专利名称：柔索接触测量式高度测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业自动化仪表。特别是涉及一种能测量粉状及颗粒状固体物料 料位的柔索接触测量式高度测量仪。
背景技术：
现有的雷达高度测量仪或者超声波高度测量仪，由于其工作原理的局限，对料仓 内的环境要求度高，不适用于环境复杂、高粉尘、高温等恶劣条件中。发明内容
本发明的目的是提供一种能测量粉状及颗粒状固体物料料位的柔索接触测量式 高度测量仪，具有简单合理的结构，较高的可靠性，可以长期应用于恶劣环境下的料位测量 仪器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的柔索接触测量式高度测量仪，主要包括伺服电机、涡轮、蜗杆、滚筒、弹簧固 定杆、限位光电传感器及安装支架、动滑轮、拉伸弹簧、测速滑轮、测速光电传感器及安装支 架、定滑轮、导向滑轮、导向轴、限位光电传感器及安装支架、质量块、柔索等组成。伺服电机 通过弹性联轴器与蜗杆连接；滚筒通过轴与涡轮连接；导向滑轮安装于导向轴上；导向滑 轮安装于导向轴上；拉伸弹簧一端固定于弹簧固定杆上，另一端固定于动滑轮轴上，采用与 动滑轮中心对称布置的两条拉伸弹簧；动滑轮轴安装于安装板上滑槽中，动滑轮可以沿滑 槽方向运动；柔索一端均匀缠绕于滚筒上，另一端连接质量块。
所述的柔索接触测量式高度测量仪，柔索由滚筒经导向滑轮穿过导向轴，经定滑 轮、动滑轮和测速滑轮与质量块连接；所述的柔索接触测量式高度测量仪，张力光电传感器及安装支架安装位置应使张力光 电传感器在拉伸弹簧拉力为最小时测得脉冲信号，在质量块下方过程中不产生干扰信号为 最佳；限位光电传感器及安装支架安装位置应使限位光电传感器不受柔索遮挡，质量块升 起后测得脉冲信号为最佳；测速光电传感器及安装支架安装位置应使测速光电传感器可以 测得测速滑轮转动时的计数脉冲信号为最佳；所述的柔索接触测量式高度测量仪，设定测量高度，拉伸弹簧选型和质量块质量应根 据如下关系式确定，式中k——拉伸弹簧(6)刚度；Fa——动滑轮(8)位于滑槽(7)最左侧时拉伸弹簧拉力；^——弹簧行程，最大值为动滑轮沿滑槽可移动最大值； m——质量块质量；&——如图2中所示；m·——质量块(15)下放到设计测量高度时，柔索(16)的质量； f Γ——摩擦力。
所述的柔索接触测量式高度测量仪，电气控制系统主要包括张力光电传感器、限位光电传感器、测速光电传感器、主控电路、伺服电机驱动器、控制按钮、数码管显示和485 通信。
本发明柔索接触测量式高度测量仪，结构简单合理，能准确测量恶劣环境下料仓中料位位置，并且能够长期使用。
图1为本发明的柔索接触测量式高度测量仪结构示意图；图2为动滑轮中心受力分析图；图3为本发明的柔索接触测量式高度测量仪的控制系统的结构示意图；图中1是伺服电机、2是涡轮、3是蜗杆、4是滚筒、5是弹簧固定杆、6是拉伸弹簧、7是安装板上滑槽、8是动滑轮、9是测速滑轮、10是测速光电传感器及安装支架、11是定滑轮、 12是导向滑轮、13是导向轴、14是限位光电传感器及安装支架、15是质量块、16是柔索、17 是限位光电传感器及安装支架。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明的柔索接触测量式高度测量仪，其较佳的具体实施方式
是通过主控室上位机或控制箱按钮，启动高度测量仪开始测量；伺服电机(I)通过涡轮(2)蜗杆(3)驱动滚筒(4)释放柔索(16)，柔索先经导向滑轮(12)导向，经定滑轮(11)、动滑轮(8)、测速滑轮(9)导向，在质量块(15)的重力作用下下降；导向滑轮(12)与导向轴(13)起到适应柔索释放方向和稳定导向的作用，能够使柔索在释放和收起时不乱线；质量块下降过程中，柔索张力作用下，拉伸弹簧(6)处于拉伸状态， 动滑轮(8)应处于行程末端(即滑槽(7)最右端)，此时张力光电传感器导通，没有脉冲信号； 柔索下降带动测速滑轮(9)转动，测速光电传感器通过均布于测速滑轮上的通孔得到计数脉冲信号，计数脉冲信号传输至主控电路进行计数；质量块(15)触底后，柔索张力减小到一定程度后，拉伸弹簧(6)拉动动滑轮(8)返回行程起点，动滑轮(8)遮挡张力光电传感器，从而产生脉冲信号， 经主控电路、伺服电机驱动器控制伺服电机(I)停止工作；主控电路根据计数脉冲信号计数得到料位数据，通过485通信 上传至主控室上位机显示，同时控制DA产生相应模拟量，利用控制箱上数码管显示；获得料位数据后，主控电路通过伺服电机驱动器控制伺服电机反转，滚筒收起柔索， 动滑轮(8)在柔索张力作用下再次运动到行程末端，质量块(15)上升，接近停止位时遮挡 限位光电传感器，产生脉冲信号，主控电路获得信号，通过伺服电机驱动器控制伺服电机停 转，一次测量完成。
权利要求
1.柔索接触测量式高度测量仪，主要包括伺服电机、涡轮、蜗杆、滚筒、弹簧固定杆、限位光电传感器及安装支架、动滑轮、拉伸弹簧、测速滑轮、测速光电传感器及安装支架、定滑轮、导向滑轮、导向轴、限位光电传感器及安装支架、质量块、柔索和电控箱等组成。
2.根据权利要求1所述的柔索接触测量式高度测量仪，其特征在于伺服电机(I)通过弹性联轴器与蜗杆(3)连接；滚筒(4)通过轴与涡轮(2)连接；导向滑轮安装于导向轴上； 导向滑轮(12)安装于导向轴(13)上；拉伸弹簧(6)—端固定于弹簧固定杆(5)上，另一端固定于动滑轮轴上，采用与动滑轮(8)中心对称布置的两条拉伸弹簧；动滑轮轴安装于安装板上滑槽(7)中，动滑轮(8)可以沿滑槽方向运动；柔索(16)—端均匀缠绕于滚筒(4)上， 另一端连接质量块(15)。
3.根据权利要求1所述的柔索接触测量式高度测量仪，其特征在于张力光电传感器及安装支架(17)安装位置应使张力光电传感器在拉伸弹簧(6)拉力为最小时测得脉冲信号，在质量块下方过程中不产生干扰信号为最佳；限位光电传感器及安装支架(14)安装位置应使限位光电传感器不受柔索遮挡，质量块升起后测得脉冲信号为最佳；测速光电传感器及安装支架(10)安装位置应使测速光电传感器可以测得测速滑轮转动时的计数脉冲信号为最佳。
4.根据权利要求1所述的柔索接触测量式高度测量仪，其特征在于拉伸弹簧(6)选型和质量块(15)质量应根据如下关系式确定，
5.根据权利要求1至3所述的柔索接触测量式高度测量仪，其特征在于柔索由滚筒 (4)经导向滑轮(12)穿过导向轴(13)，经定滑轮(11)、动滑轮(8)和测速滑轮(9)与质量块 (15)连接。
6.根据权利要求1至4所述的柔索接触测量式高度测量仪，其特征在于电气控制系统主要包括张力光电传感器、限位光电传感器、测速光电传感器、主控电路、伺服电机驱动器、控制按钮、数码管显示和485通信。
7.通过控制按钮或者485通信模块将操作命令输入主控电路，主控电路启动伺服电机工作进行料位测量，并对张力光电传感器、限位光电传感器和测速光电传感器进行检测，控制测量过程并得到料位数据，利用数码管显示电路进行 显示或者通过485通信模块上传主控室主机进行显示。
全文摘要
本发明涉及一种工业自动化仪表中的能测量粉状及颗粒状固体物料料位的柔索接触测量式高度测量仪，其特征在于质量块下降时由伺服电机经涡轮蜗杆驱动滚筒，柔索经导向滑轮释放，测速光电传感器经测速滑轮测得计数脉冲信号，送至主控板进行计数，质量块触底后柔索张力减小，张力光电传感器测得脉冲信号控制电机停止运动，主控板计数结束，得到料位数据，并送往数码管和主控室主机显示；伺服电机反转质量块上升，限位光电传感器测得脉冲信号控制电机停止运动，质量块复位。控制系统主要包括测速光电传感器、张力光电传感器、限位光电传感器、主控电路、伺服电机驱动器、控制按钮、数码管显示和485通信模块。本发明具有结构简单合理，可靠性高，可以长期应用于恶劣环境下。
文档编号G01F23/00GK103033233SQ20121033399
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月12日 优先权日2012年9月12日
发明者何广平, 袁俊杰, 刘菲, 蒋玉雷, 康宁, 彭蔚宇, 陈金洪 申请人:何广平