专利名称：水泥立窑卸料超声波料位测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及输送技术的运输或贮存装置，是一种输送装置中的控制装置，具体地说，是由供给、输送、或卸出的物件或物料操纵的控制装置。
使用超声波技术制成的各种探测仪器非常多，但未见将超声波用于水泥窑底卸料料位测控及相似条件下其它行业块状物料料位控制。这是由于窑底沿着倾斜钢铁输送管落下的块状物料常常带着200－300℃的高温倾泻而下，在这种情况下，物料与物料之间，物料与管壁之间相互摩擦，也产生超声波，另外，水泥厂的生产环境也产生一定的超声波，这些超声波都有可能被起测控作用的超声波接收器所接收，从而使之产生误动作，因而目前仍无将超声波用于该方面的成功实例。目前用于水泥窑底卸料料位测控的方法主要有两种一种是人工测控，另一种是γ射线料位仪。
水泥立窑窑底料封卸料并不是连续不断进行的，而是要等到上面落下的物料积累到一定程度时，窑底料封卸料机才启动卸料。卸料后料粒下降到一定位置，卸料设备则停止工作。再次卸料，周而复始，不断循环。最初，卸料机的开停是完全靠工人敲击铁质输送管壁测知料位情况来决定的，这样做费时费工，工人劳动条件差，而且准确程度差，难以保证卸料设备的适时开停，因而常常造成料封封不住而跑风污染环境，或者物料堵塞不能及时卸料，影响台时产量，延误生产，浪费能源。目前有一种利用低活度放射线物质Cs137发出的γ射线的强度穿透性而研制出的γ射线料位仪。装有放射性物质Cs137的放射源是该设备不可缺少的重要组成部分。Cs137是继钴×××之后重新选择的一种低活度放射元素，该元素半衰期30年，活度为0.2－0.4mci射线，每个放射源有放射物质0.2－0.4毫居。由于放射线的不可见性，常常使得工人不敢操作或盲目操作，加上管理上的问题，常常造成严重的环境污染和人身伤害。因而γ射线料位仪难于推广。
本实用新型的目的是提供一种适用于高温高噪声非连续卸料条件下的料位测检，对环境无污染，结构简单，运行可靠、测检精度高的水泥立窑卸料超声波料位测控装置。
本实用新型的技术解决方案是一种水泥立窑卸料超声波料位测控装置，其与现有技术的不同之处是包括一个设有编码电路的超声波发射器，及一个设有解码识别电路的超声波接收器；有电源电路为上述发射器和接收器提供电源，接收器的控制信号输出。
本实用新型中的超声波发射器中有一个高频振时钟电路，由高频晶振时钟电路产生的高频超声信号经编码电路编码后，再经整形放大电路送入超声换能器，超声换能器输出带密码的超声波信号，一个电源电路为上述电路提供电能。当然，超声波发射器也可采用其他合适的带编码电路的结构形式。
本实用新型中的编码电路前设有分频电路。当然，也可不设或设其他合适电路。
本实用新型中的超声波接收器中有一个接受超声波信号的超声换能器，超声换能器输出信号经放大整形电路后由解码识另电路解码，解码后的信号经放大电路后推动一个控制电路输出控制信号。当然，超声波接收电路也可采用其他合适的带解码识别电路的结构形式。
本实用新型中的解码识别电路前设有带通滤波电路。当然，在合适情况下也可不设带通滤波电路或设其他合适电路。
本实用新型中的解码识别电路后设有限值整定电路。当然，在合适情况下也可不设限值整定电路或设其他合适电路。
本实用新型中的限值整定电路前还设有检波电路构成RC积分电路。当然，在合适情况下也可不设检波电路或设其他合适电路。
本实用新型的优点是由于采用了超声波作为检测手段，避免了放射线料位检测装置产生的环境污染和人身伤害，安全可靠，便于推广。利用超声波检测，还减少了检测装置的元器件数量，降低了造价。采用了切实有效的防干扰设计，如提高频率、编码等，使得检测过程中能有效地排除干扰，基本滤除高温环境下物料摩擦所产生超声波以及周围环境中的超声波，为高温固体物料的料位控制开辟了新途径，还可适用于相似条件下的其他行业的料位等检测控制。安装容易、稳固简便、便于维修。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型中所采用的一种超声波发射器的电路结构图。
图2为本实用新型中所采用的一种超声波接收器的电路结构图。
图3为本实用新型中所采用的一种电源电路结构图。
图1、图2、图3联合构成了本实用新型的一个实施例。图1所描述的发射器电路中，包括六反相器IC1(74LS04)、双四位二进制计数器IC2(74LS393)、四2输入正与门IC3(74LS08)、12位编码器IC4(YYH26)、四2输入正与非门IC5(74LS)晶振XT(市售)、超声换能器PZT1(市售)、发射变压器B1、电阻R21、R22、R23、R24、R25，电容C11、二极管D、三极管BG10(3DA)等。其基本原理是先通过由集成电路和晶振为主要元件组成的高频晶振时钟电路取得一个高频率的振荡信号(频率在3－10MHZ之间设定)。最大限度地减小误差、提高精度。然后通过由两个数字电路构成的分频电路从高频晶振时钟电路产生的高频振荡信号中分检出符合要求的高频(超声)信号(大于40KHZ、小于500KHZ之间选择)，再通过编码电路将处理后的高频信号编制成密码信号。这个带有密码的高频信号再经过功放电路放大后，送入发射变送器，最后经超声换能器将大功率带密码高频信号转换成超声波发射出去。
图2所描述的接收器电路中，包括六反相器IC(74LS04)、数字译码器IC12(YYH28)、运算放大器IC3(LF353)、超声换能器PZT2(市售)、带通滤波器LB、固体继电器K、三极管BG1、BG2、二极管D1、D2、D3、电位器W1、W2、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、电容C1、C2、C3、C4、C5等。其基本原理是通过超声波换能器将接收到的超声波(由前述发射器发送来的)转换成高频信号，经高增益的微放大电路放大后，经放大整形电路进一步放大整形，由带通滤波电路对整形后的高频信号洁滤，将频带之外的干扰信号初步去除，高频信号通过带通滤波器后再进入解码识别电路进行密码解译确认，彻底去除干扰信号，确保将检得的料位信号准确反应出来。放大检波积分电路再将信号放大处理后，送入限值整定电路整定被介质阻抗的上、下限，最后经功放电路进行功率放大后输出开关量信号控制卸料机。
当物料积累到一定程度时，由于发射超声波的换能器与接受超声波的换能器定相对固定在输送管外壁两侧的，因而超声波就会被挡住。反之超声就会畅通无阻。超声波透过的有无或强弱，通过接收器转换成一定的开关量，进而控制卸料电机的启停，达到检测控制料位的目的。
图3描述了电源电路包括整流桥堆QL1(QL51－0.5A)、QL2(QL51C－0.5A)、三端稳压器LM(7805)、电源变压器B2、保险丝RD、电容C12、C13、C14、C15等。其原理可参见现有技术、这里不再描述。
电源电路也可装在发射器中，而同时供给接收器所需电源。当然，反之亦可。或者使之独立，同时向发射器和接收器提供所需电源。
权利要求1.一种水泥立窑卸料超声波料位测控制装置，其特征在于包括一个设备编码电路的超声波发射器及一个设有解码识别电路的超声波接收器，有电源电路为上述发射器和接收器提供电源，接收器有控制信号输出。
2.根据权利要求1所述的水泥立窑卸料超声波料位测控装置，其特征在于超声波发射器中有一个高频晶振时钟电路，由高频晶振时钟电路产生的高频超声信号经编码电路编码后，再经整形放大电路送入超声换能器，超声换能器输出带密码的超声波信号，一个电源电路为上述电路提供电能。
3.根据权利要求2所述的水泥立窑卸料超声波料位测控装置，其特征在于编码电路前设有分频电路。
4.根据权利要求1或2、3所述的水泥立窑卸料超声波料位测控装置，其特征在于超声波接收器中有一个接受超声波信号的超声换能，器超声换能器输出信号经放大整形电路后由解码识别电路解码，解码后的信号经放大电路后推动一个控制电路输出控制信号。
5.根据权利要求4所述的水泥立窑卸料超声波料位测控装置，其特征在于解码识别电路前设有带通滤波电路。
6.根据权利要求4所述的水泥立窑卸料超声波料位测控装置，其特征在于解码识别电路后设有限值整定电路。
7.根据权利要求1或2、3所述的水泥立窑卸料超声波料位测控装置，其特征在于电源电路装于发射器或接收器中或独立。
专利摘要本实用新型公开了一种水泥立窑卸料超声波料位控制装置。包括一个设有编码电路的超声波发射器，及一个设解码识别电路的超声波接收器，有电源电路为上述发射器和接收器提供电源，及接收器有控制信号输出。发射器由高频晶振时钟电路、编码电路、放大整形电路、超声换能器等组成。接收器由超声换能器、放大整形电路、解码识别电路、放大电路等组成。优点对人身无伤害、安全可靠、便于推广、结构简单、成本低、使用方便、便于维修。
文档编号G05D9/00GK2165428SQ93236750
公开日1994年5月18日 申请日期1993年4月27日 优先权日1993年4月27日
发明者陆宝林, 郭富斗, 陆俊华 申请人:陆宝林