專利名稱：料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在線監(jiān)測系統(tǒng)，特別是指料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術：
料倉是工程施工、化工、冶金、食品等工業(yè)生產過程必備的儲料裝置。料倉形式多樣，在工程應用中料倉多為封閉系統(tǒng)，而且現(xiàn)場情況復雜，也給料位的檢測增添了難度。如 混凝土攪拌行業(yè)水泥料倉料位的檢測問題，至今未能得到很好地解決，在材料控制方面造成極大難度。許多攪拌站均發(fā)生過，在往水泥料倉風力輸送水泥的過程中，將料倉打爆，造成水泥四處飛逸，一則造成環(huán)境嚴重污染，二則造成材料的嚴重浪費?？v觀目前國內外市場料位檢測儀表繁多，如紅外線料位檢測儀、超聲波料位檢測儀、微波料位檢測儀、重錘式料位檢測儀、阻旋式料位極限位置檢測裝置等。但這些檢測儀在現(xiàn)場環(huán)境中使用中，常常受種種因素的約束，如倉內粉塵、材料密度變化、介電常數變化等因素的影響，對檢測精度影響嚴重，甚至無法正常工作，而且儀器價格昂貴。CN1963415A公開了一種料倉料位智能檢測儀，屬于自動檢測領域，它包括比例取力器和數字式智能顯示儀表兩部分，比例取力器由上、下支撐梁、稱重傳感器、鎖緊裝置和取力桿組成，料倉支撐腿上安裝有上、下支撐梁，一支撐梁通過鎖緊裝置與稱重傳感器相連，稱重傳感器與取力桿一端相連，取力桿另一端與另一支撐梁相連；數字式智能顯示儀表包括單片機、存儲器、信號放大電路、電源、A/D轉換器、通信接口、顯示器、鍵盤和多路轉換器，電源分別與鍵盤、多路轉換器相連，單片機分別與顯示器、存儲器、通信接口、A/D轉換器、鍵盤相連，多路轉換器分別與A/D轉換器、信號放大電路相連。該專利申請采用取力器進行檢測，無法保證良好的檢測精度，誤差較大。

實用新型內容本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，具有良好的檢測精度和較低的使用成本。本實用新型采用如下的技術方案料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括具有若干支腿的料倉，在至少一個支腿上設有支腿承重監(jiān)測單元，該支腿承重監(jiān)測單元包括微位移檢測模塊，該微位移檢測模塊接于信號放大及A/D轉換模塊，該信號放大及A/D轉換模塊通過無線傳輸模塊和/或有線接口接于控制系統(tǒng)。優(yōu)選地，在料倉的所有支腿上均設有所述支腿承重監(jiān)測單元。由于料倉粉料重量在每個支腿上的分配不是均勻的，而且受到粉料堆積重心偏移、支腿地基沉降影響、水平風力影響、溫度、地震等諸多因素的影響，如果僅在一個支腿上檢測，上述諸多因素，將嚴重影響檢測結果的準確性。為此優(yōu)選采取在每個支腿上(有的料倉是三個支腿支撐、個別料倉還有六腿支撐的)設置支腿承重監(jiān)測單元，這樣在最大限度上，降低了上述諸多因素的影響。料倉的實際粉料重量是每條腿承載重量的和。而對于那些檢測精度要求低的場所，也可以只在一條支腿上設置支腿承重監(jiān)測單元進行監(jiān)測，但這時檢測精度受上述各種因素影響，須定期標定修正確保誤差在一定范圍內。優(yōu)選地，所述信號放大及A/D轉換模塊上連接有溫度補償模塊。優(yōu)選地，所述信號放大及A/D轉換模塊上連接有顯示屏。進一步地，所述微位移檢測模塊包括一雙孔梁式傳感器，該雙孔梁式傳感器的一端固定安裝在一焊接于支腿上的傳感器平臺上，該雙孔梁式傳感器的另一端通過一感應微位移的位移檢測螺栓頂抵在一檢測平臺上，該檢測平臺焊接在支腿上；該雙孔梁式傳感器雙孔的上、下兩面各貼有兩片箔式電阻應變片，并組成全橋檢測電路，其輸出接于所述信號放大及A/D轉換模塊。所述位移檢測螺栓的前部設有一不銹鋼球，所述檢測平臺上設有一不銹鋼墊片，該不銹鋼墊片的中部開設有一小孔，該不銹鋼球頂抵在該小孔上。或者，所述微位移檢測模塊包括一安裝在支腿上的渦流位移傳感器，該渦流位移傳感器的檢測端指向一傳感器檢測背景模塊，該傳感器檢測背景模塊焊接固定在支腿上?；蛘撸鑫⑽灰茩z測模塊采用電容測微儀、電感傳感器、霍爾位移傳感器或光電位移傳感器。優(yōu)選地，所述信號放大及A/D轉換模塊上連接有Zigbee分節(jié)點，所述控制系統(tǒng)連接有Zigbee無線傳輸模塊，該信號放大及A/D轉換模塊藉由該Zigbee分節(jié)點與該Zigbee 無線傳輸模塊與控制系統(tǒng)連接。由上述對本實用新型的描述可知，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)采用微位移檢測模塊檢測料倉支腿承載時產生的軸向的微小形變并轉化為電信號輸出，然后進行信號放大及A/D轉換，由控制系統(tǒng)計算得到支腿載荷數據，根據支腿載荷數據算出料倉荷重，由料倉荷重來監(jiān)測料倉料位，不受料倉內粉塵、材料密度變化、介電常數變化等因素的影響，可保證良好的線性及檢測精度，為料倉料位的在線監(jiān)測提供了一種成本合理、行之有效的方式。

圖1為本實用新型具體實施方式
的電路框圖。圖2為本實用新型采用雙孔梁式傳感器的微位移檢測模塊的結構示意圖；圖3為本實用新型采用渦流位移傳感器的微位移檢測模塊的結構示意圖。
具體實施方式
以下通過具體實施方式
對本實用新型進行詳細描述。參照圖1，本實用新型的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括具有若干支腿的料倉， 在所有料倉支腿2上均設有支腿承重監(jiān)測單元，該支腿承重監(jiān)測單元包括設在料倉支腿上的微位移檢測模塊2，微位移檢測模塊2接于信號放大及A/D轉換模塊3，信號放大及A/D 轉換模塊3上連接有Zigbee分節(jié)點5，控制系統(tǒng)4連接有Zigbee無線傳輸模塊8，信號放大及A/D轉換模塊3藉由Zigbee分節(jié)點5與Zigbee無線傳輸模塊8與控制系統(tǒng)4連接； 信號放大及A/D轉換模塊3上還連接有溫度補償模塊6和顯示屏7。微位移檢測模塊2可以選用雙孔梁式傳感器、渦流位移傳感器、電容測微儀、電感傳感器、霍爾位移傳感器或光電位移傳感器等等，下面以雙孔梁式傳感器、渦流位移傳感器為例進行詳細說明。一、雙孔梁式傳感器參照圖1和圖2，微位移檢測模塊2包括一雙孔梁式傳感器21，雙孔梁式傳感器21 的一端固定安裝在一焊接于料倉支腿1上的傳感器平臺22上，雙孔梁式傳感器21的另一端通過一感應微位移的位移檢測螺栓23頂抵在一檢測平臺M上，檢測平臺M焊接在料倉支腿1上；雙孔梁式傳感器21雙孔的上、下兩面各貼有兩片箔式電阻應變片25，并組成全橋檢測電路，其引出線251接于信號放大及A/D轉換模塊3。為使位移檢測螺栓23與檢測平臺M結合緊密，位移檢測螺栓23的前部設有一不銹鋼球沈，檢測平臺M上設有一不銹鋼墊片27，不銹鋼墊片27的中部開設有一小孔271， 不銹鋼球沈頂抵在小孔271上，小孔271為0. 3mm的倒角，其直徑為不銹鋼球沈直徑的一
半左右。下面簡述一下工作原理根據材料力學定理，料倉支腿在料倉料位變化時會發(fā)生形變，其形變的大小與料倉支腿的承重力呈正比σ = F/E................................................(1)式中σ為在力作用下料倉支腿的相對形變F為料倉支腿的承重NE為支腿材料的彈性模量本系統(tǒng)直接將支腿本身作為傳感器的一次元件，在承重力的作用下支腿產生變形，其形變規(guī)律按公式(1)所示，在支腿上設定兩個應力觀測點即傳感器平臺和檢測平臺， 其間距離為L，那么在承重力的作用下，L將發(fā)生變化其變形量AL為AL = LXo................................................(2)本系統(tǒng)將雙孔梁式傳感器作為二次微位移傳感元件，用來檢測上述AL，藉由箔式電阻應變片組成的全橋檢測電路將檢測信號輸出并經信號放大及A/D轉換后由下位控制系統(tǒng)讀出采集數據。上述檢測傳感過程，實際上是將料倉的載荷造成料倉支腿的應力，使支腿產生形變al，通過位移檢測螺栓作用在雙孔梁式傳感器上，產生信號輸出，輸出信號的大小與 AL成正比，而AL在L確定后，與支腿的承載成正比，因此微位移檢測模塊經放大后的輸出信號與料倉的承載成正比。在實驗室模仿350噸料倉，取L= 13mm左右，在料倉空載滿載變化時AL約為 0. 005mm。每個支腿檢測的靈敏度可以通過微調L，使得每個分支腿檢測靈敏度相一致，這對于系統(tǒng)的計算及補償非常有利。二、渦流位移傳感器參照圖1和圖3，微位移檢測模塊2包括一安裝在支腿上的渦流位移傳感器28，渦流位移傳感器28安裝在渦流傳感器安裝支座30上，渦流位移傳感器28的檢測端指向一不銹鋼傳感器檢測背景模塊四，傳感器檢測背景模塊四焊接固定在支腿1上，渦流位移傳感器觀具有一渦流傳感器輸出信號電纜線觀1。通過渦流傳感器輸出信號電纜線281給渦流位移傳感器觀提供12v直流電源，并同時通過渦流傳感器輸出信號電纜線281將輸出信號放大及A/D轉換模塊3。渦流位移傳感器觀在渦流傳感器安裝支座30上可以上下微動調節(jié)。傳感器檢測背景模塊四與渦流位移傳感器28的檢測端的微位移產生不同的渦流損耗產生信號輸出，輸出信號決定微位移大小，從而計算出一條支腿的承載重量。
上述僅為本實用新型的具體實施方式
，但本實用新型的設計構思并不局限于此， 凡利用此構思對本實用新型進行非實質性的改動，均應屬于侵犯本實用新型保護范圍的行為。
權利要求1.料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括具有若干支腿的料倉，其特征在于在至少一個支腿上設有支腿承重監(jiān)測單元，該支腿承重監(jiān)測單元包括微位移檢測模塊，該微位移檢測模塊接于信號放大及A/D轉換模塊，該信號放大及A/D轉換模塊通過無線傳輸模塊和/或有線接口接于控制系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于在料倉的所有支腿上均設有所述支腿承重監(jiān)測單元。
3.如權利要求1所述的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述信號放大及A/ D轉換模塊上連接有溫度補償模塊。
4.如權利要求1所述的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述信號放大及A/ D轉換模塊上連接有顯示屏。
5.如權利要求1所述的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述微位移檢測模塊包括一雙孔梁式傳感器，該雙孔梁式傳感器的一端固定安裝在一焊接于支腿上的傳感器平臺上，該雙孔梁式傳感器的另一端通過一感應微位移的位移檢測螺栓頂抵在一檢測平臺上，該檢測平臺焊接在支腿上；該雙孔梁式傳感器雙孔的上、下兩面各貼有兩片箔式電阻應變片，并組成全橋檢測電路，其輸出接于所述信號放大及A/D轉換模塊。
6.如權利要求5所述的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述位移檢測螺栓的前部設有一不銹鋼球，所述檢測平臺上設有一不銹鋼墊片，該不銹鋼墊片的中部開設有一小孔，該不銹鋼球頂抵在該小孔上。
7.如權利要求1所述的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述微位移檢測模塊包括一安裝在支腿上的渦流位移傳感器，該渦流位移傳感器的檢測端指向一傳感器檢測背景模塊，該傳感器檢測背景模塊焊接固定在支腿上。
8.如權利要求1所述的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述微位移檢測模塊采用電容測微儀、電感傳感器、霍爾位移傳感器或光電位移傳感器。
9.如權利要求1所述的料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述信號放大及A/ D轉換模塊上連接有Zigbee分節(jié)點，所述控制系統(tǒng)連接有Zigbee無線傳輸模塊，該信號放大及A/D轉換模塊藉由該Zigbee分節(jié)點與該Zigbee無線傳輸模塊與控制系統(tǒng)連接。
專利摘要料倉料位在線智能監(jiān)測系統(tǒng)，包括具有若干支腿的料倉，在至少一個支腿上設有支腿承重監(jiān)測單元，該支腿承重監(jiān)測單元包括微位移檢測模塊，該微位移檢測模塊接于信號放大及A/D轉換模塊，該信號放大及A/D轉換模塊通過無線傳輸模塊和/或有線接口接于控制系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型采用微位移檢測模塊檢測料倉支腿承載時產生的軸向微小形變并轉化為電信號輸出，然后進行信號放大及A/D轉換，由控制系統(tǒng)計算得到支腿載荷數據，根據支腿載荷數據算出料倉荷重，由料倉荷重來監(jiān)測料倉料位，可保證良好的線性及檢測精度，為料倉料位的在線監(jiān)測提供了一種成本合理、行之有效的方式。
文檔編號G01B21/02GK202025205SQ20112005524
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月4日 優(yōu)先權日2011年3月4日
發(fā)明者嚴子利, 黃文景, 黃耀志 申請人:福建南方路面機械有限公司