[发明专利]一种焚烧料斗内的料位检测系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于环保设备领域，具体涉及一种焚烧料斗内的料位检测系统及其使用方法。

背景技术

容器内的料位的检测已有许多成熟的现有技术，如雷达、超声波、激光、电容、堵转、重锤、放射线等，但大抵都用于固体颗粒或液体的料位检测。根据目前的市场统计，上述检测技术的测量结果普遍不准确。

利用电磁波或超声波检测原理的物料，大多表面都需要有一个致密的反射面。而有许多物体，比如植物茎干、垃圾等疏松不均匀料，料表面不具备致密的反射面，入波在最高层的物料表面有反射，没有被最高层阻挡的继续下行，碰到低一点的物料表面，又被反射回来部分，这部分反射波的部分会被最高层的物料阻挡，反射不回去。越到下层，反射波越容易被阻挡。因此，只有靠近物料表面的垃圾才能以不高的反射率反射回一些回波。由于物料的不均匀性，同样的料高，反射波的变化会很大，这将大大降低检测的可靠性，导致无法依据反射波的强度准确的测量料位。

在垃圾焚烧场，焚烧炉加料口的料位高低应保持相对稳定，过低会引起炉火从料斗窜出，引发事故。过高可能引起堵料。在焚烧炉自动加料模式时，加料口的料位检测控制尤为重要，直接关系到自动加料能否实现或系统的安全、顺行。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种焚烧料斗内的料位检测系统及其使用方法，该检测系统通过测量金属材质的料斗内壁的遮挡状态进而计算出料斗内的料位，解决了低反射性物料反射波强度难以确定的问题。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种焚烧料斗内的料位检测系统，所述料位检测系统包括料斗以及料位检测探头；所述料斗为尖端向下的漏斗形容器，其顶部设置有开口；所述料斗的料斗内壁为金属；所述料位检测探头设置在所述料斗的斜上方，所述料位检测探头朝向所述料斗的料斗内壁；所述料位检测探头用于向所述料斗的内壁发射信号波束，并根据所述料斗内壁的反射波束的信号强度确定所述料斗内的料位。

所述料位检测探头发出的波束发射方向与所述料斗内壁垂直，其角度正负偏差≤30°。

所述料斗用于容纳低反射性物料。

所述料位检测探头包括波束发射模块以及反射波束接收模组；所述反射波束接收模组包括依次连接的波束信号转换模块、窗口滤波模块、以及反射波束强度测量模块；所述窗口滤波模块用于滤除过早或过晚接收到的所述反射波束。

所述波束发射模块为超声波发射模块，所述波束信号转换模块为超声波接收器；所述波束发射模块与所述窗口滤波模块之间通过时钟信号同步。

所述波束发射模块为无线电波发射模块；所述波束发射模块将其发射的无线电波输出至所述窗口滤波模块，以便所述窗口滤波模块与所述波束发射模块进行同步。

一种焚烧料斗内的料位检测系统的使用方法，所述方法包括以下步骤：将料位检测探头安装至料斗的斜上方；标定所述窗口滤波模块的开启时间和关闭时间；每隔预定时间使用所述料位检测探头检测所述料斗内的料位。

标定所述窗口滤波模块的开启时间和关闭时间包括以下步骤：根据所述信号波束的传播速度、所述料斗内壁的形状尺寸以及所述料位检测探头与所述料斗内壁之间的距离计算所述信号波束从所述料位检测探头至所述料斗内壁之间的最大传播时间以及最小传播时间；将最大传播时间的两倍作为所述窗口滤波模块的关闭时间，将所述最小传播时间的两倍作为所述窗口滤波模块的开启时间。

使用所述料位检测探头检测所述料斗内的料位具体包括以下步骤：所述料位检测探头的波束发射模块向所述料斗内壁发射所述信号波束，所述信号波束经过料斗内壁以及所述料斗内的所述低反射性物料的反射后形成所述反射波束；波束信号转换模块将所述反射波束转换为电信号，并传输至所述窗口滤波模块；所述窗口滤波模块对所述反射波束的电信号进行滤波，并将滤波后的电信号传输至反射波束强度测量模块；所述反射波束强度测量模块根据滤波后的电信号测量所述反射波束的强度，并根据所述反射波束的强度确定所述料斗内的料位。

本发明的优点是，与生活垃圾、植物茎秆等低反射性物料不同，金属材质的料斗内壁对于信号波束具有较强且稳定的反射率；通过探测料斗内壁的遮挡情况进而探测料斗内的料位，可以避免低反射性物料反射率微弱且不稳定导致的测量误差。

附图说明

图1为本发明焚烧料斗内的料位检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例1中料位检测探头的结构框图；

图3为本发明实施例2中料位检测探头的结构框图。

具体实施方式