[实用新型]多点自动监测激光料位计

说明书

技术领域

本实用新型属于物料监测设备技术领域，特别是一种料仓使用的多点自动监测激光料位计。

背景技术

目前，激光料位计广泛应用于采矿、化工、制药、食品、造纸、塑料等行业，对于平坦的物料表面检测一般较为准确。由于现有激光料位计均采用固定位置单点监测的方式，对于特殊状态的物料表面如图2、图3、图4所示的情况，或者在不断地装料和排料，使得料面形状经常变化，料位忽高忽低，就无法实现对料位的高精度测量，这就给配料带来了一定的困难。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种能够在同一个料仓物料上方对5个点进行在线监测，其结果由计算机屏幕实时显示的装置。

本实用新型的技术方案是：该实用新型在料仓顶部安有带滑道的支架，激光器的监测头垂直于料仓横截面，激光器的驱动轮置于支架滑道上并通过精密传动装置与步进电机传动轴相连，步进电机的机座与支架固定为一体，步进电机的控制电缆线和激光器的数据线均连接到PLC配电柜，PLC配电柜连接计算机。

本实用新型的有益效果：本实用新型由步进电机通过精密传动装置驱动激光器，测量时激光束在物料上表面移动连续检测5个点，通过PLC程序确认料位面的形状，再通过计算求出一个精确的料位值，从而计算出料仓的料位和消耗原料的数值。该机具有检测精确、显示直观、结构简单、安装方便、易于联网控制以及物美价廉的特点。

附图说明

附图1是本实用新型结构示意图。

附图2是料仓内物料表面凸起状态示意图。

附图3是料仓内物料表面倾斜状态示意图。

附图4是料仓内物料表面凹陷状态示意图。

附图5是料仓内激光监测点分布示意图。

具体实施方式

在料仓6顶部选定一个不影响进料的空间安装激光器2并尽量靠近仓顶中心，将激光器2转轴调整为水平状态，并使激光器2的监测头垂直于料仓横截面。激光器2的参数为：

红外波长：905nm

光束发散度：0.28°

工作温度：-40℃—150℃

电源：24V DC

功率：36Wmax

输出：15读数/秒 数字量：RS232C 4—20mA

在料仓6顶上固定支架1，再固定精密传动装置3，精密传动装置3要求正反转均自如，不能出现死点和松动。然后固定步进电机4，步进电机4调好后，再将步进电机4的机座5固定到支架1上去。组装完毕后，将激光器2和步进电机4手动点通电试运行，正常无误后，将所有的固定架紧固一遍，再手点动通电试运行一次即可。步进电机4的控制电缆线和激光器2的数据线通过G1”钢管安装线连接到PLC配电柜8，PLC配电柜8以及计算机9均安装在控制室内，按国家有关电气标准安装即可。步进电机4 选步进角1.8°，步进电机4的控制电缆线和激光器2的数据线共同使用一条电缆线，型号为BVRP型。

监测方法如下：

1、在料位7最低时或无料时，选好五条激光束能达到的点，在一个直径方向选                                                点和点使其离原料仓壁距0.5—1m即可，其他点均布。通过转动步进电机4对选取的5个点进行连续监测，检测点的布置如图5所示。

2、根据5个点的料位数据确定料位7形状。

3、根据料位7形状确定计算公式程序。

（1）监测I-V5个点的数据，如果数值接近可以判断为标准料面，则料位的高度为

   

（2）如果数据成渐增状态或递减状态，可以判断为倾斜料面，计算料位的高度同（1）；

（3）如果数据呈现出凸起状态，可以判断为凸型料面，V=1/3πr²h,h=h_Ⅲ-h_I（V：料堆体积，h：凸型料面顶端到底面的高度，r:料仓的内半径，h_Ⅲ:凸型料面顶部的料位，h_I:凸型料面底部的料位）,则凸型料堆的平均高度为V/πr²=1/3h,凸型料面的料位为；

（4）如果数据呈现出凹型料面，凹型料堆的平均高度为2/3h=2/3（h_I-h_Ⅲ），凹型料面的料位为，通过PLC编程计算即可在显示器上将料位数据直接显示出来。

本实用新型对经常变化的料面能在线、实时监测，检测的精度提高到mm级，对指导生产、优化配料工艺起到了至关重要的作用，准确的物料数据读数在显示器上直接显示出来，使岗位操作工不用经常去料仓现场观察料面情况和估计料位显示的误差。