专利名称：差敏式料位计的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种涉及测量敞开或密闭无压容器中的粉状、颗粒状及块状固体物料位、液位和液固界面的料位计，主要用于火电厂中制粉系统的煤粉仓的粉位测量。
火电厂中锅炉多采用具有中间煤粉仓的制粉系统，磨煤机研磨出来的煤粉储存在煤粉仓中，通过给粉机供给锅炉燃烧，煤粉仓的粉位高低影响给粉机的运行特性，也即影响锅炉燃烧的稳定性，因此煤粉位的测量是锅炉及其制粉系统运行中必须监视的重要参数之一，目前已有不少用于料位测量的料位计，上海自动化仪表五厂引进美国平迪凯特公司的技术制造的“通用YO－YO探测料位计”包括有一台料位传感器和一台控制显示器，料位传感又分为机械和电气两部分，两部分之间由装配隔板隔开，机械部分由绕线盘、计数轮、惰轮、灵敏杠杆、导套及带刷组成，绕线盘和计数轮通过两根穿过装配隔板的轴跟电气部分的电动机和光盘相连，测量带绕过惰轮和计数轮，穿过导套和带刷伸出机壳，测量锤挂在测量带上，电气部分由电动机、光盘及印刷线路板组成，印刷线路板上有电动机控制电路及计数脉冲发生电路，线路中采用了CMOS技术及光电隔离集成电路的设计，料位传感器受控制显示器的控制，由此可以看出其传感器的结构复杂，造价高，不便于维护检修，由于其设计原理的限制，测量带必须使用编织尼龙绳或302不锈钢丝绳，更主要的是采用力敏杠杆为敏感元件，光电器为计数器，因有触点而不适于在高粉尘环境下运行。
本实用新型的目的在于，改进现有技术中料位传感器采用力敏杠杆为敏感元件，光电器为计数器，有触点不适于高粉尘环境下运行以及结构复杂，不便于维护检修的不足，采用速度差原理设计一种差敏式料位计，包括有控制显示器以及由电动机、减速箱、测量带、测量锤构成的料位传感器。
本实用新型任务的办法是，采用在电动机经减速箱驱动的主轴上，通过轴承和轴承挡板装配有一计数码盘，在计数码盘内，通过垫圈在主轴端处装配有一拨杆，通过螺丝、螺孔固定在计数码盘上的密封挡板将拨杆密封起来，拨杆通过计数码盘内的测量定位销与计数码盘产生的速度差来测量料位。静态时，电动机不转，测量带由于测量锤重力而绷紧，计数码盘内的测量定位销压紧于主轴上的拨杆。
料位传感器中的计数码盘是一盘状圆轮，在计数码盘轴向或者径向装配有至少一个测量定位销，在计数码盘的密封挡板上圆周布置至少8个等间隔的磁铁。料位传感器中的拨杆是通过主轴端处的一径向横槽及横槽轴心处的螺孔固定的。
在料位传感器的底座上，与计数码盘对应着装配有一计数脉冲磁敏电阻。当控制显示器中的微型计算机发出测量锤下降测量指令时，拨杆正向匀速转动，计数码盘由于测量锤的重量，使测量定位销仍然压在拨杆上一起正向转动，相邻两磁铁经过计数脉冲磁敏电阻的时间是相等的，控制显示器中的微型计算机通过计数脉冲磁敏电阻接收到等周期的计数脉冲，当测量锤达到料位停止下降时，测量带松驰，计数码盘迅速减速，由于电动机仍然转动，拨杆脱离了计数码盘内的测量定位销，磁铁经过计数脉冲磁敏电阻的周期变长，控制显示器中的微型计算机检测到计数脉冲周期变长，即知到达料位，发出电动机停转指令，并根据下降时接收到的计数脉冲数量，计算出料位实际高度，超限则报警。
在料位传感器的底座上，测量带的导套处装配有一量程磁敏电阻。当测量完毕时，控制显示器中的微型计算机发出测量锤上升复位指令，电动机驱动拨杆，拨杆拨动测量定位销来带动计数码盘反向转动，直至测量带上的磁铁到达量程磁敏电阻时，控制显示器中的微型计算机接收到磁敏电阻发出的量程脉冲信号而发出电动机停转指令，此时刻测量锤的位置为测量料位的基准。
在料位传感器的装配隔板上装配有一惯性阻尼锤，采用杠杆原理，以计数码盘的测量带槽为支点，用厚度小于测量带槽底宽的阻尼轮作用在计数码盘的测量带槽内。为防止测量带在测量槽内与阻尼轮在测量过程中产生挤压现象，而使计数码盘不能匀速转动造成测量失误，测量带槽采用上宽下窄的梯形凹槽，阻尼轮即可以减缓计数码盘的转动惯性，又可以使测量带整齐地缠绕在测量槽内。
本实用新型由于采用速度差原理，料位传感器无触点，结构简单，拨杆及主轴处于密封状态，所采用的磁敏电阻灵敏度高，稳定性能好，不怕灰尘，适合高粉尘环境下工作，特别是在功能上符合火电厂煤粉粉位测量要求，能及时发现棚粉现象，粉位上下限信号可用于制粉系统自动启停，对于火电厂锅炉二个煤粉仓，可共用一台控制显示器，节省表盘面积，测量带可使用普通的钢带和钢丝绳，降低了造价，并且具有软件及硬件双重保护，在软件保护方面，为防止测量锤下降时失误，由量程计算出允许下降时接收的脉冲数N1，若控制显示器中的微型计算机接收计数脉冲数达到N1时，则强迫电动机停转，并返回上部基准位置；为防止测量完毕时，测量锤上升时失误，由刚测量的料位脉冲数加上少量裕度量，作为上升时允许接收脉冲数N2，上升时，若控制显示器中的微型计算机接收的脉冲数达到了N2时，此刻实际上测量带上的磁铁已经超过了量程磁敏电阻，则强迫电动机停转；在硬件保护方面，如果测量锤上升时，量程磁敏电阻失灵，软件保护也失灵，测量锤仍然上升，则碰撞导套内的活动套管，由活动套管碰撞行程开关来切断电源。
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
图1差敏式料位计原理示意图；图2料位传感器结构主视示意图；图3料位传感器结构俯视示意图；图4料位传感器结构左视示意图；图5料位传感器结构右视示意图；图6计数码盘、拨杆整体结构示意图；图7计数码盘、拨杆整体结构主视示意图；图8计数码盘、拨杆整体结构侧视示意图；图9计数码盘主视图；图10计数码盘侧视图。
见图1所示的料位计是由控制显示器和料位传感器构成的，现有技术已经解决的控制显示器是由微型计算机(采用单片计算机)〔1〕做为中心控制部件，还包括有计数脉冲整形电路〔2〕、量程脉冲整形电路〔3〕、固态继电器〔4、5〕、参数设置用的拨码开关〔6〕和一位米字管及四位数码管组成的显示部件，料位传感器受控制显示器的控制，用户通过拨码开关〔6〕对微型计算机〔1〕进行参数设置后，工作时，微型计算机〔1〕发出正向或反向转动控制脉冲，使固态继电路〔4〕或〔5〕动作来控制料位传感器中的电动机〔7〕的正向转动或反向转动，料位传感器输出的计数脉冲或量程脉冲经整形后反馈给微型计算机〔1〕进行处理，处理的结果通过显示部件来显示，同时微型计算机〔1〕通过固态继电器〔4、5〕再次控制料位传感器。测量带〔9〕上的磁铁〔11〕与测量锤〔10〕之间距离的确定是根据测量锤〔10〕测量料位的基准位置而定的，是本领域工程技术人员熟知的技术。
见图2、图3、图4和图5所示的料位传感器是由电动机(采用220伏交流电源，40瓦的单相异步电动机)〔7〕经减速箱(采用速度比为40／1的蜗轮蜗杆式减速箱)〔8〕驱动主轴〔12〕，在装配隔板〔13〕的另一侧的主轴〔12〕上装配有一计数码盘〔14〕，计数码盘〔14〕上的测量带槽〔15〕内缠绕着测量带(采用普通钢带或者钢丝绳)〔9〕，测量带〔9〕经导套〔16〕伸出底座〔17〕，端处连接一测量锤〔10〕，在底座〔17〕上与计数码盘〔14〕对应着装配有一计数脉冲磁敏电阻〔18〕，在导套〔16〕处装配有一量程磁敏电阻〔19〕，均采用RCMO1型强磁性金属薄膜磁敏电阻，在装配隔板〔13〕上有一惯性阻尼锤〔20〕，采用杠杆原理，杠杆一端为惯性阻尼锤(可采用45＃钢板加工制成)〔20〕，另一端带有一轴孔装配在装配隔板上的轴杆〔21〕上，以计数码盘〔14〕为支点，用一厚度小于测量带槽〔15〕底宽的阻尼轮〔22〕作用在计数码盘的测量槽〔15〕内，阻尼轮〔22〕即可减缓计数码盘〔14〕的转动惯性，又可以使测量带〔9〕整齐地缠绕在测量槽〔15〕内。
见图6、图7、图8，在电动机〔7〕经减速箱〔8〕驱动的主轴〔12〕上，通过轴承〔23〕和轴承挡板〔24〕装配有一计数码盘〔14〕，在计数码盘〔14〕内，通过垫圈〔25〕在主轴〔12〕端处装配有一拨杆〔26〕，在计数码盘〔14〕上通过螺孔〔27〕固守有一密封挡板〔28〕将拨杆〔26〕密封超来，拨杆〔26〕通过计数码盘〔14〕内的测量定位销〔29〕与计数码盘〔14〕产生的速度差来测量料位，计数码盘〔14〕内轴向(或者径向顶丝的方式)安装有一个测量定位销〔29〕，在计数码盘〔14〕的密封挡板〔28〕上圆周布置12个等间隔的磁铁〔30〕，拨杆〔26〕是通过主轴〔12〕端处的一径向横槽及横槽中轴心处的螺孔〔31〕固定的。
见图9和图10所示的计数码盘〔14〕是一盘状圆轮，边缘处有一上宽下窄的梯形凹槽为测量槽〔15〕，计数码盘〔14〕采用铸铁(或者铸铝、硬质耐磨塑料)加工制成，计数码盘上的四个等间隔螺孔〔27〕是用于固定密封挡板〔28〕的，在计数码盘〔14〕内的四个等间隔螺孔〔32〕是用于固定轴承挡板〔24〕的。
权利要求1.一种涉及测量敞开或密闭无压容器中的粉状、颗粒状及块状固体物料位、液位和液固界面的料位计，包括有控制显示器以及由电动机[7]、减速箱[8]、测量带[9]、测量锤[10]构成的料位传感器，其特征在于在电动机[7]经减速箱[8]驱动的主轴[12]上，通过轴承[23]和轴承挡板[24]装配有一计数码盘[14]，在计数码盘[14]内，通过垫圈[25]在主轴[12]端处装配有一拨杆[26]，通过螺丝、螺孔[27]固定在计数码盘[14]上的密封挡板[28]将拨杆[26]密封起来，拨杆[26]通过计数码盘[14]内的测量定位销[29]与计数码盘[14]产生的速度差来测量料位。
2.根据权利要求1所述的料位计，其特征在于料位传感器中的计数码盘〔14〕是一盘状圆轮，在计数码盘〔14〕轴向或者径向装配有至少一个测量定位销〔29〕，在计数码盘〔14〕的密封挡板〔28〕上圆周布置至少8个等间隔的磁铁〔30〕。
3.根据权利要求1所述的料位计，其特征在于料位传感器中的拨杆〔26〕是通过主轴〔12〕端处的一径向横槽及横槽轴心处的螺孔〔31〕固定的。
4.根据权利要求1所述的料位计，其特征在于料位传感器的底座〔17〕上，与计数码盘〔14〕对应着装配有一磁敏电阻〔18〕，在导套〔16〕处装配有一磁敏电阻〔19〕，分别用于测量计数脉冲和量程脉冲。
5.根据权利要求1所述的料位计，其特征在于料位传感器的装配隔板〔13〕上装配有一惯性阻尼锤〔20〕，采用杠杆原理，以计数码盘〔14〕的测量带槽〔15〕为支点，用厚度小于测量带槽〔15〕底宽的阻尼轮〔22〕作用在计数码盘〔14〕的测量带槽〔15〕内。
专利摘要差敏式料位计涉及一种测量敞开或密闭无压容器中的粉状、颗粒状及块状固体物料位、液位和液固界面的料位计。采用拨杆与计数码盘速度差，磁铁和磁敏电阻来测量料位，解决了现有技术中以力敏杠杆为敏感元件，以光电器为计数器，有触点，结构复杂，不适于高粉尘环境下运行的问题，特别适用于火电厂制粉系统的煤粉仓的粉位测量，具有在料位传感器中无触点，磁敏电阻不怕灰尘，结构简单，造价低，便于维护检修的特点。
文档编号G01F23/26GK2073580SQ9021878
公开日1991年3月20日 申请日期1990年8月29日 优先权日1990年8月29日
发明者张玉铎, 郎泉江, 张茂川 申请人:东北电力学院