專利名稱：一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種散狀固體物料智能計量裝置，屬于自動化檢測計量技術(shù)領(lǐng)域，可廣泛用 于煤炭、冶金、發(fā)電等使用皮帶運輸機的行業(yè)，它是一種可以在連續(xù)動態(tài)情況下精確計 量散狀固體物料重量的智能計量裝置，是傳統(tǒng)皮帶秤和核子秤的換代產(chǎn)品。二、 背景技術(shù)散狀固體物料在加工、儲存和運輸過程中，物料的流量是一種重要數(shù)據(jù)，散狀固體 物料的種類繁多，物理特性差別較大，尤其在連續(xù)動態(tài)情況下，對其精確計量比較困難。 傳統(tǒng)計量方法通常采用電子皮帶秤和電子核子秤，而皮帶秤和核子秤受多種因素影響, 普遍精度不高，有效測量范圍小(20%—100%最大流量)。80年代初，由原聯(lián)邦德國E+H 公司，研制的一種較先進的散狀固體物料質(zhì)量流量動態(tài)秤，即沖板流量計，其沖板流量 計理論依據(jù)充分，測量原理先進，但沖板流量計的測量機構(gòu)和傳感器還停留在80年代 的水平，采用的是差動變壓器傳感器和傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換電路，測量精度也不高，且機械結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、測量范圍小、過載能力差，不適應(yīng)皮帶運輸機使用。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，電阻應(yīng)變式傳感器的出現(xiàn)，目前稱重傳感器的精確度可達 0.03%~0.01%，智能化儀表內(nèi)部采用單片機和大規(guī)模集成電路，轉(zhuǎn)換精度和智能化程度 比較高，精確度可達0.1%~0.01%。國民經(jīng)濟高速發(fā)展，煤炭產(chǎn)量越來越高，皮帶運輸 機擁有量越來越大，急需一種精度高、測量范圍寬、結(jié)構(gòu)合理、過載能力強、能適應(yīng)煤 礦、碼頭、電廠等特殊環(huán)境下使用的新型動態(tài)計量裝置。三、 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置的目的在于，解決上述現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在動態(tài) 計量精度不高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修工作量大等一些問題，從而公開一種精度高、測量范圍 寬、結(jié)構(gòu)合理、過載能力強，能適應(yīng)煤礦、碼頭、電廠等特殊環(huán)境下使用的新型動態(tài)計 量裝置的技術(shù)方案。本發(fā)明一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置，其特征在于是一種用于測量散狀固體物料的連 續(xù)動態(tài)智能計量裝置，該裝置由漏斗l、溜槽2、 3、沖板4、 5、稱重傳感器6、 7和智能測控儀14組成，所述漏斗l、溜槽2、 3、沖板4、 5組成稱架結(jié)構(gòu)；其所述稱重傳感 器6、 7和智能測控儀14組成測量系統(tǒng)；其所述漏斗1采用四塊鋼板焊接成錐梯形狀， 溜槽2、 3、采用三塊鋼板焊接成槽形，漏斗1與溜槽2、 3焊接成為一體且安裝在皮帶 機15卸料端的正下方，所述沖板4、 5釆用鋼板和立軸8、 9焊接成為一體并安裝在溜 槽2、 3下方的兩側(cè)，當(dāng)固體物料16經(jīng)皮帶機15落下，漏斗l、溜槽2、 3收集后，沖 擊到?jīng)_板4、 5上，沖擊力分解為一個水平分力Fm和垂直分力Fp，其中垂直分力Fp 被上支點IO、 11下支點12、 13產(chǎn)生的反作用力完全抵消，而水平分力Fm使沖板4、 5 以上支點10、 11和下支點12、 13為中心隨立軸8、 9向后發(fā)生水平方向旋轉(zhuǎn)，所述稱 重傳感器6、 7安裝在沖板4、 5后面，當(dāng)沖板4、 5受力旋轉(zhuǎn)時接觸稱重傳感器6、 7水 平分力Fm經(jīng)稱重傳感器6、 7轉(zhuǎn)換成電信號，稱重傳感器6、 7將信號傳送到智能測控 儀14，由智能測控儀14進行數(shù)據(jù)處理、計算、顯示、計量等。上述的一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置，其特征在于所述的稱重傳感器6、 7選擇小于 100公斤的小量程應(yīng)變式稱重傳感器。上述的一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置，其特征在于所述的智能測控儀14是由單片機 組成的一種智能化儀表，傳感器輸出的毫伏級信號經(jīng)放大和16位模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，再經(jīng) 光電耦合器送入單片機，進行計算、補償、儲存等，以兩組數(shù)碼管顯示瞬時流量和累計 重量，采用光電耦合器提高系統(tǒng)的抗干擾能力，選用16位模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路進一步提高系 統(tǒng)的測量精度。 -本發(fā)明一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置的優(yōu)點及用途在于為了提高測量精度，設(shè)計 了簡單合理的稱架結(jié)構(gòu)，衡量一臺測量裝置精度高低與否，稱架結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵，它占整個 測量系統(tǒng)誤差的90%以上。本發(fā)明稱架結(jié)構(gòu)的測量方法是測量水平分力Fm的方法，如 果測量的是重力Fp，因長時間使用會出現(xiàn)沖板4、 5磨損、重量減輕和粘有大量粉塵現(xiàn) 象，采用測量水平分力Fm的方法可以有效避免上述現(xiàn)象對測量精度的影響。傳感器6、 7采用先進的稱重傳感器，代替原有的差動變壓器傳感器，.采用單片機技術(shù)使智能測控 儀14成為智能化儀表，本發(fā)明不僅精度高、測量范圍寬、結(jié)構(gòu)合理、過載能力強，且 原有現(xiàn)場設(shè)備不需要任何改動。適用于煤礦、碼頭、電廠等連續(xù)動態(tài)散狀固體物料計量， 替代傳統(tǒng)的電子皮帶秤和核子秤，即使在不能使用皮帶秤的條件下，如鏈板、刮板、螺 旋等多種物料輸送機和料倉出料口，也可選用該計量裝置。四

圖l.計量裝置結(jié)構(gòu)原理2.沖板結(jié)構(gòu)正視3.沖板結(jié)構(gòu)側(cè)視4.沖板流量計工作原理圖1、漏斗2、 3溜槽4、 5沖板6、 7稱重傳感器8、 9立柱10、 ll上支點12、 13下支點14、智能測控儀15、皮帶機16、固體物料五、具體實施方案 實施方式l本發(fā)明一種新型散狀固體物料智能計量裝置在皮帶運輸機上的應(yīng)用，如圖1, 計量裝置由漏斗l、溜槽2、 3、沖板4、 5、稱重傳感器6、 7、和智能測控儀14組成， 所述漏斗l、溜槽2、 3、沖板4、 5組成稱架結(jié)構(gòu)；其所述稱重傳感器6、 7和智能測控 儀14組成測量系統(tǒng)，所述漏斗1采用四塊15mm厚的鋼板焊接成錐梯形狀，溜槽2、 3、 采用三塊15mm厚的鋼板焊接成槽形，漏斗l、溜槽2、 3、焊接成為一體，安裝在皮帶 機15卸料端的正下方0.5m處,用來收集和集中固體物料16，所述沖板4、 5采用20mm 厚的鋼板和立軸8、 9焊接成為一體,安寧在溜槽2、 3下方0.5m處的兩側(cè)，當(dāng)固體物料 16經(jīng)皮帶機15落下，漏斗l、溜槽2、 3收集后，沖擊到?jīng)_板4、 5上，沖擊力分解為 一個水平分力Fm和垂直分力Fp，其中垂直分力Fp被上支點10、 11下支點12、 13產(chǎn) 生的反作用力完全抵消，而水平分力Fm使沖板4、 5以上支點10、 11和下支點12、 13 為中心隨立軸8、 9向后發(fā)生水平方向旋轉(zhuǎn)，所述稱重傳感器6、 7安裝在沖板4、 5后 面，當(dāng)沖板4、 5受力旋轉(zhuǎn)時接觸稱重傳感器6、 7，水平分力Fm經(jīng)稱重傳感器6、 7轉(zhuǎn) 換成電信號，稱重傳感器6、 7將信號傳送到智能測控儀14，由智能測控儀14進行數(shù)據(jù) 處理、計算、顯示、計量等。 主要技術(shù)指標(biāo)測量范圍 0—500噸/小時測量精度 ±0.5 — l%F.S使用溫度范圍傳感器部分溫度 一3(TC 6(TC，濕度90%儀器儀考溫度 —5°C 35°C，濕度90%累積流量顯示最大位數(shù) 9999999噸瞬時流量顯示最大位數(shù) 999. 9噸/小時下面結(jié)合附圖4進一步說明測量原理 如圖4所示，當(dāng)固體物料從高度為h處，以自由下落方式?jīng)_擊沖板時，按照沖板 流量計理論，有沖擊力F!,Fi= qmsin a ^2g/zFi可以分解為一個重力Fp和一個水平分力Fm，其中重力Fp由上支點10、 11、和下支 點12、 13、產(chǎn)生的反作用力完全抵消，水平分力Fm是要測量的力，F(xiàn)m= qmsina sinP ,g/z式中Fm為物料落在沖板的水平分力，qm為物料的重量，g為自由落體 加速度,a為落料角，即物料與沖板之間的夾角，0為沖板平面與水平面夾角，h 為物料下落的起始點與沖板之間垂直距離，從式中看出，裝置制作安裝完成后，沖板與水平夾角6、落料角a，落料高h(yuǎn)度均為常數(shù)，水平分力Fm只與固體物 料重量qm有關(guān)，并且成正比和線性關(guān)系，不受被測物料的物理特性(如密度、 粒度、含矸率、濕度等因素)變化的影響，是測量散狀固體物料最為理想的測量 方法。實施方式2:本發(fā)明一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置在刮板輸送機上的應(yīng)用，所述漏斗1、溜槽2、 3、沖板4、 5組成稱架結(jié)構(gòu)；其所述稱重傳感器6、 7和智能測控儀14組成測量系統(tǒng)， 所述漏斗l采用四塊15mm厚的鋼板焊接成錐梯形狀，溜槽2、 3、采用三塊15mm厚的鋼板焊接成槽形，漏斗l、溜槽2、 3、焊接成為一體，安裝在舌W反輸送t幾卸料端的正下方0.5m處，用來收集和集中固體物料16，所述沖板4、 5采用20mm厚的鋼板和立 軸8、 9焊接成為一體,安裝在溜槽2、 3下方0.5m處的兩側(cè)，其它同實施方式l。實施方式3:本發(fā)明一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置在螺旋輸送*幾上的應(yīng)用，所述漏斗1采用四 塊15mm厚的鋼板焯接成錐梯形狀，溜槽2、 3、采用三塊15mm厚的鋼板焊接成槽形， 漏斗l、溜槽2、 3、焊接成為一體，安裝在蟲累方定il送豐幾卸料端的正下方0.5m處,用來收集和集中固體物料16，所述沖板4、 5采用20mm厚的鋼板和立軸8、 9焊接成為一 體,安裝在溜槽2、 3下方0.5m處的兩側(cè)，其它同實施方式l。實施方式4:本發(fā)明一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置在鏈板輸送機上的應(yīng)用，所述漏斗1采用四塊20mm厚的鋼板焊接成錐梯形狀，溜槽2、 3、采用三塊10mm厚的鋼板焊接成槽形，漏斗l、溜槽2、 3、焊接成為一體，安裝在鏈板，俞送豐幾卸料端的正下方0.5m處,用來收集和集中固體物料16，所述沖板4、 5采用25mm厚的鋼板和立軸8、 9焊接成為一體, 安裝在溜槽2、 3下方0.5m處的兩側(cè)，其它同實施方式l。實施方式5:本發(fā)明一種新型散狀固體物料智能計量裝置在料倉出料口上的應(yīng)用，所述漏斗 l采用四塊10mm厚的鋼板焊接成錐梯形狀，溜槽2、 3、采用三塊20mm厚的鋼板焊接成槽形，漏斗l、溜槽2、 3、焊接成為一體，安裝在茅斗倉出豐斗口的正下方0.5m處,用來收集和集中固體物料16，所述沖板4、 5采用20mm厚的鋼板和立軸8、 9焊接成為 一體,安裝在溜槽2、 3下方0.5m處的兩側(cè)，其它同實施方式1。
權(quán)利要求
1. 一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置，其特征在于是一種用于測量散狀固體物料的連續(xù)動態(tài)智能計量裝置，該裝置由漏斗(1)、溜槽(2、3)沖板(4、5)、稱重傳感器(6、7)和智能測控儀(14)組成，所述漏斗(1)、溜槽(2、3)沖板(4、5)組成稱架結(jié)構(gòu)；其所述稱重傳感器(6、7)和智能測控儀(14)組成測量系統(tǒng)；其所述漏斗(1)采用四塊鋼板焊接成錐梯形狀，溜槽(2、3)采用三塊鋼板焊接成槽形，漏斗(1)與溜槽(2、3)焊接成為一體且安裝在皮帶機(15)卸料端的正下方，所述沖板(4、5)采用鋼板和立軸(8、9)焊接成為一體并安裝在溜槽(2、3)下方的兩側(cè)，當(dāng)固體物料(16)經(jīng)皮帶機(15)落下，漏斗(1)、溜槽(2、3)收集后，沖擊到?jīng)_板(4、5)上，沖擊力分解為一個水平分力Fm和垂直分力Fp，其中垂直分力Fp被上支點(10、11)下支點(12、13)產(chǎn)生的反作用力完全抵消，而水平分力Fm使沖板(4、5)以上支點(10、11)和下支點(12、13)為中心隨立軸(8、9)向后發(fā)生水平方向旋轉(zhuǎn)，所述稱重傳感器(6、7)安裝在沖板(4、5)后面，當(dāng)沖板(4、5)受力旋轉(zhuǎn)時接觸稱重傳感器(6、7)水平分力Fm經(jīng)稱重傳感器(6、7)轉(zhuǎn)換成電信號，稱重傳感器(6、7)將信號傳送到智能測控儀(14)，由智能測控儀(14)進行數(shù)據(jù)處理、計算、顯示、計量。
2、 按照權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置，其特征在于所述的 稱重傳感器(6、 7)選擇小于100公斤的小量程應(yīng)變式稱重傳感器。
3、 按照權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)動態(tài)智能計量裝置，其特征在于所述的 智能測控儀(14)是由單片機組成的一種智能化儀表，采用提高系統(tǒng)抗干擾能力 光電耦合器，選用16位模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路進一步提高系統(tǒng)的測量精度，稱重傳感器(6、 7)輸出的毫伏級信號經(jīng)放大和16位模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，再經(jīng)光電耦合器送入 單片機，進行計算、補償和儲存，以兩組數(shù)碼管顯示瞬時流量和累計重量。
全文摘要
一種散狀固體物料智能計量裝置，屬于自動化檢測計量技術(shù)領(lǐng)域，可廣泛用于煤炭、冶金、發(fā)電等使用皮帶運輸機的行業(yè)，其特征在于該裝置由漏斗1、溜槽2、3、沖板4、5、稱重傳感器6、7和智能測控儀14組成，所述漏斗1、溜槽2、3、沖板4、5組成稱架結(jié)構(gòu)；其所述稱重傳感器6、7和智能測控儀14組成測量系統(tǒng)；本發(fā)明不僅精度高、測量范圍寬、結(jié)構(gòu)合理、過載能力強，且原有現(xiàn)場設(shè)備不需要任何改動。適用于煤礦、碼頭、電廠等連續(xù)動態(tài)散狀固體物料計量，替代傳統(tǒng)的電子皮帶秤和核子秤，即使在不能使用皮帶秤的條件下，如鏈板、刮板、螺旋等多種物料輸送機和料倉出料口，也可選用該計量裝置。
文檔編號G01F1/76GK101266160SQ200810054909
公開日2008年9月17日 申請日期2008年5月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月1日
發(fā)明者喬鐵柱, 剛 徐, 麗 王, 瑞 白, 白雪峰 申請人:太原理工大學(xué)