[实用新型]重锤式物位测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，特别是一种用于测量物位高度的重锤式物位测量系统。

背景技术

造纸木片仓、水泥储料罐、粮仓中的物料因其料位面起伏不平，料位较高，如木片仓料位高度通常在40～60m，使料位测量较难。超声物位测量依赖于声脉冲回波幅度，若回波信号不良，则难以实现准确测量。电容式物位测量仪表，通常用于导电介质的物位测量，然而木片仓中的木片不均，介电常数不一致，导致测量的影响因素较多，利用电容式物位仪表进行测量效果不佳。基于荷重传感器的料仓物位测量装置，在料仓相对独立时效果较好，但料仓与其他设备有连接时，则对测量结果影响较大。如造纸厂中的木片仓原采用荷重传感器测量料位，在底部设有应变片传感器，但由于木片仓后来装有螺旋输送装置，且有很多管道相连，导致测量误差加大，无法使用。以往操作人员通常采用重锤，人工在木片仓顶部探测物位，劳动强度高，效率低，且不便于自动控制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于木片、粉末或块状的料位检测与控制，自动化程度高的重锤式物位测量系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了一种重锤式物位测量系统，包括机械部分和微处理器测量部分；机械部分由电机、旋转编码器、绕线机构、滑轮和重锤组成，旋转编码器与电机连接，电机连接绕线机构控制绕线机构转动，重锤通过线绳与绕线机构连接，线绳穿过滑轮缠绕在绕线机构上；微处理器测量部分由微处理器单元、测重传感器组成，测重传感器与滑轮通过线绳连接，测重传感器及旋转编码器与微处理单元之间、微处理单元和电机之间通过信号线连接。

作为优选，所述电机为同步电机。

本实用新型具有的有益效果：该重锤式物位测量系统采用嵌入式混合信号微处理器，实现了对料位的自动化测量，简化了外围电路设计，使测量系统具有较好的性价比。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1、电机；2、旋转编码器；3、绕线机构；4、滑轮；5、重锤；6、侧重传感器；7、微处理单元；8、线绳；9、信号线；10、行程开关。 

具体实施方式

    如图1所示为一种重锤式物位测量系统，包括机械部分和微处理器测量部分；所述机械部分由电机1、旋转编码器2、绕线机构3、滑轮4和重锤5组成，所述旋转编码器2与电机1连接，电机1连接绕线机构3控制绕线机构3转动，重锤5通过线绳8与绕线机构3连接，线绳8穿过滑轮4缠绕在绕线机构3上；微处理器测量部分由微处理器单元7、测重传感器6组成，测重传感器6与滑轮4通过线绳8连接，所述测重传感器6及旋转编码器2与微处理单元7之间、微处理单元7和电机1之间通过信号线9连接。

测量时，重锤5在料仓顶部行程开关10处，在微处理器7控制下，由电机1驱动做周期性的上下往复运动。重锤5下降时，微处理器7检测测重传感器6输出线绳8张力信号大小，并记录旋转编码器2脉冲的数量，当张力传感器信号由大到小，超过规定阀值时，记下脉冲的总数，根据脉冲当量，即可计算出料位的高度。然后电机1反转，重锤5重新升至料仓顶部行程开关10原点处，至下次循环测量周期。

该重锤式物位测量系统中电机1采用同步电机，同步电机与步进电机相比，结构简单，价格低廉，不需要专用的驱动器，与旋转编码器2结合起来可以满足系统测量要求。

该重锤式物位测量系统有以下输入量：测重传感器的线绳张力信号，模拟量；行程开关触点信号，开关量；旋转编码器的Z、A脉冲和方向判别信号，开关量。输出量为同步电机驱动控制信号，开关量。另外测量系统采用三线串行接口DM12864M图形点阵液晶，显示料位高低、线绳张力、工作状态及出错报警信息。

该测量系统采用C8051F350作为微处理器，C8051F350是完全集成的混合信号片上系统型MPU，其带有24位模数转换器，包含可编程增益放大器和抽取滤波器，在较强干扰的工作环境，其A/D仍可精确地进行转换，省却了片外A/D转换器，简化了外围电路，降低产品成本。

该测量系统采用的测重传感器称重范围为50N，DC 4～20mA输出。由于测重传感器与定滑轮相连，则其感受的线绳的张力为重锤质量的两倍。工作时重锤由同步电机带动，匀速上升下降；当重锤接触物料，其重量被物料支撑，测重传感器此时仅受线绳重量，因而很容易判别重锤是否接触料位位面。