專利名稱：振動(dòng)式粉倉(cāng)粉位監(jiān)測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉倉(cāng)粉位監(jiān)測(cè)方法及裝置，尤其是涉及振動(dòng)式粉倉(cāng)粉位監(jiān)測(cè)方法及裝置。
在生產(chǎn)過程中由于需要臨時(shí)貯存一些固體物料都建有大小不同的料倉(cāng)，如電廠的煤粉倉(cāng)、水泥廠的貯倉(cāng)、以及各種貯灰桶等。要隨時(shí)監(jiān)測(cè)貯存量的多少必須進(jìn)行在線實(shí)時(shí)對(duì)料位的監(jiān)測(cè)。目前在使用的料位儀根據(jù)其應(yīng)用原理可以分為以下幾種，它們都存在著固有問題。
1.物體表面接觸式。如重錘式，浮子式料位儀。后者適用于液面料位測(cè)量，而前者不僅操作費(fèi)時(shí)而且在連續(xù)進(jìn)料時(shí)易發(fā)生埋錘現(xiàn)象。不注意還會(huì)發(fā)生纜索斷裂。
2.波反射探測(cè)式。如超聲波料位儀，毫米波雷達(dá)料位儀。由于連續(xù)進(jìn)料時(shí)料位不平整，特別對(duì)粉狀物料的飛揚(yáng)引起的干擾以及料倉(cāng)壁面反射波的影響，使其測(cè)量正確度大為降低。
3.信號(hào)傳感式。如電容式、壓差式、光電式信號(hào)傳感式料位儀。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣的粉狀物料，不是傳感器易污染、損壞，就是靈敏度不高，正確性差，受到其他的影響因素較多。
為此，上述幾種料位儀在連續(xù)進(jìn)料的粉倉(cāng)粉位測(cè)量中基本上沒有得到應(yīng)用。目前使用的聲頻料位測(cè)試儀，采用聲學(xué)諧振腔原理和頻譜估計(jì)方法來確定料位高度。該方法雖有一定的先進(jìn)性，但還有一些缺點(diǎn)和問題。首先在不同尺寸不同幾何形狀的粉倉(cāng)中無法通用。其次信號(hào)處理分析十分復(fù)雜，必定費(fèi)用昂貴、可靠性不佳。
本發(fā)明的目的是提供一種振動(dòng)式粉倉(cāng)粉位監(jiān)測(cè)方法及裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取下列措施，采用激振信號(hào)發(fā)生電路發(fā)送一定功率的與振片的固有頻率基本相同的共振頻率，由于粉位上下對(duì)振片的阻尼不同，引起振片振動(dòng)強(qiáng)弱的差異，通過振片上貼有拾振的壓電陶瓷把振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將信號(hào)送到聲頻信號(hào)接收處理電路，根據(jù)阻尼影響接收信號(hào)減小的閾值以確定粉倉(cāng)粉位的監(jiān)測(cè)方法。按照該方法設(shè)計(jì)的粉倉(cāng)粉位監(jiān)測(cè)裝置，它具有直接插入粉倉(cāng)的振動(dòng)桿，在振動(dòng)桿上設(shè)有多個(gè)依次排列的振片，在振片上貼有拾振的壓電陶瓷;多股信號(hào)饋線一端分別與振片上的壓電陶瓷相接，另一端與激振信號(hào)發(fā)生電路，聲頻信號(hào)處理電路相接，聲頻信號(hào)處理電路與粉位顯示電路相接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是適用于一切固體粉狀物料的監(jiān)測(cè)。振動(dòng)桿在倉(cāng)頂插入為一完整組件，便于維護(hù)和檢修。信號(hào)采用遠(yuǎn)距離傳輸，操作方便?？刂婆_(tái)的監(jiān)測(cè)儀采用集成電路，體積小、壽命高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。與目前使用的聲頻料位測(cè)試儀相比，由于不必使整個(gè)料倉(cāng)作為諧振腔而只須對(duì)一小片振片發(fā)生振動(dòng)，所以振動(dòng)信號(hào)發(fā)送功率可大大減小。
下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是振動(dòng)式粉倉(cāng)粉位監(jiān)測(cè)裝置方框示意圖;
圖2是簡(jiǎn)諧力作用下強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率響應(yīng)曲線。
激振信號(hào)發(fā)生電路5發(fā)送一定功率的與振片2固有頻率基本相等的共振頻率。該信號(hào)通過信號(hào)饋線送到振動(dòng)桿1上的多個(gè)振片2上的壓電陶瓷，使振片發(fā)生振動(dòng)。振動(dòng)桿1直接插入粉倉(cāng)4中。桿上的振片有的在粉位以上而有的在粉位以下。在粉位以上的振片沒有受到粉料壓力的阻尼，在粉位以下的振片受到了粉料壓力的阻尼。根據(jù)振動(dòng)特性，在共振頻率范圍左右，振動(dòng)受到阻尼將會(huì)使振幅大大減小。圖2，表示了簡(jiǎn)諧力作用下強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率響應(yīng)曲線。圖中橫坐標(biāo)u為干擾力頻率ωe與固有頻率ω之比。u＝1時(shí)，即為干擾力頻率ωe等于固有頻率ω，發(fā)生共振?？v坐標(biāo)βd為動(dòng)力系數(shù)，它是動(dòng)態(tài)振幅A和靜態(tài)位移Xst之比值。圖中曲線簇上D為阻尼。從圖2中可以看出，物體在外力作用下發(fā)生共振時(shí)，當(dāng)有阻尼存在則振動(dòng)明顯減弱。根據(jù)這個(gè)原理在振片2上同時(shí)貼有拾振的壓電陶瓷把振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。該信號(hào)通過多股信號(hào)線3送到聲頻信號(hào)接收處理電路6。該信號(hào)處理電路根據(jù)阻尼影響接收信號(hào)減小的閾值以確定各個(gè)振片位置處會(huì)有粉料還是沒有粉料。最后通過粉位顯示電路7進(jìn)行顯示。該儀器的好處還在于能對(duì)粉料在倉(cāng)內(nèi)由于濕度太大而搭橋進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)式粉倉(cāng)粉位監(jiān)測(cè)方法，其特征在于采用激振信號(hào)發(fā)生電路[5]發(fā)送一定功率的與振片[2]的固有頻率基本相同的共振頻率，由于粉位上下對(duì)振片的阻尼不同，引起振片振動(dòng)強(qiáng)弱的差異，通過振片上貼有拾振的壓電陶瓷，把振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將信號(hào)送到聲頻信號(hào)接收處理電路，根據(jù)阻尼影響接收信號(hào)減小的閾值，以確定粉倉(cāng)粉位的監(jiān)測(cè)方法。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種振動(dòng)式粉倉(cāng)粉位監(jiān)測(cè)方法所設(shè)計(jì)的粉倉(cāng)粉位監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于它具有直接插入粉倉(cāng)的振動(dòng)桿[1]，在振動(dòng)桿上設(shè)有多個(gè)依次排列的振片[2]，在振片上貼有拾振的壓電陶瓷，多股信號(hào)饋線[3]一端分別與振片上的壓電陶瓷相接，另一端與激振信號(hào)發(fā)生電路[5]聲頻信號(hào)處理電路[6]相接，聲頻信號(hào)處理電路[6]與粉位顯示電路[7]相接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種振動(dòng)式粉倉(cāng)粉位的監(jiān)測(cè)方法及裝置，它采用激振信號(hào)發(fā)生電路發(fā)送一定功率的與振片的固有頻率基本相同的共振頻率，由于粉位上下對(duì)振片的阻尼不同，引起振片振動(dòng)強(qiáng)弱的差異，通過振片上貼有拾振的壓電陶瓷，把振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將信號(hào)送到聲頻信號(hào)接收處理電路，根據(jù)阻尼影響接收信號(hào)減小的閾值以確定粉倉(cāng)粉位。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
文檔編號(hào)G01F23/26GK1086900SQ9211293
公開日1994年5月18日 申請(qǐng)日期1992年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月7日
發(fā)明者周俊虎, 任有中, 章真, 張學(xué)宏 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)