一种皮带速度检测装置、检测方法及电子皮带秤的制作方法
【专利摘要】本发明适用于电气【技术领域】，提供了一种皮带速度检测装置、检测方法及电子皮带秤，该皮带速度检测装置外接驱动电子皮带秤电机的变频器，包括：整形模块，用于将所述变频器的输出的初始脉冲信号进行整形，输出整形后的脉冲信号；光电耦合模块，用于输出所述待采样的脉冲信号；皮带速度检测模块，用于接收所述待采样的脉冲信号，在预设的时间段内，根据预设的采样间隔，对所述待采样的脉冲信号进行采样，统计出脉冲采样值个数，根据所述待采样的脉冲信号的波形的变化沿，统计出脉冲周期数，根据所述脉冲采样值个数、所述脉冲周期数以及预先建立的皮带速度检测模型，检测出皮带速度。本发明降低了电子皮带秤的整机成本，增加了电子皮带秤的可靠性。
【专利说明】一种皮带速度检测装置、检测方法及电子皮带秤
【技术领域】
[0001] 本发明属于电气【技术领域】，尤其涉及一种皮带速度检测装置、检测方法及电子皮 带秤。
【背景技术】
[0002] 电子皮带秤是应用最广泛的工业动态称重计量设备，其作用是对散状物料进行连 续计量，是工业生产中物料计量的重要设备，广泛应用于电力、冶金、煤炭、化工、食品、建 材、港口等行业。
[0003] 然而，现有电子皮带秤的速度检测方法，需要在电子皮带秤传动部件上安装速度 编码器、测速发电机等机械电子检测装置，才能实现速度检测。
[0004] 其存在两方面的不足，一方面，由于电子皮带秤通常应用在高温、高湿、高粉尘等 较为恶劣的工业环境中，而电子皮带秤传动部件上安装的机械电子检测装置是暴露在电子 皮带秤外面的，因此机械电子检测装置会一直受到外界环境的影响，因此容易出现故障，当 机械电子检测装置出现故障时，会降低电子皮带秤整体的可靠性；
[0005] 另一方面，由于增加了机械电子检测装置，因此增加了电子皮带秤的整机成本。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例的目的在于提供一种速度检测方法，旨在解决现有电子皮带秤需要 在电子皮带秤传动部件上安装速度编码器、测速发电机等机械电子检测装置，才能实现速 度检测，降低了电子皮带秤整体的可靠性，增加了电子皮带秤的整机成本的问题。
[0007] 本发明实施例是这样实现的，一种皮带速度检测装置，外接驱动电子皮带秤电机 的变频器，包括：
[0008] 与所述变频器的输出端连接的整形模块，用于将所述变频器的输出的初始脉冲信 号进行整形，输出整形后的脉冲信号；
[0009] 输入端与所述整形模块的输出端连接的光电耦合模块，用于将所述整形后的脉冲 信号转换成待采样的脉冲信号，隔离所述整形后的脉冲信号以及所述待采样的脉冲信号， 并输出所述待采样的脉冲信号；
[0010] 输入端与所述光电耦合模块的输出端连接的皮带速度检测模块，用于接收所述待 采样的脉冲信号，在预设的时间段内，根据预设的采样间隔，对所述待采样的脉冲信号进行 采样，统计出脉冲采样值个数，根据所述待采样的脉冲信号的波形的变化沿，统计出脉冲周 期数，根据所述脉冲采样值个数、所述脉冲周期数以及预先建立的皮带速度检测模型，检测 出皮带速度。
[0011] 本发明实施例的另一目的在于提供一种基于皮带速度检测装置的检测方法，包 括：
[0012] 整形模块将变频器输出的初始脉冲信号进行整形，输出整形后的脉冲信号；
[0013] 光电耦合模块将所述整形后的脉冲信号转换成待采样的脉冲信号，隔离所述整形 后的脉冲信号以及所述待采样的脉冲信号，并输出所述待采样的脉冲信号；
[0014] 皮带速度检测模块接收所述待采样的脉冲信号，在每个预设的采样时间段内，根 据预设的采样间隔，对所述待采样的脉冲信号进行采样，统计出脉冲采样值个数，根据所述 待采样的脉冲信号的波形的变化沿，统计出脉冲周期数，根据所述脉冲采样值个数、所述脉 冲周期数以及预先建立的皮带速度检测模型，检测出皮带速度。
[0015] 本发明实施例的另一目的在于提供一种电子皮带秤，包括上述的皮带速度检测装 置、变频器、电子皮带秤电机、传动部件以及皮带，所述皮带速度检测装置外接所述变频器， 所述变频器与所述电子皮带秤电机相连接，所述电子皮带秤电机通过所述传动部件传动所 述皮带。
[0016] 在本实施例中，电子皮带秤在没有机械电子测速装置的情况下，可通过皮带速度 检测模块检测出皮带速度，解决了现有电子皮带秤需要在电子皮带秤传动部件上安装电子 检测装置，才能实现速度检测的问题，降低了电子皮带秤的整机成本，增加了电子皮带秤的 可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本发明实施例提供的电子皮带秤的结构框图；
[0018] 图2是本发明实施例提供的皮带速度检测装置10的结构框图；
[0019] 图3是本发明实施例提供的皮带速度检测模块103的第一结构框图；
[0020] 图4是本发明实施例提供的皮带速度检测模块103的第二结构框图；
[0021] 图5是本发明实施例提供的皮带速度检测模块103的第三结构框图；
[0022] 图6是本发明实施例提供的整形模块101与变频器20互联的电路图；
[0023] 图7是本发明实施例提供的皮带速度检测装置10与变频器20互联的电路图；
[0024] 图8是本发明实施例提供的基于皮带速度检测装置10的检测方法的实现流程图。
【具体实施方式】
[0025] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0026] 实施例一
[0027] 参考图1，图1是本发明实施例提供的电子皮带秤的结构框图。
[0028] 其中，在该电子皮带秤中，包括皮带速度检测装置10、变频器20、电子皮带秤电机 30、传动部件40以及皮带50,所述皮带速度检测装置10所述皮带速度检测装置外接所述变 频器，20,所述变频器20与所述电子皮带秤电机30相连接，所述电子皮带秤电机30通过所 述传动部件40传动所述皮带50。
[0029] 其中，变频器20为电子皮带秤原有的设备，电子皮带秤通过变频器20驱动电子皮 带秤电机30,改变电子皮带秤电机30的转动速度。
[0030] 在本实施例中，由于皮带速度检测装置10位于电子皮带秤控制器内部，因此解决 了暴露在电子皮带秤外面的机械电子检测装置容易出现故障的问题，降低了电子皮带秤的 整机成本，增加了电子皮带秤的可靠性。
[0031] 实施例二
[0032] 参考图2,图2是本发明实施例提供的皮带速度检测装置10的结构框图，为了便于 说明，仅不出了与本实施例相关的部分。
[0033] 参照图2,该皮带速度检测装置10外接驱动电子皮带秤电机的变频器20,还包 括：
[0034] 与所述变频器20的输出端连接的整形模块101，用于将所述变频器的输出的初始 脉冲信号进行整形，输出整形后的脉冲信号；
[0035] 输入端与所述整形模块101的输出端连接的光电耦合模块102,用于将所述整形 后的脉冲信号转换成待采样的脉冲信号，隔离所述整形后的脉冲信号以及所述待采样的脉 冲信号，并输出所述待采样的脉冲信号；
[0036] 输入端与所述光电耦合模块102的输出端连接的皮带速度检测模块103,用于接 收所述待采样的脉冲信号，在预设的时间段内，根据预设的采样间隔，对所述待采样的脉冲 信号进行采样，统计出脉冲采样值个数，根据所述待采样的脉冲信号的波形的变化沿，统计 出脉冲周期数，根据所述脉冲采样值个数、所述脉冲周期数以及预先建立的皮带速度检测 模型，检测出皮带速度。
[0037] 其中，电子皮带秤通过整形模块101，将所述变频器的输出端输出的初始脉冲信号 进行整形，使得脉冲信号的变化沿更为陡峭，并且高、低电平与光电隔离器输入匹配，便于 后续根据所述待采样的脉冲信号的波形的变化沿，统计出脉冲周期数。
[0038] 其中，电子皮带秤通过光电耦合模块102,实现皮带速度检测模块103与整形模块 101的物理隔离，提高了皮带速度检测模块103的安全性和抗干扰能力，保证皮带速度检测 模块103可以正常工作。
[0039] 其中，所述光电稱合模块102米用光电f禹合器U2。为便于说明，参考图7,所述光 电耦合器U2的供电引脚A1与上拉电阻R5的第一端相连接，所述上拉电阻R5的第二端接 所述电源VCC，所述光电耦合器U2的输入引脚A2与所述整形模块的输出端相连接，所述光 电耦合器U2的接地引脚A3和输出引脚A4分别与所述皮带速度检测模块的接地引脚B2和 输入引脚B1相连接。
[0040] 所述皮带速度检测模块采用控制芯片U3,为便于说明，参考图7,所述皮带速度检 测模块采用控制芯片U3,所述控制芯片U3的接地引脚B2和输入引脚B1分别与所述光电耦 合器U2的接地引脚A3和输出引脚A4相连接，在所述控制芯片U3的输入引脚B1与所述光 电奉禹合器U2的输出引脚A4之间接入上拉电阻R6,通过上拉电阻R6将光电稱合器U2的输 出引脚A4接入控制芯片U3的工作电压，以使光电耦合器U2的输出端正常工作。
[0041] 在本实施例中，电子皮带秤在没有机械电子测速装置的情况下，通过皮带速度检 测模块103检测出皮带速度，解决了现有电子皮带秤需要在电子皮带秤传动部件上安装电 子检测装置，才能实现速度检测的问题，降低了电子皮带秤的整机成本，增加了电子皮带秤 的可靠性。
[0042] 在本实施例的一种实施方式中，参照图3,图3是本发明实施例提供的皮带速度检 测模块103的第一结构框图，在该皮带速度检测装置10中，所述皮带速度检测模块103采 用控制芯片U3,所述控制芯片U3包括：
[0043] 皮带速度检测模型单元1031，用于建立皮带速度检测模型；
[0044] 所述皮带速度检测模型如下：
[0045]
【权利要求】
1. 一种皮带速度检测装置，外接驱动电子皮带秤电机的变频器，其特征在于，包括： 与所述变频器的输出端连接的整形模块，用于将所述变频器的输出的初始脉冲信号进 行整形，输出整形后的脉冲信号； 输入端与所述整形模块的输出端连接的光电耦合模块，用于将所述整形后的脉冲信号 转换成待采样的脉冲信号，隔离所述整形后的脉冲信号以及所述待采样的脉冲信号，并输 出所述待采样的脉冲信号； 输入端与所述光电耦合模块的输出端连接的皮带速度检测模块，用于接收所述待采 样的脉冲信号，在预设的时间段内，根据预设的采样间隔，对所述待采样的脉冲信号进行采 样，统计出脉冲采样值个数，根据所述待采样的脉冲信号的波形的变化沿，统计出脉冲周期 数，根据所述脉冲采样值个数、所述脉冲周期数以及预先建立的皮带速度检测模型，检测出 皮带速度。
2. 如权利要求1所述的皮带速度检测装置，其特征在于，所述整形模块包括： 电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电压比较器U1以及电源VCC ; 所述R1的第一端和所述电阻R3的第一端共接，其公共端为所述整形模块的输入端，所 述R1的第二端接地； 所述电阻R2与电容C1并联后，一公共端与所述R3的第二端共接在所述电压比较器U1 的同相输入端上，另一公共端接地； 所述R4的第一端接在所述电压比较器U1的反相输入端上，所述R4的第二端接地； 所述电源VCC与所述电压比较器U1的供电引脚相连，所述电压比较器U1的输出端为 所述整形模块的输出端。
3. 如权利要求2所述的皮带速度检测装置，其特征在于，所述光电耦合模块采用光电 奉禹合器U2,所述光电稱合器U2的供电引脚A1与上拉电阻R5的第一端相连接，所述上拉电 阻R5的第二端接所述电源VCC，所述光电耦合器U2的输入引脚A2与所述整形模块的输出 端相连接，所述光电耦合器U2的接地引脚A3和输出引脚A4分别与所述皮带速度检测模块 的接地引脚B2和输入引脚B1相连接。
4. 如权利要求1所述的皮带速度检测装置，其特征在于，所述皮带速度检测模块采用 控制芯片U3,所述控制芯片U3的接地引脚B2和输入引脚B1分别与所述光电耦合器U2的 接地引脚A3和输出引脚A4相连接，在所述控制芯片U3的输入引脚B1与所述光电耦合器 U2的输出引脚A4之间接入上拉电阻R6。
5. -种基于权利要求1至4任意一项权利要求所述的皮带速度检测装置的检测方法， 其特征在于，包括 ： 整形模块将变频器输出的初始脉冲信号进行整形，输出整形后的脉冲信号； 光电耦合模块将所述整形后的脉冲信号转换成待采样的脉冲信号，隔离所述整形后的 脉冲信号以及所述待采样的脉冲信号，并输出所述待采样的脉冲信号； 皮带速度检测模块接收所述待采样的脉冲信号，在每个预设的采样时间段内，根据预 设的采样间隔，对所述待采样的脉冲信号进行采样，统计出脉冲采样值个数，根据所述待采 样的脉冲信号的波形的变化沿，统计出脉冲周期数，根据所述脉冲采样值个数、所述脉冲周 期数以及预先建立的皮带速度检测模型，检测出皮带速度。
6. 如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述待采样的脉冲信号的波 形的变化沿，统计出脉冲周期数，具体为： 在预设的时间段内，根据所述待采样的脉冲信号的波形的上升沿，统计出脉冲周期数； 或者， 在预设的时间段内，根据所述待采样的脉冲信号的波形的下降沿，统计出脉冲周期数。
7. 如权利要求5或6所述的检测方法，其特征在于，在所述根据所述脉冲采样值个数、 所述脉冲周期数以及预先建立的皮带速度检测模型，检测出皮带速度之前，还包括： 建立皮带速度检测模型； 所述皮带速度检测模型如下：
其中，B为速度特征值，Φ为电子皮带秤的驱动滚筒直径，η为电机额定转速，p为变频 器额定输出频率时初始脉冲信号的脉冲频率，i为减速机速比，Ν为脉冲周期数，Μ为脉冲采 样值个数。
8. -种电子皮带秤，其特征在于，包括权利要求1至4任意一项权利要求所述的皮带速 度检测装置、变频器、电子皮带秤电机、传动部件以及皮带，所述皮带速度检测装置外接所 述变频器，所述变频器与所述电子皮带秤电机相连接，所述电子皮带秤电机通过所述传动 部件传动所述皮带。
【文档编号】G01P3/54GK104215792SQ201410337426
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】樊旺曰 申请人:深圳市科尔达电气设备有限公司