專(zhuān)利名稱(chēng)：水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輸送技術(shù)的運(yùn)輸或貯存裝置，是一種輸送裝置中的控制裝置，具體地說(shuō)，是由供給、輸送、或卸出的物件或物料操縱的控制裝置。
使用超聲波技術(shù)制成的各種探測(cè)儀器非常多，但未見(jiàn)將超聲波用于水泥窯底卸料料位測(cè)控及相似條件下其它行業(yè)塊狀物料料位控制。這是由于窯底沿著傾斜鋼鐵輸送管落下的塊狀物料常常帶著200－300℃的高溫傾瀉而下，在這種情況下，物料與物料之間，物料與管壁之間相互摩擦，也產(chǎn)生超聲波，另外，水泥廠的生產(chǎn)環(huán)境也產(chǎn)生一定的超聲波，這些超聲波都有可能被起測(cè)控作用的超聲波接收器所接收，從而使之產(chǎn)生誤動(dòng)作，因而目前仍無(wú)將超聲波用于該方面的成功實(shí)例。目前用于水泥窯底卸料料位測(cè)控的方法主要有兩種一種是人工測(cè)控，另一種是γ射線(xiàn)料位儀。
水泥立窯窯底料封卸料并不是連續(xù)不斷進(jìn)行的，而是要等到上面落下的物料積累到一定程度時(shí)，窯底料封卸料機(jī)才啟動(dòng)卸料。卸料后料粒下降到一定位置，卸料設(shè)備則停止工作。再次卸料，周而復(fù)始，不斷循環(huán)。最初，卸料機(jī)的開(kāi)停是完全靠工人敲擊鐵質(zhì)輸送管壁測(cè)知料位情況來(lái)決定的，這樣做費(fèi)時(shí)費(fèi)工，工人勞動(dòng)條件差，而且準(zhǔn)確程度差，難以保證卸料設(shè)備的適時(shí)開(kāi)停，因而常常造成料封封不住而跑風(fēng)污染環(huán)境，或者物料堵塞不能及時(shí)卸料，影響臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，延誤生產(chǎn)，浪費(fèi)能源。目前有一種利用低活度放射線(xiàn)物質(zhì)Cs137發(fā)出的γ射線(xiàn)的強(qiáng)度穿透性而研制出的γ射線(xiàn)料位儀。裝有放射性物質(zhì)Cs137的放射源是該設(shè)備不可缺少的重要組成部分。Cs137是繼鈷×××之后重新選擇的一種低活度放射元素，該元素半衰期30年，活度為0.2－0.4mci射線(xiàn)，每個(gè)放射源有放射物質(zhì)0.2－0.4毫居。由于放射線(xiàn)的不可見(jiàn)性，常常使得工人不敢操作或盲目操作，加上管理上的問(wèn)題，常常造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和人身傷害。因而γ射線(xiàn)料位儀難于推廣。
本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于高溫高噪聲非連續(xù)卸料條件下的料位測(cè)檢，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠、測(cè)檢精度高的水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控裝置，其與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處是包括一個(gè)設(shè)有編碼電路的超聲波發(fā)射器，及一個(gè)設(shè)有解碼識(shí)別電路的超聲波接收器；有電源電路為上述發(fā)射器和接收器提供電源，接收器的控制信號(hào)輸出。
本實(shí)用新型中的超聲波發(fā)射器中有一個(gè)高頻振時(shí)鐘電路，由高頻晶振時(shí)鐘電路產(chǎn)生的高頻超聲信號(hào)經(jīng)編碼電路編碼后，再經(jīng)整形放大電路送入超聲換能器，超聲換能器輸出帶密碼的超聲波信號(hào)，一個(gè)電源電路為上述電路提供電能。當(dāng)然，超聲波發(fā)射器也可采用其他合適的帶編碼電路的結(jié)構(gòu)形式。
本實(shí)用新型中的編碼電路前設(shè)有分頻電路。當(dāng)然，也可不設(shè)或設(shè)其他合適電路。
本實(shí)用新型中的超聲波接收器中有一個(gè)接受超聲波信號(hào)的超聲換能器，超聲換能器輸出信號(hào)經(jīng)放大整形電路后由解碼識(shí)另電路解碼，解碼后的信號(hào)經(jīng)放大電路后推動(dòng)一個(gè)控制電路輸出控制信號(hào)。當(dāng)然，超聲波接收電路也可采用其他合適的帶解碼識(shí)別電路的結(jié)構(gòu)形式。
本實(shí)用新型中的解碼識(shí)別電路前設(shè)有帶通濾波電路。當(dāng)然，在合適情況下也可不設(shè)帶通濾波電路或設(shè)其他合適電路。
本實(shí)用新型中的解碼識(shí)別電路后設(shè)有限值整定電路。當(dāng)然，在合適情況下也可不設(shè)限值整定電路或設(shè)其他合適電路。
本實(shí)用新型中的限值整定電路前還設(shè)有檢波電路構(gòu)成RC積分電路。當(dāng)然，在合適情況下也可不設(shè)檢波電路或設(shè)其他合適電路。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是由于采用了超聲波作為檢測(cè)手段，避免了放射線(xiàn)料位檢測(cè)裝置產(chǎn)生的環(huán)境污染和人身傷害，安全可靠，便于推廣。利用超聲波檢測(cè)，還減少了檢測(cè)裝置的元器件數(shù)量，降低了造價(jià)。采用了切實(shí)有效的防干擾設(shè)計(jì)，如提高頻率、編碼等，使得檢測(cè)過(guò)程中能有效地排除干擾，基本濾除高溫環(huán)境下物料摩擦所產(chǎn)生超聲波以及周?chē)h(huán)境中的超聲波，為高溫固體物料的料位控制開(kāi)辟了新途徑，還可適用于相似條件下的其他行業(yè)的料位等檢測(cè)控制。安裝容易、穩(wěn)固簡(jiǎn)便、便于維修。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型中所采用的一種超聲波發(fā)射器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本實(shí)用新型中所采用的一種超聲波接收器的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本實(shí)用新型中所采用的一種電源電路結(jié)構(gòu)圖。
圖1、圖2、圖3聯(lián)合構(gòu)成了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。圖1所描述的發(fā)射器電路中，包括六反相器IC1(74LS04)、雙四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器IC2(74LS393)、四2輸入正與門(mén)IC3(74LS08)、12位編碼器IC4(YYH26)、四2輸入正與非門(mén)IC5(74LS)晶振XT(市售)、超聲換能器PZT1(市售)、發(fā)射變壓器B1、電阻R21、R22、R23、R24、R25，電容C11、二極管D、三極管BG10(3DA)等。其基本原理是先通過(guò)由集成電路和晶振為主要元件組成的高頻晶振時(shí)鐘電路取得一個(gè)高頻率的振蕩信號(hào)(頻率在3－10MHZ之間設(shè)定)。最大限度地減小誤差、提高精度。然后通過(guò)由兩個(gè)數(shù)字電路構(gòu)成的分頻電路從高頻晶振時(shí)鐘電路產(chǎn)生的高頻振蕩信號(hào)中分檢出符合要求的高頻(超聲)信號(hào)(大于40KHZ、小于500KHZ之間選擇)，再通過(guò)編碼電路將處理后的高頻信號(hào)編制成密碼信號(hào)。這個(gè)帶有密碼的高頻信號(hào)再經(jīng)過(guò)功放電路放大后，送入發(fā)射變送器，最后經(jīng)超聲換能器將大功率帶密碼高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲波發(fā)射出去。
圖2所描述的接收器電路中，包括六反相器IC(74LS04)、數(shù)字譯碼器IC12(YYH28)、運(yùn)算放大器IC3(LF353)、超聲換能器PZT2(市售)、帶通濾波器LB、固體繼電器K、三極管BG1、BG2、二極管D1、D2、D3、電位器W1、W2、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、電容C1、C2、C3、C4、C5等。其基本原理是通過(guò)超聲波換能器將接收到的超聲波(由前述發(fā)射器發(fā)送來(lái)的)轉(zhuǎn)換成高頻信號(hào)，經(jīng)高增益的微放大電路放大后，經(jīng)放大整形電路進(jìn)一步放大整形，由帶通濾波電路對(duì)整形后的高頻信號(hào)潔濾，將頻帶之外的干擾信號(hào)初步去除，高頻信號(hào)通過(guò)帶通濾波器后再進(jìn)入解碼識(shí)別電路進(jìn)行密碼解譯確認(rèn)，徹底去除干擾信號(hào)，確保將檢得的料位信號(hào)準(zhǔn)確反應(yīng)出來(lái)。放大檢波積分電路再將信號(hào)放大處理后，送入限值整定電路整定被介質(zhì)阻抗的上、下限，最后經(jīng)功放電路進(jìn)行功率放大后輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)控制卸料機(jī)。
當(dāng)物料積累到一定程度時(shí)，由于發(fā)射超聲波的換能器與接受超聲波的換能器定相對(duì)固定在輸送管外壁兩側(cè)的，因而超聲波就會(huì)被擋住。反之超聲就會(huì)暢通無(wú)阻。超聲波透過(guò)的有無(wú)或強(qiáng)弱，通過(guò)接收器轉(zhuǎn)換成一定的開(kāi)關(guān)量，進(jìn)而控制卸料電機(jī)的啟停，達(dá)到檢測(cè)控制料位的目的。
圖3描述了電源電路包括整流橋堆QL1(QL51－0.5A)、QL2(QL51C－0.5A)、三端穩(wěn)壓器LM(7805)、電源變壓器B2、保險(xiǎn)絲RD、電容C12、C13、C14、C15等。其原理可參見(jiàn)現(xiàn)有技術(shù)、這里不再描述。
電源電路也可裝在發(fā)射器中，而同時(shí)供給接收器所需電源。當(dāng)然，反之亦可。或者使之獨(dú)立，同時(shí)向發(fā)射器和接收器提供所需電源。
權(quán)利要求1.一種水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控制裝置，其特征在于包括一個(gè)設(shè)備編碼電路的超聲波發(fā)射器及一個(gè)設(shè)有解碼識(shí)別電路的超聲波接收器，有電源電路為上述發(fā)射器和接收器提供電源，接收器有控制信號(hào)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控裝置，其特征在于超聲波發(fā)射器中有一個(gè)高頻晶振時(shí)鐘電路，由高頻晶振時(shí)鐘電路產(chǎn)生的高頻超聲信號(hào)經(jīng)編碼電路編碼后，再經(jīng)整形放大電路送入超聲換能器，超聲換能器輸出帶密碼的超聲波信號(hào)，一個(gè)電源電路為上述電路提供電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控裝置，其特征在于編碼電路前設(shè)有分頻電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3所述的水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控裝置，其特征在于超聲波接收器中有一個(gè)接受超聲波信號(hào)的超聲換能，器超聲換能器輸出信號(hào)經(jīng)放大整形電路后由解碼識(shí)別電路解碼，解碼后的信號(hào)經(jīng)放大電路后推動(dòng)一個(gè)控制電路輸出控制信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控裝置，其特征在于解碼識(shí)別電路前設(shè)有帶通濾波電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控裝置，其特征在于解碼識(shí)別電路后設(shè)有限值整定電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3所述的水泥立窯卸料超聲波料位測(cè)控裝置，其特征在于電源電路裝于發(fā)射器或接收器中或獨(dú)立。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水泥立窯卸料超聲波料位控制裝置。包括一個(gè)設(shè)有編碼電路的超聲波發(fā)射器，及一個(gè)設(shè)解碼識(shí)別電路的超聲波接收器，有電源電路為上述發(fā)射器和接收器提供電源，及接收器有控制信號(hào)輸出。發(fā)射器由高頻晶振時(shí)鐘電路、編碼電路、放大整形電路、超聲換能器等組成。接收器由超聲換能器、放大整形電路、解碼識(shí)別電路、放大電路等組成。優(yōu)點(diǎn)對(duì)人身無(wú)傷害、安全可靠、便于推廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用方便、便于維修。
文檔編號(hào)G05D9/00GK2165428SQ93236750
公開(kāi)日1994年5月18日 申請(qǐng)日期1993年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月27日
發(fā)明者陸寶林, 郭富斗, 陸俊華 申請(qǐng)人:陸寶林