一种用于颗粒或块状物料料位检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种能对颗粒或块状物料的料位进行检测的装置。

背景技术：

在工业自动化控制领域，对料位的检测已经有很多方法和装置。按照检测原理分类，主要有以下几种类型：（1） 利用机械原理检测料位的装置：典型代表之一是重锤式料位计，它是通过测量系在钢丝绳的重锤下降距离检测料位的；优点是能够直接测量、简单准确，且不受测量环境存在的粉尘影响，缺点是易发生掉锤头、断绳故障，且不适宜测量高温物料的料位。典型代表之二是阻旋式料位开关，原理是通过检测插入料仓内旋转叶片的开停检测料位，即当物料料位在料位开关叶片以下时，叶片转动不受影响，料位开关不会发出料位信号；当物料料位在料位开关叶片以上时，料位开关叶片被物料埋住，叶片转动受到物料的阻碍而停止，发出料位信号，优点是结构简单，测量常温物料的料位稳定可靠，缺点是在检测高温物料时，机械装置进入粉尘后，叶片容易卡阻，不能转动，误报信号。（2）利用各种电信号检测料位的装置：常见的是电容式料位计，它的原理是通过检测插入料仓的电极与料仓壁之间的电容变化来检测料位变化的。优点是技术成熟，价格较低，它的缺点是探头挂料后容易造成误动作，而且不适宜测量高温物料。再就是导纳式料位计，它的原理是通过安装在料仓中的传感器测量导纳的变化来检测料位变化。优点是不怕粘料、挂料，稳定性好，缺点是对测量介质的介电常数要求比较高，且不适宜测量高温物料。其它如超声波料位计、雷达料位计、激光料位计等，它们的原理都是利用回波测距原理来检测料位的，优点是探头不直接与物料接触，可以连续测量料位，缺点是不适宜在恶劣工况下工作，当测量环境粉尘量大时，测量结果误差太大；当测量高温物料时，需要专门的冷却装置和冷却介质，运行成本较高。（3）专利号CN201130045Y提供了一种气压压差式料位仪，它的原理是通过检测输出气管内的气压变化检测物料料位，即当物料料位在输出气管以下时，输出气管内的气流不受物料的阻碍，压力较小，不发出料位信号；当物料料位在输出气管以上时，物料将输出气管埋住，输出气管内的气流受到物料阻碍，气压压差突然增大，发出料位信号，这种料位装置主要用于粉状物料的料位检测；它的优点是不受粉尘等恶劣环境介质的影响，缺点是只能测粉状物料，不能检测颗粒或块状物料的料位，也不能在高温环境下使用。

综上所述，利用机械原理检测料位的方法与装置，机械故障几率高，不适用高温物料的料位检测；利用电信号原理检测料位的方法与装置易受粉尘、挂料等因素干扰，造成信号波动或测量不准确，并且也不适用高温物料的料位检测；专利号CN201130045Y提供的利用气压变化进行料位检测的方法与装置，虽然能在高粉尘的恶劣环境下工作，但是只能在常温条件下用于检测粉状物料料位，不能检测颗粒或块状物料的料位，更不能在高温环境下工作。

技术实现要素：

本实用新型目的旨在克服以上各种料位检测装置的缺点，提供一种用于对颗粒或块状物料进行料位检测的装置，该装置既能在常温条件下运行，也能在高温环境下运行，并且料位的检测不受高浓度粉尘、挂料等因素的影响，使得对颗粒或块状物料料位的检测容易进行，检测结果准确可靠。

本实用新型采用的技术方案是：将料位探头插入颗粒或块状物料储存装置内，用微型风机吹入料位探头的气流压力变化作为检测料位的依据：当料位在料位探头以下时，由于没有物料的阻挡，料位探头的终端活动门被气流吹开，而随着物料的不断堆积，料位逐渐升高，直到将料位探头掩埋，料位探头的终端活动门被物料关闭，气流阻力迅速增大；用压力探测器检测出两种状态下的气流压力变化，并发出料位到达限定位置（该处料位检测器所在的料位）的信号。制造料位探头所需的材料是根据被测物料温度的不同，选择不同的材料制成，从而使本装置既能满足常温物料的检测，也能满足对高温物料料位的检测。

使用上述的方法制作的料位检测控制装置，它包括带有活动门的料位探头、微型风机、压力探测器、风管；料位探头的一端与风管连通，另一端设置活动门；料位探头伸入需要测定料位的储存装置壳体内，微型风机提供气源，安装在需要检测料位的储存装置壳体外部，微型风机通过风管与料位探头连接，风管上设气压取压点，取压点通过引风管与压力探测器连接；活动门在气流压力的推动下呈开启状态，当活动门的外侧堆有物料时，活动门被关闭。制造料位探头所需的材料根据被测物料温度的不同，选择不同的材料制成，上述用于高温颗粒或块状物料料位检测方法可应用于非高温物料料位的检测。

本实用新型的有益效果为：

（1）适用范围广泛：既能测量粉状物料，又能测量颗粒或块状物料。

（2）耐粉尘：相比于阻旋式料位开关、雷达料位计等，本装置不受测量环境粉尘污染的影响。

（3）抗干扰：相比于激光料位计，本装置检测过程不受光污染的影响。

（4）耐高温：本实用新型料位探头1的制造材料可根据被测物料温度任意选定，同时微型风机2始终向料位探头内吹入冷风，对探头进行冷却，从而保证了料位探头1在高温环境中不变形，本发明即使是高温环境下，也不需要专门的冷却装置和冷却介质，极大的降低了运行成本。

本实用新型可广泛用于冶金、建材、化工、轻工等多个行业，在常温或高温条件下，对颗粒或块状物料的堆积、储存等过程中料位实施有效的检测。

附图说明

图1为本料位检测装置的结构示意图；

图2为本实用新型的实际应用示意图。

具体实施方法

本实用新型的具体实施方案如下：如图1所示。所述的料位检测控制装置主要由带有活动门5的料位探头1、微型风机2、压力探测器3 及风管4组成。料位探头1插入需要检测料位的装置内，微型风机2通过风管4向料位探头1中吹入一定压力的气流；当颗粒或块状物料堆积高度变化时，该气流压力随之变化，用压力探测器3检测压力变化值，作为判断料位是否到达限定位置的依据。具体说：当物料堆积高度低于料位探头1的安装位置时，微型风机2产生的气流通过风管4进入料位探头1，料位探头1的活动门5被气流开启；随着物料不断堆积，料位上升，直到物料料位高于料位探头1的活动门5时，物料将活动门5关闭，管道中的气流受阻，压力迅速增高至上限值；而当物料不断被从物料储存装置中卸出时，堆积高度又降至料位探头1以下时，料位探头1的活动门5再次被气流冲开，压力又迅速降低至下限值。

带有活动门的探头1，克服了业内已有气压压差式料位仪存在的问题，即吹入气流沿颗粒或块状物料间隙流动，造成检测压力变化不明显无法测量的问题；由于微型风机2一直向探头吹风，粉尘不会进入探头内部，从而避免了因粉尘进入而产生故障。。

当需要探测高料位时，设定压力探测器3的上限值作为控制值，当压力探测器3探测值高于上限值时，输出高料位报警信号；当需要探测低料位时，设定压力探测器3的下限值作为控制值，压力探测器3探测值低于下限值时，输出低位报警信号，压力探测器3与物料容器的监控系统连接，将料位信号传输给监控系统，便于系统进行下一步处理操作。

实际安装时，有时需要控制高料位，有时需要控制低料位，有时需要既控制高料位又控制低料位，具体可以根据实际控制要求，安装多台检测装置。

如图2所示为使用本实用新型的装置，对储存颗粒或块状物料料仓进行料位检测控制的具体实例。

在料仓上部和底部分别安装一套本实用新型所述的料位检测装置，设置在上部的装置进行高料位检测，底部的装置进行低料位检测，其中设置在上部的检测装置称为高料位压力探测器，设置在底部的检测装置称为低料位压力探测器，整套装置的作用是控制料位始终处于高料位和低料位区间内。 图2A图中所示为物料处于低料位的状态，此时因为料位低于料位探头，活动门是打开的，低料位压力探测器检测到的压力低于下限值，输出的信号为低料位报警信号。 图2B图中所示为料位处于高料位和低料位之间的状态，低料位探头被物料掩埋，活动门关闭，低料位压力探测器检测到的压力高于下限值，不会输出低料位报警信号；而高料位检测装置没有被物料埋住，活动门打开，高料位压力探测器检测到的压力低于上限值，不会输出高料位报警信号。图2C图中所示为物料处于高料位的状态，此时因为料位高于料位探头，活动门是关闭的，高料位压力探测器检测到的压力高于上限值，输出的信号为高料位报警信号。