CN111121914A - 一种物位检测传感装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物位检测传感装置，属于检测设备技术领域，包括靠近落料口的弹性长杆、位于弹性长杆上端的支点以及贴近弹性长杆上端的至少一个压力传感器，在物料堆积到一定的高度接触并推动弹性长杆的底端时，弹性长杆的底端沿物料堆积形成的坡度倾斜，根据杠杆原理，压力在成比例缩小后传递给弹性长杆上端的压力传感器，可以有效感知落料口处的物料的料位高度，即弹性长杆的底端所在的位置，检测精度高；弹性长杆没有其余运动部件，不需要电气连接，不怕挂料，不怕掩埋，而且发生形变也不会损坏，可持续作业，耐用性强；操作简单，易于拆装和维护，有效的节约了企业的成本，具有非常广泛的适用性。

Description

一种物位检测传感装置

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，特别涉及一种物位检测传感装置。

背景技术

目前，公知的高料位检测设备有阻旋开关，射频导纳开关，雷达料位计，音叉料位开关，震动式料位开关，重锤式料位计，超声波式料位计，核子料位计，无源核子料位计。上述物位检测传感装置按照其安装方式分为顶装式、侧装式和仓外安装式。

侧装式测量方案的普遍问题是距离落料口比较远，不能反映出落料点的料位，从而使得检测精度低；而且料仓内料位下降时，很容易损坏测量装置。

顶装式测量方案有接触式和非接触式。非接触式有雷达式和超声波式。它们的测量点都不能离落料点太近，否则在落料时容易误报；重锤式料位计通过重锤下探来感知料位，不能连续监测料位，而且容易被落料掩埋而断落；阻旋开关和震动式料位开关因其运动部件容易损坏，使用寿命比较短，成本高；射频导纳开关受被测料的介电常数影响较大，测量精度低；音叉料位开关容易因探头挂料而误报。所有接触式的料位开关都是刚性的，很容易因落料掩埋而变形损坏。

核子料位计，无源核子料位计采用的是仓外安装。核子料位计因为有放射源，在很多场合的应用都受到限制。无源核子料位计由于准确度不够且安装位置远离落料点而难以满足实际的测量要求。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种物位检测传感装置，通过在落料口附近设置弹性长杆，弹性长杆上端设有支点和压力传感器，落料到一定高度后，物料推动弹性长杆产生压力，通过杠杆原理传递到压力传感器，从而精确感知物料上升的高度。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供一种物位检测传感装置，包括靠近一料仓的一落料口的弹性长杆，所述弹性长杆的上端设有一支点，所述弹性长杆的下端沿落料方向向所述料仓的内部延伸，用于感应落料口处物料堆积的高度；

还包括若干个压力传感器，其中，至少一个压力传感器的感应元件贴近所述弹性长杆的上端并位于靠近所述落料口的一侧，所述压力传感器电连接有信号传输单元，当物料堆积到一定高度后会挤压并推动弹性长杆的底端，根据支点杠杆效应，弹性长杆底端由于受到物料的挤压推动导致弹性长杆上端挤压压力传感器，形成传感器压力峰值信号，传输给信号传输单元进行处理，便于后续人工识别并手动停止进料，或机器自动控制停止进料。

进一步地，还包括用于所述压力传感器的过压保护装置，用于保护压力传感器，当弹性长杆传过来的压力达到压力传感器的满量程时，额外的压力不会作用在压力传感器上。

进一步地，所述压力传感器为三个，且在竖直方向互相间隔120°均匀绕设于所述弹性长杆，使得弹性长杆可以在料仓内自由摆动，在弹性长杆受压力作用后，至少有一个压力传感器可以感应到，通过三个压力传感器的测量数据的组合，不仅可以得到弹性长杆底端所受力的大小，还可以判断出受力方向。

进一步地，所述三个压力传感器绕设于所述弹性长杆的同一处，使结构紧凑，节约占用空间，易于保护。

进一步地，所述支点为调心轴承，所述弹性长杆嵌设于所述调心轴承的内圈滚道内。

进一步地，所述弹性长杆的上端套设有一固定所述支点的保护外壳，所述压力传感器位于所述保护外壳内，在有效固定支点的同时，还可以保护压力传感器。

进一步地，所述支点位于所述保护外壳的顶部并连接于所述弹性长杆的顶端，所述压力传感器位于所述支点的下方，以顶端为杠杆支点，使弹性长杆底端受到的压力在成比例缩小后传递给支点下方的压力传感器；或者，所述支点靠近所述保护外壳的下端并连接于所述弹性长杆的上端，所述压力传感器位于所述支点的上方，以弹性长杆的上端为支点，使弹性长杆底端受到的压力成比例缩小后传递给支点上方的压力传感器。

进一步地，所述弹性长杆为弹簧钢、碳纤维、玻璃钢或不锈钢材质。

进一步地，所述弹性长杆为圆柱体或多棱柱体。

有益效果：同现有技术相比，本发明的不同之处在于，本发明提供的物位检测传感装置，包括靠近落料口的弹性长杆、位于弹性长杆上端的支点以及贴近弹性长杆上端的至少一个压力传感器，在物料堆积到一定的高度接触并推动弹性长杆的底端时，弹性长杆的底端沿物料堆积所形成的坡度倾斜，根据杠杆原理，压力在成比例缩小后传递给弹性长杆上端的压力传感器，可以有效感知落料口处的物料的料位高度，即弹性长杆的底端所在的位置，检测精度高；弹性长杆没有其余运动部件，不需要电气连接，不怕挂料，不怕掩埋，而且发生形变也不会损坏，可持续作业，耐用性强；压力传感器在量程内也非易损元件，可长期使用；操作简单，易于拆装和维护，有效的节约了企业的成本，具有非常广泛的适用性。

附图说明

图1为本申请一较佳实施例的物位检测传感装置的主视图。

图2为本申请实施例一中支点与压力传感器相对位置的主视示意图。

图3为本申请实施例二中支点与压力传感器相对位置的主视示意图。

图4为本申请实施例三中支点与压力传感器相对位置的主视示意图。

其中，1-料仓，11-物料，2-落料口，3-弹性长杆，4-支点，5-压力传感器，6-保护外壳。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一：

参阅图1和图2所示，本发明提供一种物位检测传感装置，包括位于料仓1的落料口2右侧的弹性长杆3，所述弹性长杆3的上端设有支点4，所述弹性长杆3的下端沿落料方向垂直向所述料仓1的内部延伸，用于感应落料口2处物料11堆积的高度；

还包括一个压力传感器5，该压力传感器5的感应元件贴近所述弹性长杆3的上端的左侧，所述压力传感器5电连接有信号传输单元，当物料11堆积到一定高度后会接触并推动弹性长杆3的底端，弹性长杆3的底端沿物料11堆积的坡度向右侧偏移，根据杠杆原理，弹性长杆3的上端会相应的向左侧偏移，即向落料口2的方向偏移，从而会挤压弹性长杆3上端的压力传感器5，形成传感器压力峰值信号，传输给信号传输单元进行处理，便于后续人工识别并手动停止进料，或机器自动控制停止进料。

优选地，还包括用于所述压力传感器5的过压保护装置，优选为压力过载保护器，用于保护压力传感器，当弹性长杆3传过来的压力达到压力传感器5的满量程时，额外的压力不会作用在压力传感器5上。

优选地，所述支点4为调心轴承，所述弹性长杆3嵌设于所述调心轴承的内圈滚道内，便于弹性长杆3在轴向一定范围内的旋转。

优选地，所述弹性长杆3为弹簧钢、碳纤维、玻璃钢或不锈钢材质。

优选地，所述弹性长杆3为圆柱体或多棱柱体，显然，在不影响弹性长杆3现有作用的基础上，弹性长杆3也可以设置为非标准形状的杆体，比如上端细、上端粗的类圆锥体，同样位于该发明创造的保护范围之内。

优选地，所述弹性长杆3的上端套设有固定所述支点4的保护外壳6，所述压力传感器5位于所述保护外壳6内，在有效固定支点4的同时，还可以保护压力传感器5不受外界的影响。

优选地，所述支点4位于所述保护外壳6的顶部并连接于所述弹性长杆3的顶端，所述压力传感器5位于所述支点4的下方，以顶端为杠杆支点，使弹性长杆3底端受到的压力在成比例缩小后传递给支点4下方的压力传感器5。

实施例二：

本实施例与实施例一中的相同之处不再赘述，仅叙述不同之处。

参阅图3所示，在该实施例中，所述支点4靠近所述保护外壳6的下端并连接于所述弹性长杆3的上端，所述压力传感器5位于所述支点4的上方，以弹性长杆3的上端为支点，使弹性长杆3底端受到的压力成比例缩小后传递给支点4上方的压力传感器5。

实施例三：

本实施例与实施例二中的相同之处不再赘述，仅叙述不同之处。

参阅图4所示，在该实施例中，所述压力传感器5为三个，且在竖直方向互相间隔120°均匀绕设于所述弹性长杆3，使得弹性长杆3可以在料仓内自由摆动，无需考虑压力传感器5在弹性长杆3上相对于落料口2的位置，在弹性长杆3受压力作用后，至少有一个压力传感器5可以感应到，通过三个压力传感器5的测量数据的组合，不仅可以得到弹性长杆3底端所受力的大小，还可以判断出受力方向。

优选地，所述三个压力传感器5绕设于所述弹性长杆3的同一处，使结构紧凑，节约占用空间，易于保护。

具体来说，物料从落料口向料仓内进料，当物料堆积到一定高度后会接触弹性长杆的底端，随着物料的进一步添加，弹性长杆沿着物料堆积形成的坡度逐渐偏移，根据杠杆原理，弹性长杆在支点作用下，弹性长杆的上端会有相反方向的偏移，此时就会对该方向上的压力传感器产生一定的挤压压力，形成传感器压力峰值信号，并传输给信号传输单元进行相应的处理。

根据此原理即可得出料仓内物位的高度，即弹性长杆底端所在位置的高度，由于弹性长杆安装在靠近落料口的位置，上述物位高度非常接近落料点的料位高度，使得该检测传感装置相较于以往的料位检测设备具有更高的精确度；该装置结构简单，操作方便，并且弹性长杆没有运动部件，不需要电气连接，不怕挂料，不怕掩埋，发生形变也不会损坏，压力传感器在量程内也非易损元件，具有非常长的使用寿命，易拆装、易维护，成本低，具有非常广泛的适用性。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物位检测传感装置，其特征在于，包括靠近一料仓的一落料口的弹性长杆，所述弹性长杆的上端设有一支点，所述弹性长杆的下端沿落料方向向所述料仓的内部延伸；

还包括若干个压力传感器，其中，至少一个压力传感器的感应元件贴近所述弹性长杆的上端并位于靠近所述落料口的一侧，所述压力传感器电连接有信号传输单元。

2.如权利要求1所述的物位检测传感装置，其特征在于：

还包括用于所述压力传感器的过压保护装置。

3.如权利要求1所述的物位检测传感装置，其特征在于：

所述压力传感器为三个，且在竖直方向互相间隔120°均匀绕设于所述弹性长杆。

4.如权利要求3所述的物位检测传感装置，其特征在于：

所述三个压力传感器绕设于所述弹性长杆的同一处。

5.如权利要求1所述的物位检测传感装置，其特征在于：

所述支点为调心轴承，所述弹性长杆嵌设于所述调心轴承的内圈滚道内。

6.如权利要求1至5任一项所述的物位检测传感装置，其特征在于：

所述弹性长杆的上端套设有一固定所述支点的保护外壳，所述压力传感器位于所述保护外壳内。

7.如权利要求6所述的物位检测传感装置，其特征在于：

所述支点位于所述保护外壳的顶部并连接于所述弹性长杆的顶端，所述压力传感器位于所述支点的下方。

8.如权利要求6所述的物位检测传感装置，其特征在于：

所述支点靠近所述保护外壳的下端并连接于所述弹性长杆的上端，所述压力传感器位于所述支点的上方。

9.如权利要求1所述的物位检测传感装置，其特征在于：

所述弹性长杆为弹簧钢、碳纤维、玻璃钢或不锈钢材质。

10.如权利要求1或9所述的物位检测传感装置，其特征在于：

所述弹性长杆为圆柱体或多棱柱体。

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