專利名稱：噴嘴噴霧角度自動檢測方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于PLC的噴嘴噴霧角度自動檢測方法和裝置，特指用于工業(yè)噴嘴噴霧角度自動檢 測方法，其霧化質(zhì)量由霧滴尺寸分布、霧化角及流量密度分布等工作特征參數(shù)來表征，屬于先進檢 測裝備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工業(yè)噴嘴廣泛用于冶金、鋼鐵、石油化工、制藥、環(huán)保等眾多領(lǐng)域，例如在冶金行業(yè)中噴嘴屬 于連續(xù)鑄鋼系統(tǒng)中二次冷卻裝置的關(guān)鍵部件，其霧化粒徑尺寸分布對鑄坯的冷卻質(zhì)量有重要影響， 噴嘴霧化角度決定了霧化質(zhì)量，直接影響其使用效果及性能。目前對噴嘴噴射角的測量方法主要有 3禾中，即三角法、積水容器法、照相法，上述測試方法因為人為誤差或者判斷標(biāo)準(zhǔn)不固定，因而無 法達到很高的精度和重復(fù)性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是要提供一種基于PLC的噴嘴噴霧角度自動檢測方法與裝置。 本發(fā)明的噴嘴噴霧角度自動檢測裝置包括其包括噴霧高度/f檢測系統(tǒng)，有效噴霧距離丄檢 測系統(tǒng)兩大系統(tǒng)，其中噴霧高度/Z檢測系統(tǒng)包括依次相連的計算機、PLC單片機、步進電機驅(qū)動器、 噴嘴、位移傳感器，其中步進電機與步進電機驅(qū)動器相連，LCD顯示與PLC單片機相連；有效噴霧 距離丄檢測系統(tǒng)，包括依次相連的位移傳感器、信號處理、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、PLC單片機，另 LCD顯示與PLC單片機、位移傳感器及計算機依次相連。其工作過程計算機、PLC單片機、步進電機驅(qū)動器控制步進電機帶動傳動軸，使絲杠控制工 作臺上噴嘴作上下運動，通過位移傳感器、計算機可以準(zhǔn)確地控制噴霧高度/f,保證噴嘴與稱重傳 感器、壓力傳感器之間距離為200±0.025mm。稱重傳感器、壓力傳感器同步測量并將測量的數(shù)據(jù)通 過信號處理、放大器、及A/D轉(zhuǎn)換器傳輸給PLC單片機，確定位移當(dāng)工作臺靠近接近開關(guān)時，PLC 單片機發(fā)出信號通過步進電機驅(qū)動器控制步進電機停止轉(zhuǎn)動。同時根據(jù)噴嘴流量分布，確定有效噴 霧距離￡，由位移傳感器輸入到計算機，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，根據(jù)檢測裝置工作參數(shù)和幾何關(guān)系，可以得到噴嘴角度aa2arctan^。再次啟動時，步進電機反轉(zhuǎn)快速靠近另一側(cè)的接近開關(guān)，回到初 始點。通過步進電機帶動噴嘴上下移動，其噴霧高度在測量之前就固定，置于噴嘴下方的壓力傳 感器測量出噴霧場中各點流量分布，通過傳感器記錄下各點位置，測量數(shù)據(jù)中有一個最大值Max。 當(dāng)流量小于最大值10%時，則可以將它視為無效部分。于是可以確定有效噴霧距離丄，根據(jù)反三角函數(shù)知，a 2arctan^，從而確定噴嘴的有效噴霧角度。整套裝置每隔一段時間對壓力傳感器和稱重傳感器的數(shù)據(jù)進行采集、儲存，數(shù)據(jù)處理完畢后以 表格和圖表形式來表征噴嘴噴霧角度及流量密度分布規(guī)律。本發(fā)明的優(yōu)點是采用三角法和積水容器法的綜合方法，采用精度等級較高的壓力傳感器測量噴 霧打擊力，步進長度較小，可以自動地精確測量噴嘴噴霧角度參數(shù)。本發(fā)明適用于噴嘴霧化角、霧滴群尺寸分布、平均尺寸、流量等工作參數(shù)的自動檢測，適用于 噴霧燃燒、噴霧冷卻、噴霧干燥、鋼坯除鱗、電廠除硫、紡織加濕、農(nóng)藥等行業(yè)使用。本發(fā)明對于 上述行業(yè)改善噴嘴霧化特性、提高噴霧利用率、充分利用資源等有著十分積極的意義。


下面結(jié)合圖1對本發(fā)明作進一步說明圖1基于PLC的噴嘴噴霧角度自動檢測裝置圖2噴霧高度/Z檢測系統(tǒng)示意3有效噴霧距離i檢測系統(tǒng)示意圖 l.步進電機2.步進電機驅(qū)動器3.噴嘴4.位移傳感器5丄CD顯示器6.PLC單片機7.壓力傳感器 8.計算機9.位移傳感器IO.信號處理ll.放大器12.A/D轉(zhuǎn)換器具體實施方式
下面結(jié)合圖1詳細說明本發(fā)明提出的裝置工作情況。本發(fā)明的噴嘴噴霧角度自動檢測裝置包括(l)噴霧高度H檢測系統(tǒng)，主要由步進電機l、步進 電機驅(qū)動器2、噴嘴3、位移傳感器4、計算機8、 PLC單片機6、 LCD顯示5等組成；(2)有效噴霧 距離Z檢測系統(tǒng)主要由位移傳感器9、信號處理10、放大器11、 A/D轉(zhuǎn)換器12以及PLC單片機6、 LCD顯示5等組成。其工作過程計算機8、 PLC單片機6、步進電機驅(qū)動器2控制步進電機1帶動傳動軸，使絲 杠控制工作臺上噴嘴3作上下運動，通過位移傳感器4、計算機8可以準(zhǔn)確地控制噴霧高度//，保證噴嘴3與稱重傳感器、壓力傳感器7之間距離為200士0.025mm。稱重傳感器、壓力傳感器7同步 測量并將測量的數(shù)據(jù)通過信號處理10、放大器11、及A/D轉(zhuǎn)換器12傳輸給PLC單片機6，確定位 移當(dāng)工作臺靠近接近開關(guān)時，PLC單片機6發(fā)出信號通過步進電機驅(qū)動器2控制步進電機1停止轉(zhuǎn) 動。同時根據(jù)噴嘴3流量分布，確定有效噴霧距離Z，由位移傳感器9輸入到計算機8，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，可以得到噴嘴角度<formula>formula see original document page 5</formula>。再次啟動時，步進電機反轉(zhuǎn)快速靠近另一側(cè)的接近開關(guān)，回到初始點。
權(quán)利要求
1.噴嘴噴霧角度自動檢測裝置，其包括噴霧高度H檢測系統(tǒng)，有效噴霧距離L檢測系統(tǒng)兩大系統(tǒng)，其中噴霧高度H檢測系統(tǒng)包括依次相連的計算機(8)、PLC單片機(6)、步進電機驅(qū)動器(2)、噴嘴(3)、位移傳感器(4)，其中步進電機(1)與步進電機驅(qū)動器(2)相連，LCD顯示(5)與PLC單片機(6)相連；有效噴霧距離L檢測系統(tǒng)，包括依次相連的位移傳感器(9)、信號處理(10)、放大器(11)、A/D轉(zhuǎn)換器(12)、PLC單片機(6)，另LCD顯示(5)與PLC單片機(6)、位移傳感器(7)及計算機依次相連。
2. 噴嘴噴霧角度自動檢測方法，其特征是計算機(8)經(jīng)PLC單片機(6)、步進電 機驅(qū)動器(2)控制步進電機(1)帶動傳動軸，使絲杠控制工作臺上噴嘴(3)作上下運動， 通過位移傳感器(4)、計算機(8)控制噴霧高度7/;稱重傳感器、壓力傳感器(7)同步測 量并將測量的數(shù)據(jù)通過信號處理(10)、放大器(11)、及A/D轉(zhuǎn)換器(12)傳輸給PLC單 片機(6)，確定位移當(dāng)工作臺靠近接近開關(guān)時，PLC單片機(6)發(fā)出信號通過步進電機驅(qū) 動器(2)控制步進電機(1)停止轉(zhuǎn)動；同時根據(jù)噴嘴(3)流量分布，確定有效噴霧距離 丄，由位移傳感器(9)輸入到計算機(8)，根據(jù)檢測裝置工作參數(shù)和幾何關(guān)系，得到噴嘴 角度；再次啟動時，步進電機反轉(zhuǎn)快速靠近另一側(cè)的接近開關(guān)，回到初始點；通過步進電機 帶動噴嘴上下移動，置于噴嘴下方的壓力傳感器測量出噴霧場中各點流量分布，通過傳感器 記錄下各點位置，測量確定有效噴霧距離i，確定噴嘴的有效噴霧角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于PLC的噴嘴噴霧角度自動檢測方法和裝置，其霧化質(zhì)量由霧滴尺寸分布、霧化角及流量密度分布等工作特征參數(shù)來表征。其包括噴霧高度H檢測系統(tǒng)，有效噴霧距離L檢測系統(tǒng)兩大系統(tǒng)，其中噴霧高度H檢測系統(tǒng)包括依次相連的計算機、PLC單片機、步進電機驅(qū)動器、噴嘴、位移傳感器，其中步進電機與步進電機驅(qū)動器相連，LCD顯示與PLC單片機相連；有效噴霧距離L檢測系統(tǒng)，包括依次相連的位移傳感器、信號處理、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、PLC單片機，另LCD顯示與PLC單片機、位移傳感器及計算機依次相連。本發(fā)明采用三角法和積水容器法的綜合方法，采用精度等級較高的壓力傳感器測量噴霧打擊力，步進長度較小，可以自動地精確測量噴嘴噴霧角度參數(shù)。
文檔編號G01M99/00GK101226109SQ200710135189
公開日2008年7月23日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
發(fā)明者宇 葉, 孔德軍, 孫亞軍, 徐敏文, 偉 朱, 李有懷, 管序榮 申請人:江蘇工業(yè)學(xué)院