专利名称：静力式悬浮流体浓度在线检测计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种悬浮流体浓度在线检测装置。
在工业生产中，特别是在有色、黑色金属选矿和选煤生产中，矿浆浓度及其稳定度对精矿质量、金属回收率等选矿指标影响极大。因此，检测矿浆浓度，并及时调整，是生产过程控制的一个重要方面。目前，普遍采用的方法是人工定时取样，用浓度壶测定，但准确度差。市场上也先后推出过差压式、放射线式、超声波式等各种浓度在线检测计，其检测准确度可达±1～2％。它们的共同特点是，将被测悬浮流体(矿浆)引入一段U形管道，利用安装在U形管道壁上的压力、放射线、超声波发生源及接收传感器，将悬浮流体浓度变化而引起的压力差、放射线或超声波的衰减变化转换电信号后，输入控制器，实现对流体浓度的及时显示和调整控制。它们存在的共同问题是，U形管道在生产现场的安装和操作管理较复杂，特别是在选矿厂，U形管道易发生堵塞，从而影响生产。因此，限制了它们在生产中的应用。
本实用新型的目的是为了克服上述各种浓度在线检测计的缺陷，提供一种结构简单，工作可靠，检测精度高，而且安装、操作和管理方便，造价低廉的静力式悬浮流体浓度在线检测计。
本实用新型实现上述目的的技术方案是由外箱体，与外箱体共底，且其顶部平面低于外箱体顶部平面的内箱体，由螺丝固定在外箱体顶部的盖板，紧固于盖板上的支架，固定连接在支架上的浓度转换器和液面转换器，通过支杆悬挂式连接在浓度转换器上的浓度传感器，通过另一支杆悬挂式连接在液面转换器上的液面传感器(浮子)，将浓度传感器罩在其内部、限制浓度传感器的横向摆动幅度、并固紧在盖板上的传感器笼，穿过外箱体侧壁固接在内箱体侧壁上的进液管和固接在外箱体另一侧壁上的排液管构成一种静力式悬浮流体浓度在线检测计。同时，将浓度传感器和液面传感器(浮子)皆设置于内箱体的内部，且浓度传感器的顶端水平面和液面传感器的底部平面皆低于内箱体的顶部平面。
本实用新型的优点在于设计合理，结构简单，流态稳定。采用力矩-电转换器作浓度和液面转换器，而浓度传感器和液面传感器(浮子)则分别悬挂式连接在浓度和液面转换器上，分别对转换器施加一个垂直向下的力(静力)。流体浓度变化时，浸没于流体中的浓度传感器所受浮力(垂直向上)发生变化，导致传递给浓度转换器的静力发生变化；在流体流量发生变化，使内箱体溢流液面产生变化时，底部浸于流体中的液面传感器(浮子)所受浮力产生变化，导致传递给液面转换器的静力发生变化。浓度和液面转换器将其所受静力及其变化值转换成电信号，分别送至控制器。控制器将浓度传感器产生的瞬时浓度值信号，用液面传感器产生的液面变化值信号进行补偿、修正、再放大后进行浓度显示和发出调控指令。因此，检测精度高，测定浓度准确度达0.5-1％。由于本实用新型不采用U形管，而采用溢流堰式内箱体，避免了矿浆堵管问题。因此，工作可靠，安装、操作和管理简单方便，被称为“傻瓜”式流体浓度在线检测计。它的造价低廉，极具推广价值，可广泛用于有色、黑色金属选矿厂和选煤厂的悬浮流体(矿浆)，也可以用于化工等行业的非悬浮流体作浓度在线检测。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型整体结构示意图。
图2为本实用新型采用的方形内、外箱体结构俯视图。
图3为本实用新型采用方形内、外箱体结构的盖板俯视图。
图4为本实用新型一个实施例的浓度和液面转换器的主视图。
图5为图4的俯视图。
本实用新型主要由箱体、浓度检测、液面检测和控制器四大部分组成。
箱体部分包括外箱体1、内箱体2、盖板3、进液管12和排液管13。外箱体1可以作成方形，也可以作成圆形。内箱体2位于外箱体1的内部，并与其共底、同外形，还可以与外箱体1共一个侧壁(如图1和图2)。内、外箱体都是敞口的，但内箱体2的顶部平面要低于外箱体1的顶部平面。盖板3通过螺丝15固定在外箱体1顶部的突边上，盖板3的上表面上焊接一个支架11。进液管12穿过外箱体1的侧壁后，焊接在内箱体2和外箱体1的侧壁上。排液管13焊接在外箱体1的另一侧壁上。进液管12和排液管13一般安装在外箱体1的相对侧壁上。液体从进液管12流入内箱体2，然后从内箱体2顶部边缘溢流至内、外箱体之间的空隙中，再从排液管13排出。
浓度检测部分包括浓度传感器4，支杆5，浓度转换器6和传感器笼10。浓度传感器4的顶端固接着纤细的支杆5，支杆5穿过盖板3上的孔后，连接在浓度转换器6上，使浓度传感器4处于悬挂状态。浓度转换器6是一个力矩-电转换器，它可以直接采用称重压感器19(比如市售GEB型称重传感器)，并将其固定在支架11顶端设置的横梁上。也可以由称重压感器19、放大器20和转换器座21组成(如图4、图5)，转换器座21用螺钉固定在支架11的侧壁上(如图1)，称重压感器19用螺钉固定在转换器座21上，放大器20连接在称重压感器19的电信号输出端。增加一个放大器，使向控制器14传输的信号较强，抗衰减性好，有利提高检测精度。支杆5套在称重压感器19的伸出端，并用螺母23固定。悬挂的浓度传感器4对浓度转换器6产生的垂直向下的作用力(静力)，由称重压感器19转化成电信号，通过或不通过放大器20放大后，由电缆线17输入控制器14，称重压感器19的电源也由电缆线17供给。
浓度传感器4设置于内箱体2的顶部平面(溢流面)之下，能完全浸没在流体中。它是一个顶端尖小的光滑几何体，选用的材质和制成的几何形状应能防止流体中的悬浮颗粒在其表面沉积。浓度传感器4一般制成上部为圆锥形、中部为圆柱形、下部为球形的几何体。也可以制成上部为圆锥形、下部为圆柱形的几何体。也可以制成上部为圆锥形、中部为圆柱形、下部为倒圆锥形的梭状几何体。将它制成上部尖、下部大、横截面为圆的流线形几何体，效果最佳，但加工难度大些。浓度传感器4的尖小的顶端焊接在纤细的支杆5的下端。浓度传感器4可以制成空心几何体，或实心几何体，由选用材料的比重和待测流体浓度最大时的比重确定，应能确保待测流体浓度最大时，浓度传感器4对浓度转换器6的作用力(静力)方向仍垂直向下。
为了防止流体流量大，流速高时，使浓度传感器4发生横向摆动，影响检测精度，因此设置一个固紧在盖板3上的传感器笼10，将浓度传感器4罩在笼内。浓度传感器4的直径最大部分与传感器笼10之间的间隙很小，因此，它的横向摆动幅度受到严格限制，但它的纵向位移却不受任何阻碍。传感器笼10的一个实施例是制成正方形，它由上端为丝杆、下端被横杆固定连接成正方形的四根竖杆组成，每根竖杆穿过盖板3上的孔22后，用位于盖板3上下的一对螺母16夹紧在盖板3上，图3所示的就是该实施例用的盖板3。传感器笼10也可以由下端被横杆连接成圆形或多边形的多根竖杆组成。
液面检测部分包括液面传感器(浮子)7、支杆8和液面转换器9。液面传感器7是一个底部为平面的空心光滑几何体，并要使它下部的一部分位于内箱体2的顶部平面(溢流面)之下，即使该部分浸没在流体中。液面传感器7的顶端焊接一根支杆8，支杆8穿过盖板3上的孔后，连接在液面转换器9上，使液面传感器(浮子)处于悬挂状态，它对液面转换器9的作用力也始终垂直向下。液面转换器9用螺钉固定在支架11上。液面转换器9是和浓度转换器6结构和功能安全相同的力矩一电转换器。内箱体2内的液面发生变化时，由液面传感器(浮子)7传递到液面转换器9上的静力也产生变化，液面转换器9将这种静力及其变化值转换成电信号，并通过电缆线18输入控制器14，对检测浓度进行补偿、校正，消除液面波动对检测浓度值的影响，从而确保了本实用新型的检测精度。液面转换器9所需电源也由电缆线18供给。
控制器14将浓度转换器6和液面转换器9输入的电信号经处理和放大成常规标准信号后，在其表A2上显示出瞬时流量值，在其表A1上显示出经流量补偿校正后的瞬时浓度值，以便于操作人中观察和进行必要调整。控制器14还可以将检测浓度值信号输入打印机进行打印，也可以将检测浓度值与控制浓度设定值进行比较后，向相关的配套设备(比如清水阀)发出指令，对流体浓度进行调整，以保持流体浓度的恒定。表A1和表A2可以是数字式仪表，也可以是指针式仪表。
权利要求1.一种静力式悬浮流体浓度在线检测计，包括控制器[14]，其特征在于它是由外箱体[1]，与外箱体[1]共底，且其顶部平面低于外箱体[1]顶部平面的内箱体[2]，由螺丝[15]固定在外箱体[1]顶部的盖板[3]，紧固于盖板[3]上的支架[11]，固定连接在支架[11]上的力矩-电转换式浓度转换器[6]和液面转换器[9]，通过支杆[5]悬挂式连接在浓度转换器[6]上的浓度传感器[4]，通过支杆[8]悬挂式连接在液面转换器[9]上的液面传感器(浮子)[7]，将浓度传感器[4]罩在其内部、限制浓度传感器[4]横向摆动幅度、并固紧在盖板[3]上的传感器笼[10]，穿过外箱体[1]侧壁、固接在内箱体[2]侧壁上的进液管[12]和固接在外箱体[1]另一侧壁上的排液管[13]构成，浓度传感器[4]和液面传感器[7]皆设置在内箱体[2]的内部，且浓度传感器[4]的顶端水平面和液面传感器[7]的底部平面皆低于内箱体[2]的顶部平面。
2.根据权利要求1所述的静力式悬浮流体浓度在线检测计，其特征在于浓度传感器[4]可以是上部尖、下部大、横截面为圆的流线形几何体，也可以是上部为圆锥形、中部为圆柱形、下部为球形的光滑几何体，也可以是上部为圆锥形、下部为圆柱形的光滑几何体，还可以是上部为圆锥形、中部为圆柱形、下部为倒圆锥形的梭状光滑几何体。
3.根据权利要求2所述的静力式悬浮流体浓度在线检测计，其特征在于浓度传感器[4]可以是空心，或实心几何体。
4.根据权利要求1所述的静力式悬浮流体浓度在线检测计，其特征在于浓度转换器[6]和液面转换器[9]都是由固定在转换器座[21]上的称重压感器[19]与连接于称重压感器[19]电信号输出端的放大器[20]构成，转换器座[21]固定在支架[11]上。
5.根据权利要求1所述的静力式悬浮流体浓度在线检测计，其特征在于传感器笼[10]由上端为丝杆，并在下端被横杆连成正方形的四根竖杆组成，每根竖杆穿过盖板[3]后，由位于盖板[3]上下的一对螺母[16]夹紧在盖板[3]上。
专利摘要本实用新型涉及一种静力式悬浮流体浓度在线检测计。它由外箱体、内箱体、盖板、紧固在盖板上的支架、固定在支架上的浓度转换器和液面转换器、通过支杆悬挂式连接在浓度转换器上的浓度传感器、通过另一支杆悬挂式连接在液面转换器上的液面传感器(浮子)、浓度传感器笼、固接在内外箱体一侧壁的进液管、固接在外箱体另一侧壁的排液管,以及控制器组成。浓度检测准确度达0.5～1%,结构简单,工作可靠、造价低廉,可用于选矿、化工等行业的流体浓度在线检测。
文档编号G01N9/36GK2328008SQ9823008
公开日1999年7月7日 申请日期1998年1月21日 优先权日1998年1月21日
发明者谢一擎 申请人:桃林铅锌矿