專利名稱：粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制裝置，用 于檢測粉狀物混合機內(nèi)物料含水率及閉環(huán)控制加水量的裝置，具體地指一 種用于檢測混合機內(nèi)物料實時含水率并對控制對象物料的加水量進行有效 控制的裝置。
背景技術(shù)：
目前，用于對粉狀物如飼料等的混合機，需對混合的物料進行水分檢 測， 一般是采用混合機停機后對混合機內(nèi)的物料進行人工取樣，再通過實 驗室相關(guān)的水分檢測儀進行物料水分含量的檢測，來判定物料含水量是否 合格，根據(jù)含水量檢測數(shù)據(jù)對生產(chǎn)中的加水量進行調(diào)整。修改加水?dāng)?shù)據(jù)后 再在下次生產(chǎn)混合后進行人工取樣和水分檢測，如此循環(huán)，直至生產(chǎn)結(jié)束。 檢測和控制方式過于單一，相關(guān)檢測手續(xù)繁瑣，精度低，不能對物料水分 進行在線檢測，不能形成水分檢測控制閉環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)物料水分控制含量要 求較高時，上述方式就不能進行精確控制，無法實現(xiàn)檢測完后同步進行調(diào) 整，對混合產(chǎn)品的性能影響極大。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能自動在線檢測和控制粉狀物混合機內(nèi) 物料水分的微波水分在線檢測及控制裝置，粉狀物在混合機內(nèi)混合一定時 間后，通過微波傳感器自動檢測混合過程中物料水分含量參數(shù)，不同的物 料含水率不同，單片機內(nèi)存儲這些物料含水率的經(jīng)驗參數(shù)，通過經(jīng)驗參數(shù) 與檢測的實際參數(shù)進行比較后，單片機自動調(diào)整向粉狀物混合機內(nèi)物料加 水量。使物料含水量保持在經(jīng)驗值最窄的區(qū)域內(nèi)，有利于粉狀物混合時產(chǎn) 品水分含量的穩(wěn)定。本實用新型的技術(shù)方案:本實用新型的粉狀物混合機微波水分在線檢 測及控制裝置包括檢測部分、數(shù)據(jù)處理部分和控制執(zhí)行部分，安裝在混合 機殼體內(nèi)壁上的數(shù)字式微波傳感器6進行檢測，數(shù)字式微波傳感器6的輸 出與數(shù)據(jù)處理部分的單片機控制電路1連接，單片機控制電路1的輸出與光電隔離電路2連接，光電隔離電路2與驅(qū)動電路3連接，驅(qū)動電路3與 供水電機的變頻控制器連接去執(zhí)行，安裝在供水管路的數(shù)字式液體流量傳 感器7與單片機控制電路1連接控制給水量，單片機控制電路1與手動運 行按鍵觸點S1、 S2連接。所述的粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制裝置，單片機控制電路 1與主機的控制器觸點Kl、 K2連接。本實用新型的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面微波水分測量的精度高，性 能穩(wěn)定，抗干擾和抗沖擊能力強，可以為物料混合加工過程提供全程的水 分監(jiān)控，是一種安全的、具有可觀性和可控性的裝置，是物料混合加工在 線水分實時測控的一種最佳選擇。所選用的數(shù)字式微波傳感器RadarTron 2250D，安裝在混合機機殼內(nèi)壁上，它集成了微波源、微波發(fā)射器、接收器、微波信號處理等多種功能 于一體，并且微波傳感器RadarTron 2250D檢測物料后直接輸出物料含水 率(濕度)數(shù)據(jù)信號,通過自身的數(shù)字量RS232通訊接口，方便的與單片機 進行在線通訊，把物料含水率(濕度)數(shù)據(jù)信號輸送到單片機，與單片機 內(nèi)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)含水率(濕度)數(shù)據(jù)進行比較換算，得出物料的實際含水率。 同時液體流量傳感器LG16-480也提供數(shù)字量RS232通訊接口 ，也能方便的 與單片機進行在線通訊，單片機選用可編程器件微處理器8098嵌入式16 位單片機，帶有RS232通訊接口，并可用于遠(yuǎn)程通信。所有控制過程由程序設(shè)計的閉環(huán)控制自動完成，操作方便，可靠性好， 水量添加比例精度高。


圖1為粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制原理示意圖。 圖2為粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制軟件流程示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖1和具體實施對本實用新型作進一步的詳細(xì)描述 本實用新型的粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制裝置，采用實時水分檢測和閉環(huán)控制水分含量方法，整個裝置包括微波傳感器(集成了微波源、微波發(fā)射器、接收器、微波信號處理)、單片機控制電路、光電隔離電路、驅(qū)動電路、顯示電路、變頻控制電路。如圖h粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制裝置包括檢測部分、數(shù)據(jù)處理部分和控制執(zhí)行部分，檢測部分是安裝在混合機殼體內(nèi)壁上的數(shù)字式微波傳感器6，數(shù)字式微波傳感器6的輸出與數(shù)據(jù)處理部分的單片機 控制電路1連接，單片機控制電路1的輸出與光電隔離電路2連接，光電 隔離電路2與驅(qū)動電路3連接，驅(qū)動電路3與執(zhí)行部分供水電機的變頻控 制器連接，安裝在供水管路的數(shù)字式液體流量傳感器7與單片機控制電路 l連接控制給水量。單片機控制電路1與顯示電路4連接。數(shù)字式微波傳感器6 (RadarTron 2250D)是集成了微波源、微波發(fā)射 器、接收器、微波信號處理為一體的微波傳感器。單片機控制電路1采用一個可編程邏輯器件構(gòu)成的微處理器8098，為嵌入式16位單片機。液體 流量傳感器7采用能提供數(shù)字量RS232通訊接口的LG16-480。單片機控制電路1與手動運行(控制開始)按鍵觸點Sl和自動運行 (外部信號開始)觸點K1和手動結(jié)束(控制結(jié)束)按鍵觸點S2、自動結(jié)束(外 部信號)結(jié)束觸點K2直接相連，手動按下Sl或外部信號觸點Kl接通時可 以使單片機運行相應(yīng)的控制程序，手動按下S2或外部信號觸點K2接通時 可以使單片機結(jié)束檢測及控制程序。等待下次手動按鍵Sl或外部信號觸點 Kl接通時再進行檢測。外部信號觸點K1 、 K2是指主機控制器上的控制觸 占。"、、o當(dāng)?shù)谝慌锪线M入粉狀物混合機后，根據(jù)物料含水率的要求，也就是 多少重量的物料需添加多少重量的水(理論加水值)添加，所以第一批的物 料的加水量是預(yù)先設(shè)定的， 一般設(shè)定的比計算的理論加水值少5-10%，以 保證第一批物料的加水量不超標(biāo)。物料加水后，經(jīng)過一段時間的混合，設(shè) 第一次混合時間為T1， TI計時到后，繼電器K1 (外部信號開始)觸點接 通，或手動按下Sl (手動水分檢測開始開關(guān))主要用于物料實時水分檢測， 單片機控制電路1開始運行自動控制程序(見圖2軟件流程示意圖)，由微 波源、微波發(fā)射器、接收器、微波信號處理組成的微波傳感器6檢測水分 參數(shù),然后通過與單片機控制電路1進行通訊，將檢測數(shù)據(jù)傳給單片機1。 單片機控制電路l通過相應(yīng)的計算后，得出物料的含水率，并與設(shè)定的含 水率進行比較，計算出還需要添加的水量，通過在信號線口上送出工作控 制信號，此信號經(jīng)過光電隔離電路2、驅(qū)動電路3把信號送到變頻控制器5 上，變頻控制器5對加水電機進行調(diào)速控制。同時液體流量傳感器7同步 檢測加水流量信號，并通過數(shù)字量RS232通訊接口，能方便的與單片機控制電路l進行通訊，當(dāng)達(dá)到設(shè)定加水量后，通過信號線口上送出相應(yīng)信號， 控制驅(qū)動電路3使變頻控制器5停止工作，電機停止運轉(zhuǎn)。加水停止后， 繼電器K2 (外部信號結(jié)束)觸點接通，等待下次手動按鍵S1或外部信號 觸電K1接通時再進行檢測。此時物料在粉狀物混合機內(nèi)繼續(xù)進行混合，此時設(shè)定第二次混合時間 為T2， T2計時到后，Kl (外部信號開始)觸點又接通，第二次對水分參 數(shù)進行第二次檢測，得出水分檢測的報告，由于混合機的性能特點和物料 混合的要求， 一般只對同」批物料在混合機內(nèi)進行兩次水分檢測，若第二
次檢測水分含量仍不在經(jīng)驗值之內(nèi)，則自動調(diào)整下一批物料的加水量，使 下一批物料的水分合格。在下一批的混合時整個檢測過程如此的循環(huán)反復(fù)，使整個控制系統(tǒng)形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。同時K2 (外部信號結(jié)束)觸點接 通，等待下次手動按鍵S1或外部信號觸電K1接通時再進行檢測。當(dāng)所有 批次的物料水分檢測全部結(jié)束時，手動按下S2或外部信號觸點K2接通后， 整個系統(tǒng)運行停止，回到檢測前的初始狀態(tài)。等待下次手動按鍵Sl或外部 信號觸電Kl接通時再進行檢測。顯示電路4主要用于在線顯示混合物料的水分含量值，便于混合時物 料水分含量參數(shù)直觀的顯示。圖2是軟件流程系統(tǒng)開機后，接到手動開始S1信號或外部觸發(fā)K1開始 信號后，程序運行，采樣并檢測混合機物料當(dāng)前水分值，與單片機內(nèi)設(shè)定 的標(biāo)準(zhǔn)含水率(濕度)數(shù)據(jù)進行比較換算，得出物料的實際含水率。通常， 微波傳感器發(fā)出的是微波信號，但是，不同的微波信號對應(yīng)不同的含水率, 因此，其對應(yīng)關(guān)系是確定的，可以經(jīng)驗獲得，或參照相應(yīng)的對照表。當(dāng)前含水率》正常的最低含水率和《正常的最高含水率時，則水分合 格，記錄合格的水分檢測數(shù)據(jù)并顯示，若當(dāng)前含水率〉正常的最高含水率， 則記錄水分超標(biāo)報告，并報警輸出。同時接到手動結(jié)束S2信號或外部觸 發(fā)K2結(jié)束信號后，程序運行結(jié)束。若當(dāng)前含水率<正常的最低含水率， 計算水添加量，啟動加水電機進行加水，加水到了設(shè)定加水量后，關(guān)閉加 水電機。經(jīng)過延時后，再次接到手動開始S1信號或外部觸發(fā)K1開始信號 后，程序運行，采樣并檢測混合機再檢測水分含量，執(zhí)行上述檢測和計算 程序。
權(quán)利要求1.一種粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制裝置，包括檢測部分、數(shù)據(jù)處理部分和執(zhí)行部分，其特征在于檢測部分是安裝在混合機殼體內(nèi)壁上的數(shù)字式微波傳感器(6)，數(shù)字式微波傳感器(6)的輸出與數(shù)據(jù)處理的單片機控制電路(1)連接，單片機控制電路(1)的輸出與光電隔離電路(2)連接，光電隔離電路(2)與驅(qū)動電路(3)連接，驅(qū)動電路(3)與執(zhí)行部分的供水電機的變頻控制器連接，安裝在供水管路的數(shù)字式液體流量傳感器(7)與單片機控制電路(1)連接，單片機控制電路(1)與手動運行按鍵觸點(S1、S2)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制裝 置，其特征在于單片機控制電路(1)與主機控制器的觸點(Kl、 K2)連 接。
專利摘要本實用新型提供一種粉狀物混合機微波水分在線檢測及控制裝置，包括檢測部分、數(shù)據(jù)處理部分和執(zhí)行部分，其特征在于檢測部分是安裝在混合機殼體內(nèi)壁上的數(shù)字式微波傳感器(6)，數(shù)字式微波傳感器(6)的輸出與數(shù)據(jù)處理的單片機控制電路(1)連接，單片機控制電路(1)的輸出與光電隔離電路(2)連接，光電隔離電路(2)與驅(qū)動電路(3)連接，驅(qū)動電路(3)與執(zhí)行部分的供水電機的變頻控制器連接，安裝在供水管路的數(shù)字式液體流量傳感器(7)與單片機控制電路(1)連接，單片機控制電路(1)與手動運行按鍵觸點(S1、S2)和自動運行觸點(K1、K2)連接。
文檔編號G05B19/048GK201041630SQ20072008415
公開日2008年3月26日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者曹銘暉, 朱加云, 涂遠(yuǎn)江, 王英杰, 靖 許, 波 賀 申請人:國營萬峰無線電廠;湖北三江航天機電設(shè)備有限責(zé)任公司