光感应料位计的制作方法

本实用新型涉及煤仓、灰仓的料位开关技术领域，具体是一种光感应料位计。

背景技术：

近年来，随着煤粉锅炉技术的发展，煤灰仓、煤粉仓的建造数量也随着多了起来，而煤仓、灰仓上料位开关，几乎没有起到应有的作用，由于料位测量不准却，煤粉经常打爆，既浪费资源，也污染了环境。

目前市场上料位开关或者料位计种类繁多，有电容式、阻旋式、超声波、雷达式、音叉式、重锤式等，有的价格高，有的技术要求高，有的受物料影响标定不准，有的有辐射，有的抗干扰能力差，各种技术的优缺点总结如下：(1)电容式料位计：电容式料位计的原理是插入料仓中的电极与粉仓壁之间构成电容器，当仓内物料料位发生变化引起电容量的变化时，通过转换电路得到相应的控制信号，作为报警或喂料、卸料设备的输入信号。该料位计由造价低、无机械磨损、安装和维修方便等特点。缺点是：若使用一段时间后电极(探头)上粘有物料，则往往会导致控制器误动作；要对信号线屏蔽或接地，防止干扰。但仓内物料温度、湿度、运动速度的变化以及物料粘挂仓壁和电极等因素的影响，引起电容介电常数的变化。因此，其测量精度不是很高，必须定期检查探头和料位开关动作情况并进行校验。(2)阻旋式料位计：其基本原理是同步微电动机经减速后，带动检测叶片以2.5～5r/min的转速旋转，当被测物料的料位上升使叶片的转动收到阻碍时，检测机构便围绕主轴产生旋转位移。此位移首先使一个微动作开关，发出有料位的信号。随后另一个微动作开关动作，切断电动机的电源使其停转。只要此料位不变这种状态便一直存在下去。当料位下降至叶片失去阻挡时，检测机构便依靠弹簧拉力使其恢复原始状态。一个微动开关先动作，接通电动机电源使其旋转，随后另一个微动开关动作发出无料信号，只要没有物料阻挡检测叶片的转动，此种状态也将一直保持下去。优点是此种料位开关结构简单、价格低廉、维护方便。缺点：由于物料的密度不一样，比如：水泥的比重是每立方3100Kg, 煤粉是每立方660Kg，比如用在水泥仓上合适，用在煤粉仓上把调节弹簧调到最小，可能拉力还太大。还有弹簧长时间的工作，也会使弹簧弹性发生变化；由于阻旋式料位计采用的是机械运动，恶劣的工作环境，(特别是煤粉)使料位计的密封容易损坏。(3)超声波料位计：超声波料位计装置是利用声纳原理来确定容器内物料料位的，是一种在线声纳定位设备。超声波换能器发出的超声波脉冲，通过空气传到物料的界面并被反射，测出超声波脉冲从发射到换能器接受所用的时间，再根据空气中的声速，就可计算出换能器到物料的距离，从而确定料位。缺点：物料表面的松散程度，对超声波信号的衰减影响很大；若料仓中弥漫料尘时，超声波会被料尘吸收，从而使信号有所衰减，且粉料粘附在换能器表面等原因都严重影响料位测量的准确性。(4)雷达料位计：雷达料位计工作原理和超声波料位计类似，它发射的微波是一种电磁波，其传播速度不受介质的特性影响。它是利用电磁波回波测距原理来实现料位测量的。微波从天线出发，到达被测目标反射再被天线回收，按微波来回传播时间来计算的距离反映了料位。一般有脉冲雷达和调频连续波雷达2种。缺点是：由于受粉尘、料面坡度及物流松散程度的影响，微波在传输过程中会有衰减，影响其准确性和可靠性；产品价格相对较高。(5)重锤式料位计：机电重锤式料位计是连续测量料位计。由探测单元和控制器组成。常用于粉状物料和粒状物料的连续测量。探测单元安装在料库库顶上，用钢丝绳(钢带)的末端系一重锤。当需要测量时，电动机带动重锤下降，至料面时，钢绳(带)的张力松弛，电动机停转并反转，使重锤回到库顶。检测钢绳 (带)位移的距离，得出库内料位。控制方面，检测重锤接触物料从而控制电动机启停有不同的方式。控制器通常远离环境恶劣的现场，设置在控制室，并可与上位机联网。缺点：1、库内装料时，如不进行测量，因为进料可能埋锤，易造成故障。2、要定时检查清理探头单元、钢绳(带)、测量锤等并定时校验控制器。 3、由于锤头和钢绳(带)易被粉料粘裹，受粉料冲刷，造成短绳、掉锤头事故。维修工作量大。4、由于煤粉密度小，钢绳(带)的张力松弛时，重锤已经深入煤粉。(6)音叉式料位计：音叉式料位计由压电晶体(振子)、电子电路和探测音叉构成。音叉由2块极板组成，端部压紧2组压电晶体，一组是驱动元件，驱动音叉产生振动，另一组是检测元件，将叉体振动转化为电压。二者分别放大器的输入和输出端，形成振荡电路。当叉体被固体物料所阻尼时，振荡器停振，继电器输出开关信号，进行料位的有关动作。若大颗粒物料堆积在两极板间，会影响测量精度。除以上几种料位计以外，还有几种不再一一介绍，众多形式的料位计为料位检测带来了便利，但在实际使用中很难找到一种较为理想的料位计。

技术实现要素：

为了解决现有技术中料位计测量精度不高、常需检修、信号容易受干扰的问题，本实用新型提供了光感应料位计，利用光敏电阻在不同光线下不同阻值的原理，通过电板线路应用到了料位开关上。具体技术方案如下：

光感应料位计，由上而下，依次包括接线盒、料位计本体、发光源和光敏元件，所述接线盒内设置电路板，所述接线盒与料位计本体通过法兰盘连接，在接线盒底部的侧壁上设置进气口和接线口，进气口与供气装置连接从而向光感应料位计通入气体，电源线通过接线口通入电路板；所述接线盒、料位计本体均包含空腔，所述接线盒和料位计本体的空腔相连通。

发光源和光敏元件在垂直方向上相对设置，发光源和光敏元件通过连接部连接，连接部包含空腔，与料位计本体的空腔相连通；在连接部上，设置向发光源和光敏元件方向吹气的喷吹头，从接线盒的进气口通入的气体从连接部的喷吹处喷出。

优选的，所述光敏元件为光敏电阻。

优选的，所述发光源为红外光源，具体为LED红外灯管，向光敏电阻方向发射红外线。

优选的，所述喷吹头为文丘里管。

优选的，连接部为C型结构，发光源和光敏元件分别位于连接部两端。

优选的，在红外光源末端设置红外灯管镜头；在光敏电阻外侧设置光敏电阻镜头，所述光源镜头和光敏电阻镜头均采用钢化玻璃。

优选的，在光源镜头边缘和光敏电阻镜头边缘分别设置硅胶胶垫，用于密封，防止煤粉进入镜头内部。

进一步的，在电路板上设置继电器，所述继电器包括常开端、公共端、常闭端；所述光感应料位计还包括控制器，所述控制器与继电器、电路板连接。

更进一步的，所述光感应料位计还包括可调电阻，通过调节可调电阻的阻值大小，调节装置的灵敏度，达到料位的准确示警，避免出现虚假信号。

在料位计本体上设置法兰盘，用于连接料仓上设置的与其配对的法兰管座，法兰盘将料位计固定在料仓壁上。

进气口为压缩空气快速接头，与四氟气管连接，向料位计本体供给压缩空气；接线口为塑料丝接堵头。

在电路板上，L1和L2为24V电源的开关量输出，为双掷双刀，实现传感器将感应到的模拟或数字信号转换成一个开关量信号，再继而输出的一个功能。在本实施例中，L1指示有料，L2指示无料。

更进一步的，所述控制器为单片机或PLC。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本产品和同类产品相比，有以下优点：1)结构简单，安装方便；2)坚固耐用；3)没有机械磨损；4)不受信号干扰；5)不产生明火；6)操作直观；7) 不怕料位挂灰；8)精确度高，本产品主体有304厚壁不锈钢管加工而成，没有复杂的机械零件和传动机构，电流极小，设有料位就地指示灯端口，现场直观的显示料位即时状态；9)本产品适用于煤粉、煤灰、水泥、粮食和饲料等粉尘干料。由于本产品的光感属性，所以对透光的物体无效果(比如水，油，大块矿石等)。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型提供的光感应料位计结构示意图；

图2为本实用新型提供的光感应料位计的电路板的结构示意图；

图3为本实用新型提供的光感应料位计电路图；

图4为本实用新型提供的光感应料位计继电器电路图；

其中，1-光敏电阻，2-发光源，3-喷吹头，4-电路板，5-接线盒，6-法兰盘， 7-进气口，8-料位计本体，9-可调电阻，10-继电器，12-连接部，21-灯管镜头， 51-接线口。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

光感应料位计，由上而下，依次包括接线盒5、料位计本体8、发光源2和光敏元件，所述接线盒5内设置电路板4，所述接线盒5与料位计本体8通过法兰盘6连接，在接线盒5底部的侧壁上设置进气口7和接线口51，进气口7与供气装置连接从而向光感应料位计通入气体，电源线通过接线口51通入电路板；所述接线盒5、料位计本体8均包含空腔，所述接线盒5和料位计本体8的空腔相连通；发光源2和光敏元件在垂直方向上相对设置，发光源2和光敏元件通过连接部12连接，连接部12包含空腔，与料位计本体的空腔相连通；在连接部 12上，设置向发光源和光敏元件方向吹气的喷吹头3，从接线盒的进气口通入的气体从连接部的喷吹头3处喷出。

作为一个优选的实施例，所述光敏元件为光敏电阻1；所述发光源2为红外光源，具体为LED红外灯管，向光敏电阻方向发射红外线；所述喷吹头3为文丘里管；连接部12为C型结构，发光源和光敏元件分别位于连接部两端；

在红外光源末端设置红外灯管镜头21；在光敏电阻外侧设置光敏电阻镜头，所述光源镜头和光敏电阻镜头均采用钢化玻璃。

在光源镜头边缘和光敏电阻镜头边缘分别设置硅胶胶垫，用于密封，防止煤粉进入镜头内部。

作为一个典型的实施例，如图2所示，在电路板上设置继电器10，所述继电器10包括常开端(NO)、公共端(COM)、常闭端(NC)；所述光感应料位计还包括控制器，所述控制器与继电器、电路板连接。

作为一个典型的实施例，在电路板上还设置了可调电阻9，通过调节可调电阻9的阻值大小，调节装置的灵敏度，达到料位的准确示警，避免出现虚假信号。

在料位计本体8上设置法兰盘6，用于连接料仓上设置的与其配对的法兰管座，法兰盘6将料位计固定在料仓壁上。

进气口7为压缩空气快速接头，与四氟气管连接，向料位计本体供给压缩空气；接线口51为塑料丝接堵头。

喷吹时间由喷吹的时间继电器控制，喷吹的时间继电器连接料位计进气口外部电磁阀，喷吹时间为固定时间，在本实施例中，预设间隔时间5S。

如图3和图4所示，在电路板上，L1和L2为24V电源的开关量输出，为双掷双刀，实现传感器将感应到的模拟或数字信号转换成一个开关量信号，再继而输出的一个功能。L1与绿色指示灯B-1连接，L2与红色指示灯B-2连接，指示在光敏电阻和红外灯管之间是否有物料，在本实施例中，L1指示有料，L2指示无料。

作为一个典型的实施例，所述控制器为单片机，型号为DP-801，单片机分别与电路板和指示面板连接，从而检测当前物料状态。

在另外一个典型实施例中，所述光感应料位计的控制器为PLC，还包括上位机，PLC分别与电路板和上位机连接，在上位机上有控制画面，从而检测当前物料状态。

所述光感应料位的工作原理如下所述：当光敏电阻1与发光源2之间没有物料时，电阻最小，通过电路板上的输出指示L1、L2连接的指示灯就地观察当前物料状态，或通过电路板上继电器的常开端、公共端的开闭，由PLC或单片机检测当前物料状态。当光敏电阻1与发光源2之间被物料阻挡后，电阻变大，通过电路板上输出指示L1、L2连接的指示灯就地观察当前物料状态，或通过电路板上继电器的常开端、公共端的开闭，由PLC或单片机检测当前物料状态。为了避免红外灯管镜头21、光敏电阻镜头挂灰，产品设计了喷吹头，通过时间继电器，定时由喷吹头3向红外灯管镜头21、光敏电阻镜头喷吹压缩空气。

本产品线盒部分为铝合金，本体为304不锈钢材料，主要部分整体浇筑，镜头为经过纳米自洁材料处理的钢化玻璃，硅胶胶垫，不锈钢法兰盘，灰塔料位采用高温电线，四氟气管和部分铜配件。

(1)本产品探头主要由常亮发光LED和光敏电阻组成，无料时，发光LED 与光敏电阻没有阻碍，输出指示灯开(或闭)，电元件打开或关闭继电器，实现与PLC无缝对接。

(2)为了避免探头镜片挂灰，本产品涂有纳米自洁材料，并设有清灰装置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。