶的位置。本發(fā)明的工作原理本發(fā)明所述的檢測電路對礦熱爐爐料輸送帶進行防偏檢測， 光源產(chǎn)生的光束通過第一透鏡和第二透鏡將光源的光線聚焦后形成光信號，并最終由光電傳感器轉(zhuǎn)換為電信號輸出。經(jīng)計算機控制系統(tǒng)進行信號處理后，通過對礦熱爐爐料輸送帶位置和對礦熱爐爐料輸送帶在運行過程中是否平衡進行檢測，實現(xiàn)對礦熱爐爐料輸送帶位置的定位進行精確測量及控制。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過計算機控制系統(tǒng)來控制礦熱爐爐料傳輸帶的運行及偏離位置的顯示、跟蹤及自動報警，使爐料傳輸帶的位置參數(shù)得到顯示并采取及時控制， 保證爐料傳輸帶的運行安全。本發(fā)明實現(xiàn)了自動檢測，同時保證了礦熱爐爐料傳輸帶的平衡，降低無功消耗，提高了礦熱爐爐料傳輸帶的輸出能力，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。


圖1為本發(fā)明所述的一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所述的一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路原理圖；圖3為本發(fā)明所述的一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路中光電傳感器對爐料輸送帶在運行中是否平衡的檢測示意圖。圖中1、爐料輸送帶，2、光源，3、第一透鏡，4、第二透鏡，5、光電傳感器。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路，該電路包括光源2、第一透鏡3、第二透鏡4和光電傳感器5 ；所述光源2位于第一透鏡3的上方，第一透鏡3和第二透鏡4分別位于爐料輸送帶1的上下兩側(cè)；所述光電傳感器5位于第二透鏡4的下方。本實施方式所述的光源2為LED紅外光或者可見光發(fā)光管；所述第一透鏡3和第二透鏡4的材料為石英玻璃或者有機透光材料。本實施方式中所述的光電傳感器5為半導(dǎo)體光敏器件，所述半導(dǎo)體光敏器件為可以選用光敏電阻、光敏二極管或光敏三極管的一種一、光敏電阻光敏電阻屬于光電導(dǎo)效應(yīng)器件。常用的材料有硫化鎘(CdS)JBK 鎘(Cdk)、硫化鉛0 等。硫化鉛對紅外光有較高的靈敏度。光敏電阻常用光電半導(dǎo)體在絕緣基底上形成薄膜，用電極引出。為防止光電導(dǎo)體受潮而使靈敏度降低，要對電阻體用玻璃嚴密封裝，僅留下一個光照射的光窗。已標準化生產(chǎn)。光敏電阻的光照特性是隨著光照強度增加，光敏電阻值迅速下降，呈現(xiàn)為非線性。光敏電阻的光譜特性是不同材料的光敏電阻對不同波長的單色光的響應(yīng)不同。光敏電阻的伏安特性是在一定光照范圍內(nèi)呈線性； 若光照強度不同，則光敏電阻的斜率也不同。
二、光敏二極管光敏二極管是一種既具有半導(dǎo)體PN結(jié)構(gòu)造又具備光電轉(zhuǎn)換功能的半導(dǎo)體器件。其工作原理是基于光生伏特效應(yīng)。光敏二極管的伏安特性與二極管相似。 其光譜特性與光敏電阻一樣。其光照特性在一定范圍呈線性。三、光敏三極管光敏三極管相當(dāng)于在基極和集電極之間接有光敏二極管的普通三極管。光敏三極管的原理完全與反偏下的光敏二極管相同，并且比光敏二極管多了電流放大的晶體三極管。光敏三極管的光譜特性與光敏二極管相似。伏安特性與普通三極管形狀相同。其光電流隨溫度升高而增大，上升趨勢比光敏二極管快。
具體實施方式
二 結(jié)合圖3說明本實施方式，一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測方法，該方法由以下步驟實現(xiàn)步驟一光源2發(fā)出的光束通過第一透鏡3和第二透鏡4聚焦后形成光信號；步驟二 光電傳感器5接收步驟一所述的光信號，并將光信號轉(zhuǎn)換為爐料輸送帶 1位置與爐料輸送帶1在運行中的平衡度的電信號；并將所述電信號傳送至計算機控制系統(tǒng)；步驟三所述計算機控制系統(tǒng)對步驟二獲得爐料輸送帶1的位置與爐料輸送帶1 在運行中的平衡度的電信號進行檢測；所述爐料輸送帶1的位置偏移量大于2%時，調(diào)整爐料輸送帶1的位置。結(jié)合圖1，所述光源2輸出穩(wěn)定的電流或電壓入射至第一透鏡3和第二透鏡4，發(fā)光器的光源2可為激光器或發(fā)光二極管；將光強的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化，即光電轉(zhuǎn)換由圖2完成。受光照時，所述光電傳感器5根據(jù)光強的變化按比例地變換成電壓差的變化。 整個電路由三大部分組成光電變換及放大部分，調(diào)整及輸出部分，進行處理后送入A/D變換及顯示部分。所述光敏電阻由R1、R3構(gòu)成，并與R2、R4組成分壓橋式電路，其UA、Ub點的電壓之差為Δυ = Ua士UB，所述UA、UB的一端分別連接到放大器A，由兩支電阻R及UA、UB獲得爐料輸送帶亮、暗信號的檢測電壓差值；其電壓的偏差A(yù)U = UA±UB代表輸送帶的偏差度，由計算機控制系統(tǒng)根據(jù)具有時間順序號的位置檢測處理由光電傳感器5獲得輸送帶的位置偏差，沒有被輸送帶遮擋的光電傳感器5部分為亮區(qū)，實現(xiàn)對爐料輸送帶是否平衡的檢測。結(jié)合圖3所示的爐料輸送帶1在工作過程中表示暗區(qū)，即由ΔU = UA士UB算出其偏差，以保證電爐工作過程中，爐料輸送帶的位置平衡。同時保證礦熱爐爐料輸送帶1的橫向偏離位置參數(shù)可在計算機控制系統(tǒng)上進行顯示及控制。本發(fā)明是結(jié)合中鋼集團吉林鐵合金有限責(zé)任公司的礦熱爐的實際項目，采用光電子技術(shù)對礦熱爐爐料傳輸帶防偏檢測，其參數(shù)是在線檢測技術(shù)，基于機電一體化綜合技術(shù)、 現(xiàn)代控制技術(shù)對礦熱爐爐料傳輸帶防偏檢測及送料的工況進行數(shù)據(jù)采集分析，通過計算機控制系統(tǒng)，來控制礦熱爐爐料傳輸帶的運行，保證礦熱爐爐料傳輸帶的平衡，降低無功消耗，提高礦熱爐爐料傳輸帶的輸出能力，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路，其特征是，該電路包括光源O)、第一透鏡 ⑶、第二透鏡⑷和光電傳感器(5)，所述光源⑵位于第一透鏡(3)的上方，第一透鏡(3) 和第二透鏡(4)分別位于爐料輸送帶(1)的上下兩側(cè)；所述光電傳感器(5)位于第二透鏡的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路，其特征在于，所述光電傳感器( 為半導(dǎo)體光敏器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路，其特征在于，所述光電傳感器( 為光敏電阻或者光電二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路，其特征在于，所述光源( 為LED紅外光或者可見光發(fā)光管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路，其特征在于，所述第一透鏡( 和第二透鏡的材料為石英玻璃或者有機透光材料。
6.基于權(quán)利要求1所述一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測方法，其特征是，該方法由以下步驟實現(xiàn)步驟一光源( 發(fā)出的光束通過第一透鏡C3)和第二透鏡(4)聚焦后形成光信號；步驟二 光電傳感器( 接收步驟一所述的光信號，并將光信號轉(zhuǎn)換為爐料輸送帶(1) 位置與爐料輸送帶(1)在運行中的平衡度的電信號；并將所述電信號傳送至計算機控制系統(tǒng)；步驟三所述計算機控制系統(tǒng)對步驟二獲得爐料輸送帶(1)的位置與爐料輸送帶(1) 在運行中的平衡度的電信號進行檢測；所述爐料輸送帶(1)的位置偏移量大于2%時，調(diào)整爐料輸送帶(1)的位置。
全文摘要
一種礦熱爐爐料輸送帶防偏檢測電路及檢測方法，涉及機械電子工程領(lǐng)域，它解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的無自動檢測及控制問題，本發(fā)明在爐料傳輸帶上下的位置，由光源、透鏡及光電傳感器實施檢測。所述爐料輸送帶的位置信號在光電傳感器上產(chǎn)生明、暗區(qū)，計算機控制系統(tǒng)根據(jù)具有順序號的光電傳感器，并通過明、暗電流的變化來檢測爐料輸送帶的位置參數(shù)，從而可檢測到爐料輸送帶是否平衡在中心位置。通過輸送帶的位置參數(shù)，算出其偏差。在計算機控制系統(tǒng)顯示偏離位置。本發(fā)明在電爐爐料輸送帶工作過程中，通過計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)了爐料輸送帶的橫向偏離位置的顯示、跟蹤及自動報警，使爐料傳輸帶的位置參數(shù)得到顯示并及時控制，保證爐料傳輸帶的運行安全。
文檔編號B65G43/02GK102152952SQ201110053910
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月7日
發(fā)明者侯云海, 盧秀和, 白羽, 薛鵬 申請人:長春工業(yè)大學(xué)