專利名稱：柔索接觸測量式高度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)自動(dòng)化儀表。特別是涉及一種能測量粉狀及顆粒狀固體物料 料位的柔索接觸測量式高度測量儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的雷達(dá)高度測量儀或者超聲波高度測量儀，由于其工作原理的局限，對料倉 內(nèi)的環(huán)境要求度高，不適用于環(huán)境復(fù)雜、高粉塵、高溫等惡劣條件中。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能測量粉狀及顆粒狀固體物料料位的柔索接觸測量式 高度測量儀，具有簡單合理的結(jié)構(gòu)，較高的可靠性，可以長期應(yīng)用于惡劣環(huán)境下的料位測量 儀器。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的柔索接觸測量式高度測量儀，主要包括伺服電機(jī)、渦輪、蝸桿、滾筒、彈簧固 定桿、限位光電傳感器及安裝支架、動(dòng)滑輪、拉伸彈簧、測速滑輪、測速光電傳感器及安裝支 架、定滑輪、導(dǎo)向滑輪、導(dǎo)向軸、限位光電傳感器及安裝支架、質(zhì)量塊、柔索等組成。伺服電機(jī) 通過彈性聯(lián)軸器與蝸桿連接；滾筒通過軸與渦輪連接；導(dǎo)向滑輪安裝于導(dǎo)向軸上；導(dǎo)向滑 輪安裝于導(dǎo)向軸上；拉伸彈簧一端固定于彈簧固定桿上，另一端固定于動(dòng)滑輪軸上，采用與 動(dòng)滑輪中心對稱布置的兩條拉伸彈簧；動(dòng)滑輪軸安裝于安裝板上滑槽中，動(dòng)滑輪可以沿滑 槽方向運(yùn)動(dòng)；柔索一端均勻纏繞于滾筒上，另一端連接質(zhì)量塊。
所述的柔索接觸測量式高度測量儀，柔索由滾筒經(jīng)導(dǎo)向滑輪穿過導(dǎo)向軸，經(jīng)定滑 輪、動(dòng)滑輪和測速滑輪與質(zhì)量塊連接；所述的柔索接觸測量式高度測量儀，張力光電傳感器及安裝支架安裝位置應(yīng)使張力光 電傳感器在拉伸彈簧拉力為最小時(shí)測得脈沖信號，在質(zhì)量塊下方過程中不產(chǎn)生干擾信號為 最佳；限位光電傳感器及安裝支架安裝位置應(yīng)使限位光電傳感器不受柔索遮擋，質(zhì)量塊升 起后測得脈沖信號為最佳；測速光電傳感器及安裝支架安裝位置應(yīng)使測速光電傳感器可以 測得測速滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖信號為最佳；所述的柔索接觸測量式高度測量儀，設(shè)定測量高度，拉伸彈簧選型和質(zhì)量塊質(zhì)量應(yīng)根 據(jù)如下關(guān)系式確定，式中k——拉伸彈簧(6)剛度；Fa——?jiǎng)踊?8)位于滑槽(7)最左側(cè)時(shí)拉伸彈簧拉力；^——彈簧行程，最大值為動(dòng)滑輪沿滑槽可移動(dòng)最大值； m——質(zhì)量塊質(zhì)量；&——如圖2中所示；m·——質(zhì)量塊(15)下放到設(shè)計(jì)測量高度時(shí)，柔索(16)的質(zhì)量； f ?！Σ亮Α?br> 所述的柔索接觸測量式高度測量儀，電氣控制系統(tǒng)主要包括張力光電傳感器、限位光電傳感器、測速光電傳感器、主控電路、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、控制按鈕、數(shù)碼管顯示和485 通信。
本發(fā)明柔索接觸測量式高度測量儀，結(jié)構(gòu)簡單合理，能準(zhǔn)確測量惡劣環(huán)境下料倉中料位位置，并且能夠長期使用。


圖1為本發(fā)明的柔索接觸測量式高度測量儀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為動(dòng)滑輪中心受力分析圖；圖3為本發(fā)明的柔索接觸測量式高度測量儀的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1是伺服電機(jī)、2是渦輪、3是蝸桿、4是滾筒、5是彈簧固定桿、6是拉伸彈簧、7是安裝板上滑槽、8是動(dòng)滑輪、9是測速滑輪、10是測速光電傳感器及安裝支架、11是定滑輪、 12是導(dǎo)向滑輪、13是導(dǎo)向軸、14是限位光電傳感器及安裝支架、15是質(zhì)量塊、16是柔索、17 是限位光電傳感器及安裝支架。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清晰、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明的柔索接觸測量式高度測量儀，其較佳的具體實(shí)施方式
是通過主控室上位機(jī)或控制箱按鈕，啟動(dòng)高度測量儀開始測量；伺服電機(jī)(I)通過渦輪(2)蝸桿(3)驅(qū)動(dòng)滾筒(4)釋放柔索(16)，柔索先經(jīng)導(dǎo)向滑輪(12)導(dǎo)向，經(jīng)定滑輪(11)、動(dòng)滑輪(8)、測速滑輪(9)導(dǎo)向，在質(zhì)量塊(15)的重力作用下下降；導(dǎo)向滑輪(12)與導(dǎo)向軸(13)起到適應(yīng)柔索釋放方向和穩(wěn)定導(dǎo)向的作用，能夠使柔索在釋放和收起時(shí)不亂線；質(zhì)量塊下降過程中，柔索張力作用下，拉伸彈簧(6)處于拉伸狀態(tài)， 動(dòng)滑輪(8)應(yīng)處于行程末端(即滑槽(7)最右端)，此時(shí)張力光電傳感器導(dǎo)通，沒有脈沖信號； 柔索下降帶動(dòng)測速滑輪(9)轉(zhuǎn)動(dòng)，測速光電傳感器通過均布于測速滑輪上的通孔得到計(jì)數(shù)脈沖信號，計(jì)數(shù)脈沖信號傳輸至主控電路進(jìn)行計(jì)數(shù)；質(zhì)量塊(15)觸底后，柔索張力減小到一定程度后，拉伸彈簧(6)拉動(dòng)動(dòng)滑輪(8)返回行程起點(diǎn)，動(dòng)滑輪(8)遮擋張力光電傳感器，從而產(chǎn)生脈沖信號， 經(jīng)主控電路、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)(I)停止工作；主控電路根據(jù)計(jì)數(shù)脈沖信號計(jì)數(shù)得到料位數(shù)據(jù)，通過485通信 上傳至主控室上位機(jī)顯示，同時(shí)控制DA產(chǎn)生相應(yīng)模擬量，利用控制箱上數(shù)碼管顯示；獲得料位數(shù)據(jù)后，主控電路通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，滾筒收起柔索， 動(dòng)滑輪(8)在柔索張力作用下再次運(yùn)動(dòng)到行程末端，質(zhì)量塊(15)上升，接近停止位時(shí)遮擋 限位光電傳感器，產(chǎn)生脈沖信號，主控電路獲得信號，通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)停 轉(zhuǎn)，一次測量完成。
權(quán)利要求
1.柔索接觸測量式高度測量儀，主要包括伺服電機(jī)、渦輪、蝸桿、滾筒、彈簧固定桿、限位光電傳感器及安裝支架、動(dòng)滑輪、拉伸彈簧、測速滑輪、測速光電傳感器及安裝支架、定滑輪、導(dǎo)向滑輪、導(dǎo)向軸、限位光電傳感器及安裝支架、質(zhì)量塊、柔索和電控箱等組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔索接觸測量式高度測量儀，其特征在于伺服電機(jī)(I)通過彈性聯(lián)軸器與蝸桿(3)連接；滾筒(4)通過軸與渦輪(2)連接；導(dǎo)向滑輪安裝于導(dǎo)向軸上； 導(dǎo)向滑輪(12)安裝于導(dǎo)向軸(13)上；拉伸彈簧(6)—端固定于彈簧固定桿(5)上，另一端固定于動(dòng)滑輪軸上，采用與動(dòng)滑輪(8)中心對稱布置的兩條拉伸彈簧；動(dòng)滑輪軸安裝于安裝板上滑槽(7)中，動(dòng)滑輪(8)可以沿滑槽方向運(yùn)動(dòng)；柔索(16)—端均勻纏繞于滾筒(4)上， 另一端連接質(zhì)量塊(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔索接觸測量式高度測量儀，其特征在于張力光電傳感器及安裝支架(17)安裝位置應(yīng)使張力光電傳感器在拉伸彈簧(6)拉力為最小時(shí)測得脈沖信號，在質(zhì)量塊下方過程中不產(chǎn)生干擾信號為最佳；限位光電傳感器及安裝支架(14)安裝位置應(yīng)使限位光電傳感器不受柔索遮擋，質(zhì)量塊升起后測得脈沖信號為最佳；測速光電傳感器及安裝支架(10)安裝位置應(yīng)使測速光電傳感器可以測得測速滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖信號為最佳。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔索接觸測量式高度測量儀，其特征在于拉伸彈簧(6)選型和質(zhì)量塊(15)質(zhì)量應(yīng)根據(jù)如下關(guān)系式確定，
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3所述的柔索接觸測量式高度測量儀，其特征在于柔索由滾筒 (4)經(jīng)導(dǎo)向滑輪(12)穿過導(dǎo)向軸(13)，經(jīng)定滑輪(11)、動(dòng)滑輪(8)和測速滑輪(9)與質(zhì)量塊 (15)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的柔索接觸測量式高度測量儀，其特征在于電氣控制系統(tǒng)主要包括張力光電傳感器、限位光電傳感器、測速光電傳感器、主控電路、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、控制按鈕、數(shù)碼管顯示和485通信。
7.通過控制按鈕或者485通信模塊將操作命令輸入主控電路，主控電路啟動(dòng)伺服電機(jī)工作進(jìn)行料位測量，并對張力光電傳感器、限位光電傳感器和測速光電傳感器進(jìn)行檢測，控制測量過程并得到料位數(shù)據(jù)，利用數(shù)碼管顯示電路進(jìn)行 顯示或者通過485通信模塊上傳主控室主機(jī)進(jìn)行顯示。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)自動(dòng)化儀表中的能測量粉狀及顆粒狀固體物料料位的柔索接觸測量式高度測量儀，其特征在于質(zhì)量塊下降時(shí)由伺服電機(jī)經(jīng)渦輪蝸桿驅(qū)動(dòng)滾筒，柔索經(jīng)導(dǎo)向滑輪釋放，測速光電傳感器經(jīng)測速滑輪測得計(jì)數(shù)脈沖信號，送至主控板進(jìn)行計(jì)數(shù)，質(zhì)量塊觸底后柔索張力減小，張力光電傳感器測得脈沖信號控制電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，主控板計(jì)數(shù)結(jié)束，得到料位數(shù)據(jù)，并送往數(shù)碼管和主控室主機(jī)顯示；伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)質(zhì)量塊上升，限位光電傳感器測得脈沖信號控制電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量塊復(fù)位?？刂葡到y(tǒng)主要包括測速光電傳感器、張力光電傳感器、限位光電傳感器、主控電路、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、控制按鈕、數(shù)碼管顯示和485通信模塊。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單合理，可靠性高，可以長期應(yīng)用于惡劣環(huán)境下。
文檔編號G01F23/00GK103033233SQ20121033399
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者何廣平, 袁俊杰, 劉菲, 蔣玉雷, 康寧, 彭蔚宇, 陳金洪 申請人:何廣平