物位檢測設備的制作方法

技術領域

本發明涉及物位測量技術領域，特別涉及一種固體料倉料位測量的物位檢測設備。

背景技術：

目前市面上具有多種多樣的物位測量儀器，由于料倉裝置不盡相同適用環境也不同。

固體料倉是儲存固體松散物料的容器，但是固體物料如石灰粉、煤炭、糧食等進倉時會產生大量的粉塵，利用激光測量或者超聲波測量會受到粉塵、凹凸面等其他因素的干擾，從而影響測量結果的準確性，料倉內粉塵嚴重時，將造成儀表失效。采用3D物位掃描儀雖然可以克服上述問題，但是其成本太高。

因此在固體料倉中一般利用重錘探測物位，其工作原理是在測量索下端吊一重錘，測量索被重錘產生的張力張緊，測量時重錘從原點即初始高位逐漸下降，當重錘降落至物料表面時，重錘被物料托起，此時測量索上張力突然減小，物位計感知失重，同時計量測量索從初始高位開始的位移長度L，并計算出物料高度Ht＝A－L，其中A為從初始高位到物料零高度位置的距離，然后把重錘收起。在測量工作的過程中，由于粉塵的影響而使得測量裝置中的某些部件可能會發生故障，如果重錘在上升過程中由于上述故障而不能停止運行，則重錘將一直保持上升狀態直至破壞整個物位檢測設備，從而給測量工作帶來不利后果。

技術實現要素：

本發明提出一種物位檢測設備，用于解決現有技術的不足，本裝置既可以準確測量物位，又具有限位保護功能、成本低廉、抗干擾能力強，具有結構簡單，操作方便的優點。

本發明的目的是提供一種物位檢測設備，具體技術方案如下：

一種物位檢測設備，包括重物和PLC，及用于驅動重物升降的升降機構，測量重物位移的測位裝置和感知重物重量變化狀況的傳感裝置，所述升降機構、測位裝置和傳感裝置分別與PLC電連接，本測量裝置還包括過保護裝置，用于重物上升過程中的限位保護，所述過保護裝置與PLC電連接。

本發明還可以通過以下技術措施得以進一步實現。

進一步，所述升降機構包括吊裝支架和固定支架，固定支架上設有電機，所述電機與PLC電連接，且電機輸出軸上套設固定有繞線盤，所述繞線盤上固定有測量索；

所述傳感裝置為張力傳感器或稱重傳感器，所述張力傳感器或稱重傳感器吊設在吊裝支架上，所述張力傳感器或稱重傳感器的下方吊設有滑輪，張力傳感器或稱重傳感器與PLC電連接，所述測量索的自由端繞過所述滑輪與重物相連。

進一步的，所述過保護裝置包括重錘和用于感知重錘重量變化狀況的防過卷開關，所述重錘通過吊繩吊設在所述防過卷開關的下側，且所述重錘套設在重物上方的測量索上，防過卷開關的輸出端與PLC的輸入端相連。

進一步的，所述過保護裝置包括重錘和用于感知重錘重量變化狀況的防過卷開關，所述重錘通過吊繩吊設在所述防過卷開關的下側，且所述重錘套設在重物上方的測量索上，防過卷開關的輸出端與PLC的輸入端相連,所述過保護裝置還包括與PLC電連接的第二接近開關，所述第二接近開關的設置位置高于重錘的吊設位置，所述第二接近開關檢測到所述重錘或重物時，發送信號至所述PLC；

或者，所述過保護裝置包括與PLC電連接的第二接近開關，所述第二接近開關的設置位置高于重物在處于工作狀態時的高位位置，所述第二接近開關檢測到所述重物時，發送信號至所述PLC。

進一步的，所述過保護裝置包括重錘和用于感知重錘重量變化狀況的防過卷開關，所述重錘通過吊繩吊設在所述防過卷開關的下側，且所述重錘套設在重物上方的測量索上，防過卷開關的輸出端與PLC的輸入端相連，所述過保護裝置還包括防護口，所述測量索穿過防護口與重物相連，所述重錘設置在防護口和重物之間，所述防護口的大小設置為限制重錘通過，當張力傳感器或稱重傳感器檢測到測量索的張力大于重錘和重物二者的重量之和時，發送信號至所述PLC；

或者，所述過保護裝置包括防護口，所述測量索穿過防護口與重物相連，所述防護口的大小設置為限制重物通過，當張力傳感器或稱重傳感器檢測到測量索的張力大于重物的重量時，發送信號至所述PLC。

進一步的，所述過保護裝置包括重錘和用于感知重錘重量變化狀況的防過卷開關，所述重錘通過吊繩吊設在所述防過卷開關的下側，且所述重錘套設在重物上方的測量索上，防過卷開關的輸出端與PLC的輸入端相連，所述過保護裝置還包括防護口和設置在重物上部并與重物相連的防護部件，所述測量索穿過防護口與防護部件相連，所述重錘設置在防護口和防護部件之間，所述防護口的大小設置為限制重錘通過，所述防護部件上設有便于與重錘卡接的結構強度薄弱部位，此結構強度薄弱部位在受力斷裂時使得防護部件和重物相分離，所述防護部件上的薄弱部位處的結構強度小于所述防護口、測量索以及重錘三者中的最小結構強度，當張力傳感器或稱重傳感器檢測到測量索的張力小于重物的重量時，發送信號至所述PLC；

或者，所述過保護裝置包括防護口和設置在重物上部并與重物相連的防護部件，所述測量索穿過防護口與防護部件相連，所述防護口的大小設置為限制防護部件通過，所述防護部件上設有便于與防護口卡接的結構強度薄弱部位，此結構強度薄弱部位在受力斷裂時使得防護部件和重物相分離，所述防護部件上的薄弱部位處的結構強度小于所述防護口、測量索二者中的最小結構強度，當張力傳感器或稱重傳感器檢測到測量索的張力小于重物的重量時，發送信號至所述PLC。

進一步的，當過保護裝置中包括重錘和防過卷開關時，所述過保護裝置還包括防護口，所述測量索穿過防護口與重物相連，所述重錘設置在防護口和重物之間，所述防護口的大小設置為限制重錘通過，當張力傳感器或稱重傳感器檢測到測量索的張力大于重錘和重物二者的重量之和時，發送信號至所述PLC；

當過保護裝置中不包括重錘和防過卷開關時，所述過保護裝置包括防護口，所述測量索穿過防護口與重物相連；所述防護口的大小設置為限制重物通過，當張力傳感器或稱重傳感器檢測到測量索的張力大于重物的重量時，發送信號至所述PLC。

進一步的，當過保護裝置中包括重錘和防過卷開關時，所述過保護裝置包括防護口和設置在重物上部并與重物相連的防護部件，所述測量索穿過防護口與防護部件相連，所述重錘設置在防護口和防護部件之間，所述防護口的大小設置為限制重錘通過，所述防護部件上設有便于與重錘卡接的結構強度薄弱部位，此結構強度薄弱部位在受力斷裂時使得防護部件和重物相分離，所述防護部件上的薄弱部位處的結構強度小于所述防護口、測量索以及重錘三者中的最小結構強度，當張力傳感器或稱重傳感器檢測到測量索的張力小于重物的重量時，發送信號至所述PLC；

當過保護裝置中不包括重錘和防過卷開關時，所述過保護裝置包括防護口和設置在重物上部并與重物相連的防護部件，所述測量索穿過防護口與防護部件相連，所述防護口的大小設置為限制防護部件通過，所述防護部件上設有便于與防護口卡接的結構強度薄弱部位，此結構強度薄弱部位在受力斷裂時使得防護部件和重物相分離，所述防護部件上的薄弱部位處的結構強度小于所述防護口、測量索二者中的最小結構強度，當張力傳感器或稱重傳感器檢測到測量索的張力小于重物的重量時，發送信號至所述PLC。

優選的，當過保護裝置中包括重錘時，所述防護部件為三段式階梯軸，包括與測量索相連的上段軸、與重物相連的下段軸以及設置在上段軸和下段軸之間的中段軸，所述下段軸直徑＞重錘上供測量索穿過的孔的直徑＞上段軸直徑＞中段軸直徑，所述中段軸即為防護部件上的結構強度薄弱部位；

當過保護裝置中不包括重錘時，所述防護部件為三段式階梯軸，包括與測量索相連的上段軸、與重物相連的下段軸以及設置在上段軸和下段軸之間的中段軸，所述下段軸直徑＞防護口的開口直徑＞上段軸直徑＞中段軸直徑，所述中段軸即為防護部件上的結構強度薄弱部位。

優選的，當過保護裝置中包括重錘時，所述防護部件為三段式階梯軸，包括與測量索相連的上段軸、與重物相連的下段軸以及設置在上段軸和下段軸之間的中段軸，所述下段軸直徑＞重錘上供測量索穿過的孔的直徑＞上段軸直徑＞中段軸直徑，所述中段軸即為防護部件上的結構強度薄弱部位；

當過保護裝置中不包括重錘時，所述防護部件為三段式階梯軸，包括與測量索相連的上段軸、與重物相連的下段軸以及設置在上段軸和下段軸之間的中段軸，所述下段軸直徑＞防護口的開口直徑＞上段軸直徑＞中段軸直徑，所述中段軸即為防護部件上的結構強度薄弱部位。

本發明的有益效果在于：

1)本發明適于測量固體料倉中的物位，特別適合測量一些粉塵較多的環境例如煤倉，一般的測量裝置因為受粉塵的干擾不僅測量結果不準而且儀器也很容易損壞。本裝置不僅測量結果準確，抗干擾，添加了過保護裝置，在重物上升時即使某些部件失靈，仍然可以使本裝置正常運行，保證重物不會過度上升，損壞裝置，具有較高的安全性。

2)當重物上升時托起重錘，防過卷開關檢測到重錘重量的變化，并將信號傳入PLC，PLC控制電機停止轉動，本裝置較為簡單，易于操作；本裝置的過保護裝置設置多道保護屏障，經過層層防護，已經可以有效的保護本裝置過度上升，每一道保護屏障的結構較為簡單，而且各部分部件環環相扣，節約成本，易于操作。

3)本發明中的繞線盤上可設置多個凸起，第一接近開關可以準確測量繞線盤的行程，使測量結果更加精確。

4)本發明中設置有階梯軸狀的防護部件，防護部件的重量大大小于重物的重量，且防護部件設有強度較低而易被拉裂的中部。

正常工作時，防護部件與與測量索相連，此時張力傳感器或稱重傳感器測量到的重力值為防護部件與重物的重量之和；而當防護部件被拉裂開時，重物將與測量索分離并在重力的作用下下落，從而使得張力傳感器或稱重傳感器測量到的重力值小于重物的重量，PLC接收到變化后的數據后向電機發出停止運行的指令，電機停止轉動，實現了對測量裝置的保護。

5)本發明中的防護部件的結構簡單易于加工，且安裝使用方便。

6)本發明中重物的質量遠遠大于測量索的質量，且重物質量和體積大于重錘的質量和體積，當料倉內的物料到達安息角時，物料的上表面是傾斜的，帶有下錐角的重物接觸到料倉內的物料傾斜面時不會滑落，使測量結果更加準確。

7)PLC還可以與上位機雙向通訊連接相連，上位機不僅可以顯示測量結果，還可以向PLC中輸入信息，控制PLC，從而更加便于操作人員工作，不但提高了物位測量的準確性，還保障了操作人員的安全。

附圖說明

圖1為本發明第一種具體實施方式結構示意圖。

圖2為本發明第六種具體實施方式結構示意圖

圖3為本發明第十種具體實施方式結構示意圖

圖4為本發明第十一種具體實施方式結構示意圖

圖5為本發明的中繞線盤的示意圖。

圖6為本發明第十一種具體實施方式中防護部件的局部放大示意圖。

圖7為本發明第十一個具體實施例的信號傳輸示意圖。

圖中標注符號的含義如下：

10—料倉 11—電機 12—繞線盤 13—滑輪 14—測量索 15—重物 16—吊裝支架 17—固定支架 18—線槽

20—第一接近開關 21—凸起

30—張力傳感器或稱重傳感器

40—重錘 41—防過卷開關 42—吊繩 43—第二接近開關 44—防護口 45—防護部件

50—PLC 60—上位機

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。

1、本發明的第一種實施方式

參照圖1，料倉10頂部相鄰的設置有固定支架17和筒狀吊裝支架16，固定支架17上固定著電機11，電機11的輸出軸上套設固定著繞線盤12，繞線盤12上設有線槽18，線槽18內固定有測量索14，吊裝支架16頂部吊設著張力傳感器或稱重傳感器30，張力傳感器或稱重傳感器30的下方吊設有滑輪13，測量索14的自由端繞過滑輪13與重物15相連；

繞線盤12一側面板的邊緣上均勻分布著至少兩個凸起21，凸起21與第一接近開關20配合使用，用于測量重物15下降或上升的距離；張力傳感器或稱重傳感器30和第一接近開關20與PLC50電連接；

過保護裝置包括套設在重物15上方測量索上的重錘40，和設置在吊裝支架16上用于感知重錘40重量變化的防過卷開關41，防過卷開關41與重錘40之間通過吊繩42連接，防過卷開關41與PLC50電連接。

2、本發明的第二種實施方式

所述過保護裝置包括與PLC50電連接的第二接近開關43，所述第二接近開關43的設置位置高于重物15在處于工作狀態時的高位位置，所述第二接近開關43檢測到所述重物15時，發送信號至所述PLC30。

3、本發明的第三種實施方式

所述過保護裝置包括防護口44，所述測量索14穿過防護口44與重物15相連，所述防護口44的大小設置為限制重物15通過，當張力傳感器或稱重傳感器30檢測到測量索14的張力大于重物15的重量時，發送信號至所述PLC30。

4、本發明的第四種實施方式

所述過保護裝置包括防護口44和設置在重物15上部并與重物15相連的防護部件45，所述測量索14穿過防護口44與防護部件45相連；所述防護口44的大小設置為限制防護部件45通過，所述防護部件45上設有便于與防護口44卡接的結構強度薄弱部位，此結構強度薄弱部位在受力斷裂時使得防護部件45和重物15相分離，所述防護部件45上的薄弱部位處的結構強度小于所述防護口44、測量索14二者中的最小結構強度，當張力傳感器或稱重傳感器30檢測到測量索14的張力小于重物15的重量時，發送信號至所述PLC50。

所述防護部件45為三段式階梯軸，包括與測量索14相連的上段軸、與重物15相連的下段軸以及設置在上段軸和下段軸之間的中段軸，所述下段軸直徑D3＞防護口44的開口直徑D4＞上段軸直徑D1＞中段軸直徑D2，所述中段軸即為防護部件45上的結構強度薄弱部位。

5、本發明的第五種具體實施方式

所述過保護裝置包括重錘40和用于感知重錘40重量變化狀況的防過卷開關41，所述重錘40通過吊繩42吊設在所述防過卷開關41的下側，且所述重錘40套設在重物15上方的測量索14上，防過卷開關41的輸出端與PLC50的輸出端相連,所述過保護裝置還包括與PLC30電連接的第二接近開關43，所述第二接近開關43的設置位置高于重錘40的吊設位置，所述第二接近開關43檢測到所述重錘40或重物15時，發送信號至所述PLC50。

6、本發明的第六種具體實施方式

所述過保護裝置包括重錘40和用于感知重錘40重量變化狀況的防過卷開關41，所述重錘40通過吊繩42吊設在所述防過卷開關41的下側，且所述重錘40套設在重物15上方的測量索14上，防過卷開關41的輸出端與PLC50的輸入端相連，所述過保護裝置還包括防護口44，所述測量索14穿過防護口44與重物15相連，所述重錘40設置在防護口44和重物15之間，所述防護口44的大小設置為限制重錘40通過，當張力傳感器或稱重傳感器30檢測到測量索14的張力大于重錘40和重物15二者的重量之和時，發送信號至所述PLC50。

7、本發明的第七種具體實施方式

所述過保護裝置包括與PLC50電連接的第二接近開關43，所述第二接近開關43的設置位置高于重物15在處于工作狀態時的高位位置，所述第二接近開關43檢測到所述重物15時，發送信號至所述PLC50；

所述過保護裝置還包括防護口44，所述測量索14穿過防護口44與重物15相連，所述防護口44的大小設置為限制重物15通過，當張力傳感器或稱重傳感器30檢測到測量索14的張力大于重物15的重量時，發送信號至所述PLC50。

8、本發明的第八種具體實施方式

所述過保護裝置包括與PLC50電連接的第二接近開關43，所述第二接近開關43的設置位置高于重物15在處于工作狀態時的高位位置，所述第二接近開關43檢測到所述重物15時，發送信號至所述PLC50；

所述過保護裝置還包括防護口44和設置在重物15上部并與重物15相連的防護部件45，所述測量索14穿過防護口44與防護部件45相連；所述防護口44的大小設置為限制防護部件45通過，所述防護部件45上設有便于與防護口44卡接的結構強度薄弱部位，此結構強度薄弱部位在受力斷裂時使得防護部件45和重物15相分離，所述防護部件45上的薄弱部位處的結構強度小于所述防護口44、測量索14二者中的最小結構強度，當張力傳感器或稱重傳感器30檢測到測量索14的張力小于重物15的重量時，發送信號至所述PLC50；

所述防護部件45為三段式階梯軸，包括與測量索14相連的上段軸、與重物15相連的下段軸以及設置在上段軸和下段軸之間的中段軸，所述下段軸直徑D3＞防護口44的開口直徑D4＞上段軸直徑D1＞中段軸直徑D2，所述中段軸即為防護部件45上的結構強度薄弱部位。

9、本發明的第九種具體實施方式

所述過保護裝置包括重錘40和用于感知重錘40重量變化狀況的防過卷開關41，所述重錘40通過吊繩42吊設在所述防過卷開關41的下側，且所述重錘40套設在重物15上方的測量索14上，防過卷開關41的輸出端與PLC50的輸入端相連，所述過保護裝置還包括防護口44和設置在重物15上部并與重物15相連的防護部件45，所述測量索14穿過防護口44與防護部件45相連，所述重錘40設置在防護口44和防護部件45之間，所述防護口44的大小設置為限制重錘40通過，所述防護部件45上設有便于與重錘40卡接的結構強度薄弱部位，此結構強度薄弱部位在受力斷裂時使得防護部件45和重物15相分離，所述防護部件45上的薄弱部位處的結構強度小于所述防護口44、測量索14以及重錘40三者中的最小結構強度，當張力傳感器或稱重傳感器30檢測到測量索14的張力小于重物15的重量時，發送信號至所述PLC50；

所述防護部件45為三段式階梯軸，包括與測量索14相連的上段軸、與重物15相連的下段軸以及設置在上段軸和下段軸之間的中段軸，所述下段軸直徑D3＞重錘15上供測量索14穿過的孔的直徑D＞上段軸直徑D1＞中段軸直徑D2，所述中段軸即為防護部件45上的結構強度薄弱部位。

10、本發明的第十種具體實施方式

所述過保護裝置包括重錘40和用于感知重錘40重量變化狀況的防過卷開關41，所述重錘40通過吊繩42吊設在所述防過卷開關41的下側，且所述重錘40套設在重物15上方的測量索14上，防過卷開關41的輸出端與PLC50的輸入端相連,所述過保護裝置還包括與PLC30電連接的第二接近開關43，所述第二接近開關43的設置位置高于重錘40的吊設位置，所述第二接近開關43檢測到所述重錘40或重物15時，發送信號至所述PLC50；

所述過保護裝置還包括防護口44，所述測量索14穿過防護口44與重物15相連，所述重錘40設置在防護口44和重物15之間，所述防護口44的大小設置為限制重錘40通過，當張力傳感器或稱重傳感器30檢測到測量索14的張力大于重錘40和重物15二者的重量之和時，發送信號至所述PLC50。

11、本發明的第十一種具體實施方式

所述過保護裝置包括重錘40和用于感知重錘40重量變化狀況的防過卷開關41，所述重錘40通過吊繩42吊設在所述防過卷開關41的下側，且所述重錘40套設在重物15上方的測量索14上，防過卷開關41的輸出端與PLC50的輸入端相連,所述過保護裝置還包括與PLC30電連接的第二接近開關43，所述第二接近開關43的設置位置高于重錘40的吊設位置，所述第二接近開關43檢測到所述重錘40或重物15時，發送信號至所述PLC50；

所述過保護裝置包括防護口44和設置在重物15上部并與重物15相連的防護部件45，所述測量索14穿過防護口44與防護部件45相連，所述重錘40設置在防護口44和防護部件45之間，所述防護口44的大小設置為限制重錘40通過，所述防護部件45上設有便于與重錘40卡接的結構強度薄弱部位，此結構強度薄弱部位在受力斷裂時使得防護部件45和重物15相分離，所述防護部件45上的薄弱部位處的結構強度小于所述防護口44、測量索14以及重錘40三者中的最小結構強度，當張力傳感器或稱重傳感器30檢測到測量索14的張力小于重物15的重量時，發送信號至所述PLC50；

所述防護部件45為三段式階梯軸，包括與測量索14相連的上段軸、與重物15相連的下段軸以及設置在上段軸和下段軸之間的中段軸，所述下段軸直徑D3＞重錘15上供測量索14穿過的孔的直徑D＞上段軸直徑D1＞中段軸直徑D2，所述中段軸即為防護部件45上的結構強度薄弱部位。

上述二至十一種具體實施方式中的不同之處在于過保護裝置的不同，其它部分均與第一個具體實施部分中除過保護裝置以外的其他描述相同。

所述重物15為兩頭較尖而中部較粗的流線型梭狀物。

上述十一個具體實施方式中的PLC50均可以與上位機60電連接。

第十一個具體實施方式的測位方法過程如下：

1)啟動電機11，繞線盤12隨電機11的輸出軸一起正轉，重物15開始下降，同時第一光電開關20開始統計凸起21經過第一接近開關20的次數，并將數據傳送到PLC50，PLC50計算重物15下降的位移，張力傳感器或者稱重傳感器30時刻檢測重物15的張力或者重量變化；

2)PLC50內設置有重物15上限和重物15下限，當重物15接觸到物料表面時，張力傳感器或者稱重傳感器30檢測到的張力或者重量小于PLC50內部的重物上限，PLC50控制電機11反轉，重物15上升，同時PLC50計算出料位高度，并向上位機60輸出料位高度；

3)PLC50內設有重錘40上限，當防護部件45的下段軸端面與重錘40下表面相接觸時，重物15托起防護部件45和重錘40一起上升，防過卷開關41檢測到重錘40重量變小，PLC50控制電機11停止轉動；

若防過卷開關41失效，重物15托著防護部件45和重錘40持續上升，當第二接近開關43檢測到重錘40時，第二接近開關43將檢測到的信息傳入PLC50，PLC50控制電機11停止轉動；

若第二接近開關43失效，重物15托著防護部件45和重錘40繼續上升，重錘40被防護口44阻擋，由于防護口44的阻力作用，張力傳感器或者稱重傳感器30檢測到的張力或者重力大于PLC50內部的重物上限，PLC50控制電機11停止轉動；

若還未達到PLC50內部的重物15上限，電機11強行拉升重物15，由于防護口44的阻擋作用，此時拉力將超過防護部件45的承受范圍，使防護部件45從中段軸部位斷裂，重物15猛然下落，張力傳感器或稱重傳感器30檢測到較大的張力或者重力，此時達到PLC50內部的重物15上限，PLC50命令電機11停止轉動；

若在重物15上升的過程中張力傳感器或稱重傳感器30失效，防護部件45斷裂，重物15落下，測量索14被收卷入繞線盤12，此時第一接近開關20檢測到電機11反轉使的凸起21計數與檢測到電機11正轉時的凸起21計數差大于PLC50預設最大差值，PLC50控制電機15停止轉動。

作為本測量裝置的第二種實施方式：所述防護口44的大小方便所述重錘穿過而阻擋所述重物15和防護部件44穿過，所述防護部件45為內置定量松散測量索14的殼體，所述防護部件45殼體的結構強度小于所述防護口44和測量索14的結構強度，其他部分與第一種實施方式相同。