專利名稱：水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石化行業(yè)延遲焦化裝置水力除焦的檢測設(shè)備，具體地說是一種水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，裝置在水力切焦過程中，普遍依靠操作人員不斷觀察塔底部出中溜槽中的切焦水，依據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)來判斷焦炭塔內(nèi)的焦炭是否切干凈。溜槽與觀察窗的距離約40米， 由于天氣的變化，大霧天氣時(shí)操作人員無法準(zhǔn)確觀察，影響切焦的進(jìn)行，隨著生焦周期的縮短，操作人員需在夜晚切焦，視線不好，更影響準(zhǔn)確觀察，進(jìn)而影響切焦過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種自動(dòng)檢測水力切焦?fàn)顩r的焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)、動(dòng)態(tài)信號分析儀、PLC控制器、接近傳感器和4 - 6個(gè)振動(dòng)傳感器組成，振動(dòng)傳感器通過安裝支架沿垂直方向間隔設(shè)置在焦炭塔的外壁上，振動(dòng)傳感器通過信號線與動(dòng)態(tài)信號分析儀連接，接近傳感器設(shè)置在切焦裝置的升降機(jī)構(gòu)的一側(cè)，在升降機(jī)構(gòu)上設(shè)有感應(yīng)塊，接近傳感器通過信號線與PLC控制器連接，動(dòng)態(tài)信號分析儀和PLC控制器分別與計(jì)算機(jī)連接。相鄰兩個(gè)振動(dòng)傳感器之間的距離為3—8米。所述的振動(dòng)傳感器為ICP型壓電加速度傳感器。所述的安裝支架，由活動(dòng)桿、套筒、固定板和彈簧組成，活動(dòng)桿設(shè)置在套筒內(nèi)，彈簧設(shè)置在活動(dòng)桿和套筒之間，彈簧的兩端分別與活動(dòng)桿和套筒連接，在固定板上設(shè)有一個(gè)連接環(huán)，套筒設(shè)置在連接環(huán)內(nèi)，在活動(dòng)桿的一端設(shè)有傳感器連接頭。所述的套筒，其兩端分別設(shè)有端蓋。所述的升降機(jī)構(gòu)由絞盤、吊索和滑輪組成，吊索的一端與切焦裝置連接，另一端繞過滑輪與絞盤連接，感應(yīng)塊設(shè)置在滑輪的側(cè)壁上，接近傳感器設(shè)置在滑輪的一側(cè)并與感應(yīng)塊相對。所述的計(jì)算機(jī)設(shè)有顯示器。本發(fā)明的有益效果是自動(dòng)檢測焦炭塔內(nèi)焦炭的清除情況，檢測結(jié)果顯示在系統(tǒng)顯示屏幕上，可使除焦操作者實(shí)時(shí)的在畫面上看到塔內(nèi)的焦炭是否清除干凈，降低工人的勞動(dòng)程度，提高裝置的自動(dòng)化水平。固定振動(dòng)傳感器的安裝支架可實(shí)現(xiàn)不破壞焦炭塔塔壁快速安裝，并且使傳感器遠(yuǎn)離高溫塔壁，延長傳感器的壽命。安裝支架的結(jié)構(gòu)形式能夠?qū)⒄駝?dòng)信號精確傳遞給傳感器，保證測量精度。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是升降裝置的一種結(jié)構(gòu)方式示意圖； 圖3是接近傳感器的設(shè)置方式示意圖4是安裝支架的結(jié)構(gòu)示意圖中標(biāo)記1、計(jì)算機(jī)，2、動(dòng)態(tài)信號分析儀，3、PLC控制器，4、接近傳感器，5、振動(dòng)傳感器，6、安裝支架，7、焦炭塔，8、升降機(jī)構(gòu)，9、感應(yīng)塊，10、切焦裝置，11、絞盤，12、吊索，13、滑輪，14、漲緊輪，15、活動(dòng)桿，16、套筒，17、固定板，18、彈簧，19、連接環(huán)，20、傳感器連接頭， 21、端蓋，22、顯不器。
具體實(shí)施例方式如圖所示，水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)1、動(dòng)態(tài)信號分析儀2、PLC 控制器3、接近傳感器4和4 一 6個(gè)振動(dòng)傳感器5組成，振動(dòng)傳感器5通過安裝支架6沿垂直方向間隔設(shè)置在焦炭塔7的外壁上，振動(dòng)傳感器5通過信號線與動(dòng)態(tài)信號分析儀2連接， 接近傳感器4設(shè)置在切焦裝置10的升降機(jī)構(gòu)8的一側(cè)，在升降機(jī)構(gòu)8上設(shè)有感應(yīng)塊9，接近傳感器4通過信號線與PLC控制器3連接，動(dòng)態(tài)信號分析儀2和PLC控制器3分別與計(jì)算機(jī)1連接，計(jì)算機(jī)1設(shè)有顯示器22，能夠顯示分析結(jié)果。相鄰兩個(gè)振動(dòng)傳感器5之間的距離為3— 8米，一般設(shè)置間距為4一5米。所述的動(dòng)態(tài)信號分析儀2又稱頻譜分析儀，是一種市場現(xiàn)有產(chǎn)品，例如杭州億恒的 AVANT MI-7008、比利時(shí)產(chǎn)的便攜式動(dòng)態(tài)信號分析儀LMS SCADAS Mobile。所述的振動(dòng)傳感器5可以采用ICP型壓電加速度傳感器。所述的安裝支架6，由活動(dòng)桿15、套筒16、固定板17和彈簧18組成，活動(dòng)桿15設(shè)置在套筒16內(nèi)，套筒16的兩端分別設(shè)有端蓋21，活動(dòng)桿15的兩端分別通過端蓋21上的通孔伸出套筒16 ；彈簧18設(shè)置在活動(dòng)桿15和套筒16之間，彈簧18的兩端分別與活動(dòng)桿15 和套筒16連接，在固定板17上設(shè)有一個(gè)連接環(huán)19，套筒16設(shè)置在連接環(huán)19內(nèi)，在活動(dòng)桿 15的一端設(shè)有傳感器連接頭20。采用這種結(jié)構(gòu)的安裝，不用在塔壁上進(jìn)行焊接等施工，可實(shí)現(xiàn)不破壞焦炭塔塔壁，并且安裝快捷。升降機(jī)構(gòu)8的實(shí)施方式1 如圖2所示，升降機(jī)構(gòu)8由絞盤11、吊索12和滑輪13 組成，吊索12的一端與切焦裝置10連接，另一端繞過滑輪13與絞盤11連接，感應(yīng)塊9設(shè)置在滑輪13的側(cè)壁上，接近傳感器4設(shè)置在滑輪13的一側(cè)并與感應(yīng)塊9相對。在控制切焦裝置10升降時(shí)，滑輪13會旋轉(zhuǎn)，當(dāng)滑輪13上的感應(yīng)塊9每次經(jīng)過接近傳感器4的對面時(shí)，接近傳感器4檢測到感應(yīng)塊9，便向PLC控制器3發(fā)送脈沖信號，PLC控制器3根據(jù)收到的脈沖信號次數(shù)計(jì)算切焦裝置10的升降高度。在升降機(jī)構(gòu)8設(shè)有張緊輪14對吊索12張緊的情況下，也可以將感應(yīng)塊9設(shè)置在張緊輪14上，接近傳感器4則設(shè)置在張緊輪14的一側(cè)。升降機(jī)構(gòu)8的實(shí)施方式2 升降機(jī)構(gòu)8也可以采用垂直滑軌和滑塊結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，此時(shí)可以將接近傳感器4設(shè)置在滑塊上，并在垂直滑軌上間隔一定距離設(shè)置一個(gè)感應(yīng)塊9，接近傳感器4每到達(dá)一個(gè)感應(yīng)塊9的位置就發(fā)送一次信號。升降機(jī)構(gòu)8采用實(shí)施方式1時(shí)，能夠?qū)z測切焦裝置10位置的元件集中在一處， 便于安裝和維護(hù)。
在使用安裝時(shí)，固定板17固定在焦炭塔7外壁的保溫層鐵皮上，套筒16內(nèi)的活動(dòng)桿15由于彈簧18的作用，其一端穿過保溫層頂在塔壁上，活動(dòng)桿15設(shè)有傳感器連接頭20 的一端則遠(yuǎn)離塔壁，從而使傳感器遠(yuǎn)離高溫塔壁，避免高溫造成的損害，提高使用壽命。由于彈簧18的作用，活動(dòng)桿15的一端始終頂在塔壁上，且保證活動(dòng)桿15能夠在套筒16內(nèi)伸縮，因此，塔壁振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)能夠迅速傳遞給活動(dòng)桿15，保證測量精度。安 裝在塔壁上的振動(dòng)傳感器5通過低噪聲信號電纜與塔頂操作室放置的系統(tǒng)正壓柜連接，信號被送入正壓柜內(nèi)的動(dòng)態(tài)信號分析儀2。由于在切割焦炭的過程中，切焦裝置沿焦炭塔約40米的高程從上至下分段切割，每段往復(fù)切割，在切割時(shí)高壓水切割焦炭與高壓水沖擊容器壁所產(chǎn)生的作用效果是不同的，不同階段所產(chǎn)生的振動(dòng)信號，均具有不同的頻率特征。通過在焦炭塔7外壁從上至下安裝6個(gè)振動(dòng)傳感器5來獲取相關(guān)的振動(dòng)信號， 由振動(dòng)傳感器5將信號傳送到動(dòng)態(tài)信號分析儀2，進(jìn)行頻譜分析，并將分析結(jié)果通過USB接口輸入計(jì)算機(jī)1。通過特征分析與模態(tài)識別專家系統(tǒng)軟件，分析采集到的聲音的頻率分布圖譜，提取特征參數(shù)，與不同切割階段的特征譜圖比較，判斷出水力切焦進(jìn)行的不同階段。系統(tǒng)中PLC控制器3的作用是將安裝在滑輪13 —側(cè)的接近傳感器4送來的開關(guān)量脈沖信號， 在PLC控制器3中進(jìn)行計(jì)算，實(shí)時(shí)得出鉆桿的當(dāng)前位置，然后將計(jì)算后的位置值送入計(jì)算機(jī) 1，供計(jì)算機(jī)1實(shí)時(shí)的在屏幕上顯示當(dāng)前鉆桿所處的位置，并結(jié)合前面專家軟件對振動(dòng)信號分析后的結(jié)果，直接以圖形形式表達(dá)特征參數(shù)和切焦進(jìn)程，實(shí)時(shí)的顯示出當(dāng)前位置的除焦情況。
權(quán)利要求
1.水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于由計(jì)算機(jī)(1)、動(dòng)態(tài)信號分析儀(2)、 PLC控制器(3 )、接近傳感器(4 )和4 一 6個(gè)振動(dòng)傳感器(5 )組成，振動(dòng)傳感器(5 )通過安裝支架(6)沿垂直方向間隔設(shè)置在焦炭塔(7)的外壁上，振動(dòng)傳感器(5)通過信號線與動(dòng)態(tài)信號分析儀(2)連接，接近傳感器(4)設(shè)置在切焦裝置(10)的升降機(jī)構(gòu)(8)的一側(cè)，在升降機(jī)構(gòu)(8)上設(shè)有感應(yīng)塊(9)，接近傳感器(4)通過信號線與PLC控制器(3)連接，動(dòng)態(tài)信號分析儀⑵和PLC控制器(3 )分別與計(jì)算機(jī)(1)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于相鄰兩個(gè)振動(dòng)傳感器(5)之間的距離為3— 8米。
3.如權(quán)利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的振動(dòng)傳感器(5)為ICP型壓電加速度傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的安裝支架(6)，由活動(dòng)桿(15)、套筒(16)、固定板(17)和彈簧(18)組成，活動(dòng)桿(15)設(shè)置在套筒 (16)內(nèi)，彈簧(18)設(shè)置在活動(dòng)桿(15)和套筒(16)之間，彈簧(18)的兩端分別與活動(dòng)桿(15) 和套筒(16)連接，在固定板(17)上設(shè)有一個(gè)連接環(huán)(19)，套筒(16)設(shè)置在連接環(huán)(19)內(nèi)， 在活動(dòng)桿(15)的一端設(shè)有傳感器連接頭(20)。
5.如權(quán)利要求4所述的水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的套筒 (16)，其兩端分別設(shè)有端蓋(21)。
6.如權(quán)利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的升降機(jī)構(gòu)(8)由絞盤(11)、吊索(12)和滑輪(13)組成，吊索(12)的一端與切焦裝置(10)連接，另一端繞過滑輪(13)與絞盤(11)連接，感應(yīng)塊(9)設(shè)置在滑輪(13)的側(cè)壁上，接近傳感器(4) 設(shè)置在滑輪(13)的一側(cè)并與感應(yīng)塊(9)相對。
7.如權(quán)利要求1所述的水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的計(jì)算機(jī) (1)設(shè)有顯示器(22)。
全文摘要
水力切焦焦炭厚度自動(dòng)檢測系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)、動(dòng)態(tài)信號分析儀、PLC控制器、接近傳感器和4－6個(gè)振動(dòng)傳感器組成，振動(dòng)傳感器通過安裝支架沿垂直方向間隔設(shè)置在焦炭塔的外壁上，振動(dòng)傳感器通過信號線與動(dòng)態(tài)信號分析儀連接，接近傳感器設(shè)置在切焦裝置的升降機(jī)構(gòu)的一側(cè)，在升降機(jī)構(gòu)上設(shè)有感應(yīng)塊，接近傳感器通過信號線與PLC控制器連接，動(dòng)態(tài)信號分析儀和PLC控制器分別與計(jì)算機(jī)連接。自動(dòng)檢測焦炭塔內(nèi)焦炭的清除情況，降低工人的勞動(dòng)程度，提高裝置的自動(dòng)化水平。振動(dòng)傳感器的安裝支架可實(shí)現(xiàn)快速安裝，延長傳感器的壽命。
文檔編號C10G9/00GK102221353SQ20111009102
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者劉志平, 楊國斌, 楊文明 申請人:洛陽澗光石化設(shè)備有限公司