專利名稱：回轉窯輪帶和托輪直徑動態測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種測量在旋轉中大直徑(超過500毫米)園形物直徑的測量裝置，特別適用水泥、冶金和化工行業中的回轉窯輪帶和托輪直徑的動態測量。
現有的回轉窯輪帶和托輪的直徑測量裝置，測量精度低，而且笨重。在《用激光測定回窯中心》一書中曾經詳細介紹了一種輪帶和托輪直徑測定儀，它主要由滾輪、計數軸、電磁離合器、機械計數器和機械連接件等組成，這種測定儀不僅體積大，而且非常笨重，電源也受到限制，必須使用220V交流電源，同時，由于它采用電磁離合器和機械計數器，故測量直徑的精度低，約為±8毫米，所以在測量中很不方便。
本實用新型針對上述出現問題，提供一種測量方便操作簡單、提高測量精度、便攜式回轉窯輪帶和托輪直徑測量裝置。
本實用新型的測量裝置的主要結構是在滾輪架上裝有滾輪和計數式編碼器，滾輪與其中心軸連為一體，它們相對滾輪架可以自由旋轉。計數式編碼器是一種能把旋轉角位移量成正比地轉換為數字量信號的機電器件。在此的編碼器與滾輪有以下關系當滾輪旋轉一圈時，編碼器通過其電纜輸出某一固定值的電脈沖方波數字信號。滾輪架由數個機械構件連接，并裝在一個座架上。旋轉體的周期測定器是由位置觸發器和位置傳感器組成。當位置觸發器接近經過位置傳感器時，位置傳感器通過電纜將向微機發出一個電脈沖信號。位置傳感器和計數式編碼器分別通過電纜直接與微機連接。一個直流電源向所有電氣部件供電。其特點在于使用了計數式編碼器和旋轉體周期測定器，它們分別通過電纜與一個微機系統配接，它們共用一個直流電源。
本實用新型采用的計數式編器至少應滿足以下條件當滾輪外徑轉過0.5毫米弧長，計數式編碼器與微機就能夠分辨、識別和記錄相應的數字信號。為了使測量直徑的誤差小于或等于±0.2毫米，計數式編碼器應優先選用角位移細分的增量式編碼器。該編碼器須滿足的技術條件為當滾輪旋轉一圈時，編碼器向微機輸出一固定值的電脈沖數字數字信號，該信號的數值應大于或等于滾輪外徑周長(毫米單位)數值的2倍。采用該編碼器后，本實用新型的電路部分就非常簡單，其主要結構特點是滾輪架上裝著滾輪和增量式編碼器，滾輪與其軸連為一體，增量式編碼器的軸與滾輪的軸由一個柔性聯軸器同軸相聯。滾輪架通過某些機械構件可以繞某一固定軸轉動，并在一個彈簧機構的作用下，使滾輪與被測旋轉體一直密切接觸。當然，在測量精度要求不高(約為±1.5毫米)的情況下，計數式編碼器也可以采用角位置－時間細分的增量式編碼器，該編碼器可不與滾輪軸相聯接，但是其電路將較為復雜，需要設計專用微機軟件程序，整個電路調試工作量大。在使用該裝置進行測量時，要求被測旋轉體必須勻速旋轉；不能變速旋轉、暫時停轉或反轉，否則測量將無法進行。
在本實用新型裝置中，由于把滾輪外徑周長作為基準尺來使用，故要求其外徑值在各種惡劣條件下都保持很好的穩定性，因此應選用耐磨和溫度膨脹系數極小的金屬材料，最好選用不銹鋼類中的銦鋼。滾輪的外徑約為100毫米左右。
本實用新型裝置中，其特征是旋轉體的周期測定器是由一個位置觸發器和一個二值型電型位置傳感器構成。該位置觸發器是一個帶永磁鐵的金屬物體，它可以穩定地吸附在被測旋轉體的側面。該位置傳感器是一個非接觸的電磁接近開關，它由表架支承著。
使用本實用新型進行測量時，先將位置觸發器吸在被測旋轉體的側面，用表架把位置傳感器穩定地安在位置觸發器旋轉經過的位置上，把本測量裝置安裝在被測旋轉體旁，通過機械連接件使滾輪與被測物直徑面一直密切接觸，保持純滾動運動。用電纜把所有電氣部件聯連起來，打開電源開關，就可進行測量。本實用新型的工作原理是當吸在被測物側面的位置觸發器旋轉經過位置傳感器時，該傳感器就向微機發出一個方波信號，此時微機開始記錄編碼器輸出的脈沖數。當位置觸發器旋轉一圈微機再收到傳感器發出的方波信號時，微機就停止記錄編碼器的脈沖數。這樣微機通過記錄被測物旋轉一圈時編碼器輸出的脈沖總數m，就可按下式算出旋轉體的直徑φφ＝ (m×p)/(π)式中P是編碼器轉出一個脈沖數時，滾輪外徑對應轉過的弧長值。為了減少測量誤差，一般要采集被測物轉5圈以上的數據，然后計算其平均值。
本實用新型的優點是，采用了增量式編碼器和周期測定器，大大簡化的測量裝置。由于滾輪外徑轉過1毫米弧長時，編碼器就輸出2個脈沖，而周期測定器測量周期的時間誤差小于±0.5毫秒，因此本測量裝置測量旋轉體直徑的理論誤差將小于0.2毫米。由于使用了微機系統，本裝置可以自動存儲、計算、顯示測量結果，并可計算多次測量的平均值。本裝置輕便小巧，操作簡單，制造成本低，便于推廣應用。
圖1測量裝置示意圖下面根據附圖描述本實用新型的實施例如圖1所示，本實用新型由滾輪1、增量式編碼器2、滾輪架3、彈簧套4、彈簧5、座架6、位置觸發器7、位置傳感器8、磁性表座9、帶直流電源的微機系統10組成。把一個帶永磁鐵的金屬座作為位置觸發器7吸到輪帶11的側面，用磁性表座9將位置傳感器8穩定地架到位置觸發器7旋轉經過的位置上，把座架6放到輪帶11旁，把滾輪1與輪帶11的被測直徑面相接觸，通過彈簧5使滾輪1與輪帶11一直密切接觸作純滾動運動，通過電纜將編碼器2和位置傳感器8即非接觸電磁接近開關與微機系統10聯連，微機系統10是帶5V直流電源的MCS51系列的單片機系統，這樣就可對輪帶直徑進行測量了。
權利要求1.一種回轉窯輪帶和托輪直徑動態測量裝置，其特征在于結構是滾輪架3上裝有滾輪1和計數式編碼器2，滾輪架3由機械構件連接，它裝在座架6上；位置觸發器7吸附在被測旋轉體上，位置傳感器8由表座9支承放在被測旋轉體的側面旁邊；計數式編碼器2和旋轉體周期測定器分別通過電纜與一個微機系統10配接，共用一個直流電源。
2.根據權利要求1所述的一種回轉轉窯輪帶和托輪直徑動態測量裝置，其特征在于，當滾輪1旋轉一圈時，計數式編碼器2就向微機10輸出某一固定值的電脈沖數，該數值大于或等于滾輪外徑周長數值的2倍(毫米單位)，計數式編碼器2應采用角位移細分的增量式編碼器，也可以是角位置一時間細分的增量式編碼器。
3.根據權利要求1所述的一種回轉帶和托輪直徑動態測量量裝置，其特征在于，滾輪1的外徑套圈是選用金材屬材料銦鋼，滾輪套圈的外徑為100毫米。
4.根據權利要求1所述的一種回轉窯帶和托輪直徑動態測量裝置，其特征在于，旋轉體的周期測定器是由一個位置觸發器7和一個二值型電類位置傳感器8組成。
5.根據權利要求4所述的一種回轉窯輪帶和托輪直徑動態測量裝置，其特征在于，周期測定器的位置觸發器7是一個帶永磁鐵的金屬座，二值型電類位置傳感器8是一個非接觸的電磁接近開關。
專利摘要本實用新型提供一種新型的測量在旋轉中大直徑(超過500毫米)圓形物的直徑測量裝置。改變原有輪帶與托輪直徑測量精度低、笨重的特點。
該裝置特點是滾輪架上裝有滾輪和增量式編碼器，滾輪架由機械構件連接并裝在座架上；位置觸發器吸在被測旋轉體上，位置傳感器放在被測旋轉體旁；位置傳感器和增量式編碼器通過電纜與微機聯接，共用一個直流電源。這樣就使該儀器提高了測量精度，而且操作簡單，自重輕、成本低，有利推廣應用。
文檔編號G01B7/12GK2173389SQ9320853
公開日1994年8月3日 申請日期1993年4月3日 優先權日1993年4月3日
發明者張云 申請人:武漢工業大學