一种非接触式液体液位检测传感器防护装置的制作方法

1.本实用新型涉及高温铝液检测领域，具体涉及一种非接触式液体液位检测传感器防护装置。


背景技术：

2.在铝加工领域需要将铝块高温熔炼化成液体，在作业时还需要采用传感器对储液池内的铝液进行实时的重量测量，但现有的检测设备多为电子式传感器无法在这种高温环境内运作，从而需要对传感器进行隔热保护，从而满足铝液重量的实时监测，但对传感器进行隔热保护的成本很高，且不便于后期校正和维护；
3.现有的方法为设置多个等体积的容器，将铝液引入等体积的容器中从而确定铝液的实时重量，现有的方法造成工艺流程增加，同时金属液体的温度会产生变化，其生产升本也很高。
4.根据生产经验由于储液池的容积一定，高温铝液的重量与储液池的液位正相关，通过对储液池的液位进行检测，可以间接得出高温铝液的重量，液位检测装置无需置入储液池内部，因而不需要进行隔热保护；
5.但该环境温度仍然很高，如何对储液池的液位进行准确检测，仍是亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型为了解决难以对储液池的液位进行准确检测的问题，提供了一种非接触式液体液位检测传感器防护装置，将储液池与熔炼池连通，在熔炼池上部设置激光测距传感器对熔炼池液位进行检测，并设置降温单元对激光测距传感器进行降温，从而实时获取储液池的液位参数。
7.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
8.一种非接触式液体液位检测传感器防护装置，包括储液池和与储液池连通的熔炼池，所述储液池设置有箱体，所述箱体为内部中空的密封结构，储液池设置于箱体下端，所述熔炼池设置于箱体外部，储液池与熔炼池连通，所述储液池为规则的倒置的梯形体结构，储液池与熔炼池之间设置有检测模块，所述检测模块包括激光测距传感器和plc控制器，所述激光测距传感器设置有固定支架，激光测距传感器通过固定支架与箱体上端固定，激光测距传感器发射端的延长线与熔炼池底面垂直，激光测距传感器用于检测熔炼池的液位，激光测距传感器与plc控制器的模拟输入端连接，所述激光测距传感器设置有降温单元，所述降温单元与plc控制器电性连接。
9.设置固定支架将激光测距传感器与箱体固定，从而使激光测距传感器与熔炼池之间具有一定距离，实现非接触式液位检测，激光测距传感器无需进行隔热保护，减少了布设成本，同时为了保证激光测距传感器检测数据不失真，设置降温单元对激光测距传感进行降温处理，保证了高温环境下激光测距传感器的检测精度。
10.进一步地，所述固定支架包括水平段和连接段，所述连接段包括两个对向设置的直角三角形框架，所述直角三角形框架的一个直角边与箱体固定；
11.所述水平段为内部中空的i字型结构，水平段的第一纵向段架设在两个所述直角三角形框架的另一直角边上，且通过螺栓与直角三角形框架固定；
12.水平段的第二纵向段位置内嵌有激光测距传感器。
13.水平段为i字型结构，且水平段的第二纵向段位置内嵌有激光测距传感器，确保激光测距传感器处于平面上，进一步保证检测精度，同时i字型结构便于与直角三角形框架装配，直角三角形框架结构简单，便于更换且成本较低。
14.进一步地，所述水平段的中部设置降温单元，所述降温单元包括温度传感器、空气涡流冷却器和导风扇， 所述温度传感器与水平段的侧壁固定，温度传感器用于检测激光测距传感器安装位置的温度，所述空气涡流冷却器连接有气源，空气涡流冷却器的控制端与plc控制器的输出端连接，所述气源控制端与plc控制器的输出端连接，空气涡流冷却器的冷气输出端设置于水平段内部，空气涡流冷却器设置于水平段外部。
15.为了对激光测距传感器降温，设置空气涡流冷却器对水平段的内部空间进行降温，空气涡流冷却器的控制端与plc控制器连接，接入现有plc控制系统，便于设备控制。
16.进一步地，所水平段的第二纵向段的上部开设有圆形安装孔，所述导风扇安装于圆形安装孔位置，导风扇用于外排水平段内的热气，导风扇与plc控制器通过接触器连接，导风扇通过接触器的常开触点连接电源形成回路。
17.导风扇加速水平段内的空气外排，在这个过程中能够更好的带走激光测距传感器的表面温度。
18.进一步地，所述plc控制器通信连接有hmi触控屏。
19.设置hmi触控屏便于人机交互。
20.通过上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
21.本实用新型设置固定支架将激光测距传感器设置于熔炼池上端，激光测距传感器与熔炼池之间具有一定距离，实现非接触式液位检测，激光测距传感器无需进行隔热保护减少了布设成本，同时为了保证激光测距传感器检测数据不失真，设置降温单元对激光测距传感进行降温处理，保证了高温环境下激光测距传感器的检测精度。
附图说明
22.图1是本实用新型一种非接触式液体液位检测传感器防护装置的结构示意图之一；
23.图2是本实用新型一种非接触式液体液位检测传感器防护装置的结构示意图之二；
24.图3是本实用新型一种非接触式液体液位检测传感器防护装置的电气接线图。
25.附图中标号为：1为储液池，2为熔炼池，3为箱体，4为激光测距传感器，5为固定支架，6为水平段，7为连接段，8为空气涡流冷却器，9为导风扇，10为plc控制器，11为温度传感器。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
27.实施例1
28.如图1～图3所示，一种非接触式液体液位检测传感器防护装置，包括储液池1和与储液池1连通的熔炼池2，所述储液池1设置有箱体3，所述箱体3为内部中空的密封结构，储液池1设置于箱体3下端，所述熔炼池2设置于箱体3外部，储液池1与熔炼池2连通，其特征在于，所述储液池1为规则的倒置的梯形体结构，储液池1与熔炼池2之间设置有检测模块，所述检测模块包括激光测距传感器4和plc控制器10，所述激光测距传感器4设置有固定支架5，激光测距传感器4通过固定支架5 与箱体3上端固定，激光测距传感器4发射端的延长线与熔炼池2底面垂直，激光测距传感器4用于检测熔炼池2的液位，激光测距传感器4与plc控制器10的模拟输入端连接，所述激光测距传感器4设置有降温单元，所述降温单元与plc控制器10电性连接。
29.如图2所示，所述固定支架5包括水平段6和连接段7，所述连接段7包括两个对向设置的直角三角形框架，所述直角三角形框架的一个直角边与箱体3固定；
30.所述水平段6为内部中空的i字型结构，水平段6的第一纵向段架设在两个所述直角三角形框架的另一直角边上，且通过螺栓与直角三角形框架固定；
31.水平段6的第二纵向段位置内嵌有激光测距传感器4。
32.实施例2
33.为了起到较好的降温效果，所述水平段6的中部设置降温单元，所述降温单元包括温度传感器11、空气涡流冷却器8和导风扇9， 所述温度传感器11与水平段6的侧壁固定，温度传感器11用于检测激光测距传感器4安装位置的温度，所述空气涡流冷却器8连接有气源，空气涡流冷却器8的控制端与plc控制器10的输出端连接，所述气源控制端与plc控制器10的输出端连接，空气涡流冷却器8的冷气输出端设置于水平段6内部，空气涡流冷却器8设置于水平段6外部。
34.所水平段6的第二纵向段的上部开设有圆形安装孔，所述导风扇9安装于圆形安装孔位置，导风扇9用于外排水平段6内的热气，导风扇9与plc控制器10通过接触器连接，导风扇9通过接触器的常开触点连接电源形成回路。
35.作业时，熔炼池2内的高温会传递到水平段6位置，对激光测距传感器4造成影响，在本实施例中，设置有温度传感器11，所述温度传感器11实时检测水平段6内的温度，温度传感器11的输出端连接plc控制器10，所述plc控制器10设定一个温度阈值，当温度传感器11的检测值达到设定的温度阈值时，plc控制器10使空气涡流冷却器8工作，同时设plc控制器10使接触器的线圈通电，设置在激光测距传感器4上方的导风扇9通电，导风扇9工作加速水平段6内部的空气流动，提高空气涡流冷却器8的降温效果。
36.实施例3
37.结合实施例1和2，在本实施例中，plc控制器10为西门子plc控制器，激光测距传感器4为高精度激光测距仪sick dt500-a311，空气涡流冷却器8采用sunair sr-j30型空气涡流冷却器。
38.在本实施例中，所述plc控制器10通信连接有hmi触控屏5。
39.在生产过程中，获取熔炼池2实时液位的目的在于计算储液池1内高温铝液的重
量，为了实现自动的实时的高温铝液的重量计算，建立数学模型；
40.如图1所示，储液池1的截面为倒置的梯形，高温铝液的截面对应为导致的梯形，其中b表示储液池1底面的长度（梯形下底长度），b为定值，由于高温铝液的重量与储液池1的液位呈正相关，a表示高温铝液的液面长度（梯形上底长度），a与储液池1的液位存在一一对应关系，在建立数学模型前，将a的所有取值与储液池1的液位进行对应，在此基础上，当得知储液池1的液位后（液位为h，高温铝液的高），求取高温铝液的梯形体的体积，再乘以高温铝液的密度，得到高温铝液的重量，如公式（1）~（2）所示：
41.v=（a+b）
×hꢀ÷2ꢀ×
l（1）；
42.g=v
×
ρ（2）；
43.其中，v表示高温铝液的截面积，l为储液池1的宽度，l为为定值，h为储液池1的液位（与熔炼池2的液位高度一致），g为高温铝液的重量，ρ为高温铝液的密度，铝液密度与温度有关，本实施例中高温铝液的密度取700℃，2.38g/cm
³
。
44.以上所述之实施例，只是本实用新型的较佳实施例而已，并非限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。