电磁波节点料位计的制作方法

文档序号:10420946阅读:568来源:国知局
电磁波节点料位计的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及料位计领域,特别涉及一种电磁波节点料位计。
【背景技术】
[0002]在电力、冶金、化工、矿业等工农业领域,由于自动化控制与安全监测的需要,要对容器内、设备中的固态物料的高度、位置、数量进行检测与监控。
[0003]目前的料位检测装置主要分料位开关和连续监控的料位计。料位开关主要以接触式为主,主要有射频导纳料位开关、电容料位开关、音叉式料位开关、阻旋式料位开关等,连续监控的料位计主要有雷达料位计、超声波料位计、重锤料位计、电容式料位计、激光料位计、导波雷达料位计等。射频导纳料位计开关和电容式料位计开关在实际工作中,由于挂料的影响容易产生误报,同时由于探杆一般比较长,容易被物料损坏,平时维护量大;音叉式料位开关、阻旋式料位开关等机械式料位开关,有比较多的机械机构方面的要求,同时由于长时间工作容易产生机械疲劳与故障,使用寿命一般都不是很长;目前的非接触式料位计,如雷达、超声波和激光料位计对测量的环境和安装有非常高的要求,当测量空间环境中粉尘比较大时,很难准确测量,而且平时使用时维护量也比较大;导波雷达和电容式料位计由于导杆或者导绳上挂料,会出现比较严重的误报情况,平时维护料也比较大;重锤料位计在实际测量中,由于原理与结构特点容易出现埋锤、断锤等故障。
[0004]通过发送电磁波进行测量的料位计除依据发射与接收时间差计算距离的雷达料位计以及依据电磁波频率相对变化的多普勒效应的雷达料位计外,还有微波料位开关,微波料位开关利用一个发射器件与一个接收器件之间构成一个电磁波通道,当物料接近这个通道时,连接电磁波接收器件的运算处理部件根据电磁波信号强度,或者是否接收到电磁波信号,判断物料是否达到测量位置,并将判断结果以开关量形式输出。微波料位开关发射部分与接收部分是独立的部件,发射部件只受到发射器件内部电路的控制,不受运算处理部件的控制。微波料位开关只是根据一个发射-接收通道的数据判断一个点的料位信息。多组微波在同一测量空间时,由于相互的干扰,很难进行准确测量。目前国内与微波料位开关相关的专利如:国内专利号CN201220255937.X的专利“一种非接触式检测料仓料位的电磁波开关”是一个典型的微波料位开关,利用电磁波可以穿透某些物质的特定,将天线和被测物料隔离。国内专利CN201420013939.7 “一种高压辊磨机微波料位检测装置”、国内专利CN201320892134X“一种垃圾料斗微波料位计安装结构”,其实都是以微波料位开关为基础,在一些具体设备上的一种应用,利用多组独立的微波料位开关结合具体设备的具体运作,其料位测量基础仍然是单个完整的微波料位开关,都是在用户端(PLC或者DCS)对微波料位开关提供的已有料位信号的一种后续运用,需要用户自己进行编辑、编程,要求用户必须具备较高的专业技能水平。
[0005]但是,在实际运用中,特别是用于测量容器内物料料位的运用中,由于误报频繁、可靠性差、维护量大、定位复杂等原因导致微波料位开关并没有被真正广泛使用,主要原因如下:
[0006]1、无法长期可靠使用,误报频繁。由于测量环境以及被测物料的实际构成通常是不断变化,不是很稳定,水分、温度、密度、物料构成、空间扬尘浓度等都严重影响整个测量空间的介电特性,导致测量结果出现严重的偏差,被测物料的堆砌形状也会导致测量结果偏差很大,结果误报频繁。
[0007]2、由于发射天线和接收天线采用的是定向天线,对于安装位置与天线指向要求高;使用过程的振动或者天线指向的改变,导致报警错误。
[0008]3、由于电磁波发射单元自身元件问题,出现发射功率偏差,出现测量误差或错误;
[0009]4、由于电磁波接收单元自身问题,出现接收强度的计算偏差;
[0010]5、由于实际使用时环境中水分等因素的影响,导致天线极向发生变化,引起测量偏差;
[0011]6、很难区分天线挂料还是满料,引起误报;
[0012]7、很难把握电磁波发射波长和功率;
[0013]8、对于有料状态和无料状态识别难度大,区分度小;
[0014]9、应对环境电磁干扰能力差;
[0015]10、定向放射单元损坏时测量系统无法发觉,容易出现测量误差;
[0016]11、只能用于测量某个点是否有料位,无法检测整体料位的变化;
[0017]12、只能提供一个有无的开关信号,应用范围小。
[0018]13、发射部分不受运算处理部件的控制,需要人为频繁调整发射功率等参数;如果环境介电特性变化大时,会频繁误报。
[0019]14、多组微波料位开关在同一测量空间运用时,电磁波波信号相互影响,影响测量结果准确性。
[0020]15、多组微波料位开关同时使用,成本高昂。
[0021]16、只能计算出单点料位信息,无法通过综合计算获得单点外的料位信息和平面图或者立体图形。
【实用新型内容】
[0022]实用新型目的:针对现有技术中存在的问题,本实用新型提供一种电磁波节点料位计,充分利用电磁波穿过物料时以及电磁波在物料分界面因反射或者折射时所引起的显著的电磁波强度差异,特别是通过多点数据以及多点数据的校验或者比较分析,通过数据模型的综合运算,获得可靠、准确、丰富、精度可控的料位数据;该料位计测量可靠性高,测量数据准确、可靠,测量精度高并可控;能够适应多种恶劣的工况环境,适用于各种物料状态,抗干扰能力强,维护量小,现场配置方便,无机械动作部件使用寿命长;不仅能够呈现出物料的点状数据,还可以呈现出整体物料的剖面图或三维立体图;还能够测量分层混合物料中各层物料的料位信息。
[0023]技术方案:本实用新型提供了一种电磁波节点料位计,包括至少三个天线、至少一个电磁波发射部件、至少一个电磁波接收部件、运算处理部件、信号输出部件和显示部件;所述三个天线中至少有一个为与所述电磁波发射部件相连的发射天线,其余为与所述电磁波接收部件相连的接收天线;所述电磁波接收部件、所述信号输出部件以及所述显示部件均与所述运算处理部件连接;所述发射天线和所述接收天线分别固定在待测物料所在待测空间内的不同位置处,且所述发射天线与所述接收天线构成至少两组发射-接收通道;所述电磁波接收部件接收各所述发射-接收通道中的电磁波信号并将各所述电磁波信号发送给所述运算处理部件;所述运算处理部件将各所述电磁波信号处理成各所述发射-接收通道的电磁波信号强度相关数据后,通过特定的数学模型和/或特定的应用程序将各所述电磁波信号强度相关数据以及所述发射天线和/或所述接收天线在所述测量空间内的位置信息综合运算处理成物料料位信息,并将所述物料料位信息传输给所述信号输出部件和所述显示部件;所述信号输出部件将所述物料料位信息信号输出,所述显示部件将所述物料料位信息显示给用户。
[O O 2 4 ]本实用新型还提供了一种电磁波节点料位计,包括至少三个天线、至少一个电磁波发射部件、至少一个电磁波接收部件、运算处理部件、信号输出部件和显示部件;所述三个天线中至少有一个为与所述电磁波发射部件相连的发射天线,其余为与所述电磁波接收部件相连的接收天线;所述电磁波接收部件、所述信号输出部件以及所述显示部件均与所述运算处理部件连接;所述发射天线和所述接收天线分别固定在待测物料所在测量空间内的不同位置处,且所述发射天线与所述接收天线构成至少两组发射-接收通道;所述电磁波接收部件接收各所述发射-接收通道中的电磁波信号并将各所述电磁波信发送给所述运算处理部件;所述运算处理部件将各所述电磁波信号分别处理成所述发射-接收通道的电磁波信
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