本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x器及其測(cè)量方法，所述多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x包含測(cè)控計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、導(dǎo)軌、滑塊、限位開(kāi)關(guān)、壓力傳感器、探桿和浮子，所述計(jì)算機(jī)連接著壓力傳感器、限位開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，限位開(kāi)關(guān)安裝在直線導(dǎo)軌上端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)滑塊在導(dǎo)軌上移動(dòng)，探桿安裝在固定于滑塊上的壓力傳感器上。本發(fā)明專利技術(shù)的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x器能夠測(cè)量多層物料的物位，而且能夠?qū)崿F(xiàn)在高污染、高溫、多粉塵、界面模糊等條件下進(jìn)行物位測(cè)量。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及 一種，更準(zhǔn)確地說(shuō)本專利技術(shù)涉 及一種基于力反饋的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x器及其測(cè)量方法。技術(shù)背景目前，物位檢測(cè)技術(shù)與各種物位測(cè)量?jī)x表眾多，例如，申請(qǐng)?zhí)枮镃N03819957，2申請(qǐng)公開(kāi)了 一種借助于雷達(dá)物位測(cè)量系統(tǒng)計(jì)算儲(chǔ)藏室中產(chǎn)品表面 高度的方法和裝置，但都為測(cè)量單層物料的測(cè)量?jī)x表，多層物料的物位測(cè)量?jī)x 卻未見(jiàn)報(bào)道，在實(shí)際的生產(chǎn)與生活中我們常常需要對(duì)多層物料進(jìn)行物位測(cè)量， 需要一種新型測(cè)量?jī)x表的出現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以對(duì)多層物料進(jìn)行測(cè)量的測(cè)量?jī)x器。為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本專利技術(shù)提供一種。 本專利技術(shù)是釆取以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的本專利技術(shù)的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x包含測(cè)控計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、導(dǎo)軌、滑塊、限 位開(kāi)關(guān)、壓力傳感器、探桿和浮子，所述計(jì)算機(jī)連接著壓力傳感器、限位開(kāi)關(guān) 和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，限位開(kāi)關(guān)安裝在直線導(dǎo)軌上端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)滑塊在導(dǎo)軌上移動(dòng)， 探桿安裝在固定于滑塊上的壓力傳感器上。本專利技術(shù)的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理為當(dāng)探桿勻速向下扎入多層不同 物料時(shí)，由于不同物料密度不同，則探桿在不同物料的界面處所受的阻力就會(huì) 有突變，記錄各個(gè)突變時(shí)刻探桿下移量，就能夠計(jì)算得到多層不同物料的厚度， 也就是基于力反饋測(cè)量多層物位。前述的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于探桿為剛性的，能夠直接把探桿下 移時(shí)所受的阻力高靈敏地傳遞給壓力傳感器。前述的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于壓力傳感器為稱重傳感器。前述的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于驅(qū)動(dòng)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)具 有精確確定位移量的特點(diǎn)。4前述的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x，，其特征在于當(dāng)待測(cè)的多層物料物位間隔不大 時(shí)，導(dǎo)軌和滑塊釆用直線導(dǎo)軌副，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)絲杠驅(qū)動(dòng)滑塊上下移動(dòng)，從而 實(shí)現(xiàn)探桿上下移動(dòng)測(cè)量物位。前述的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于當(dāng)待測(cè)的多層物料物位間隔較大 時(shí)，導(dǎo)軌和滑塊采用齒輪和齒條結(jié)構(gòu)，把齒條固定在容器內(nèi)壁上，內(nèi)裝有齒輪 的滑塊在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)探桿上下移動(dòng)測(cè)量物位。前述的多層物位自動(dòng)智能測(cè)量?jī)x，其特征在于如果待測(cè)多層物料的密度相差 很小，為了增加不同界面的阻力突然變化量，探桿末端安裝一個(gè)中空平底浮子， 其平底大小根據(jù)物料密度差和壓力傳感器的靈敏度確定。前述的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于限位開(kāi)關(guān)釆用抗干擾能力強(qiáng)和定位 精度高的遮擋式光電開(kāi)關(guān)。前述的多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量的方法，其特征在于具有以下步驟(1) 測(cè)控系統(tǒng)初始化，即計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)滑塊在導(dǎo)軌上向上移動(dòng) 到限位開(kāi)關(guān)上部分處，然后計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)，這樣探桿 就會(huì)插入不同物料中，由于不同物料的密度不同，則探桿在不同物料的界面處所受的阻力就會(huì)突然增大，探桿實(shí)時(shí)把阻力傳遞給壓力傳感器；(2) 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力傳感器的壓力變化，當(dāng)壓力突然增大量達(dá)到一定 數(shù)值時(shí)，就記錄該時(shí)刻驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位移量，直到壓力突然增大量很大時(shí)，也就 是探桿已經(jīng)下移到容器底層，記錄此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)位移量，計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)探桿返回到限位開(kāi)關(guān)上部分處；(3) 計(jì)算機(jī)通過(guò)計(jì)算各個(gè)壓力突然增大時(shí)刻驅(qū)動(dòng)電機(jī)的位移量之差，確定出各層物料的厚度值，為增加測(cè)量精度和可靠性，利用測(cè)量?jī)x進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)本專利技術(shù)專利的有益效果是能夠測(cè)量多層物料的物位，比如測(cè)量污水處理的沉 積池中水下泥沙厚度。而且能夠?qū)崿F(xiàn)在高污染、高溫、多粉塵、界面模糊等條 件下進(jìn)行物位測(cè)量。 附圖說(shuō)明圖l多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x測(cè)量原理示意圖； 圖2多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖左視圖； 圖3多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖正視圖； 圖4多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖左視圖；圖5多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖正視圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)專利進(jìn) 一 步說(shuō)明如圖1所示的本專利技術(shù)多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x測(cè)量原理示意圖，該圖的縱坐標(biāo) 為探桿下移過(guò)程中所受阻力，橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)距離限位開(kāi)關(guān)的位移。第一個(gè) 突變點(diǎn)為探桿的浮子下移遇到多層物料的第一層與空氣的界面，第二個(gè)突變點(diǎn) 為探桿浮子全部進(jìn)入第一層物料中，第三個(gè)突變點(diǎn)為浮子下移遇到多層物料的 第一層與第二層的界面，同理，第四個(gè)突變點(diǎn)為浮子下移遇到多層物料的第二層物料與第三層物料的界面。根據(jù)各個(gè)突變點(diǎn)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)位移，即能夠計(jì) 算得到各層物料厚度。如圖2和圖3所示的本專利技術(shù)多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖， 其中多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x包括:驅(qū)動(dòng)電機(jī)的絲杠1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、限位開(kāi)關(guān)上 部分3、測(cè)量?jī)x支架4、直線導(dǎo)軌副的導(dǎo)軌5、滑塊6、壓力傳感器固定架7、壓 力傳感器8、探桿9、限位開(kāi)關(guān)下部分10和浮子11。實(shí)施例一測(cè)量過(guò)程如下(1) 測(cè)控系統(tǒng)初始化，即計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)2通過(guò)絲杠1帶動(dòng)滑塊6在 導(dǎo)軌5上向上移動(dòng)到限位開(kāi)關(guān)上部分3處，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，然后計(jì)算機(jī)控制驅(qū) 動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)滑塊6向下運(yùn)動(dòng)，這樣探桿9和浮子11就會(huì)插入不同物料中，由 于不同物料的密度不同，則探桿9和浮子11在不同物料的界面處所受的阻力就 會(huì)突然增大，探桿9實(shí)時(shí)把阻力傳遞給壓力傳感器8;(2) 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力傳感器8的壓力變化，每次當(dāng)壓力突然增大量達(dá) 到一定數(shù)值時(shí)，就記錄該時(shí)刻驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的位移量，直到壓力突然增大量很大 時(shí)，也就是浮子ll已經(jīng)下移到容器底層，記錄此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2位移量，計(jì)算機(jī) 控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)探桿9和浮子11返回到限位開(kāi)關(guān)上部分處；(3) 計(jì)算機(jī)通過(guò)計(jì)算各個(gè)壓力突然增大時(shí)刻驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的位移量之差，就 確定出了各層物料的厚度值，為了增加測(cè)量精度和可靠性，該測(cè)量?jī)x還能夠?qū)?現(xiàn)多次重復(fù)測(cè)量。如圖4和圖5所示的本專利技術(shù)多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖， 所述多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x包括固定于容器內(nèi)壁的齒條12、齒輪13、探桿9、 浮子11、限位開(kāi)關(guān)上部分3、限位開(kāi)關(guān)下部分10、驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、壓力傳感器8和滑塊6。實(shí)施例二測(cè)量過(guò)程如下(1) 測(cè)控系統(tǒng)初始化，即計(jì)算機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)2通過(guò)齒輪13帶動(dòng)滑塊6在 齒條上12向上移動(dòng)到限位開(kāi)關(guān)上部分3處，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，然后計(jì)算機(jī)控制驅(qū) 動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)滑塊6向下運(yùn)動(dòng)，這樣探桿9和浮子11就會(huì)插入不同物料中，由 于不同物料的密度不同，則探桿9和浮子11在不同物料的界面處所受的阻力就 會(huì)突然增大，探桿9實(shí)時(shí)把阻力傳遞給壓力傳感器8;(2) 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力傳感器8的壓力變化，每次當(dāng)壓力突然增大量達(dá) 到一定數(shù)值時(shí)，就記錄該時(shí)刻驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的位移量，直到壓力突然增大量很大 時(shí)，也就是浮子ll已經(jīng)下移到容器底層，記錄此時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2位移量，計(jì)算機(jī) 控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)探桿9和浮子11返回到限位開(kāi)關(guān)上部分處；(3) 計(jì)算機(jī)通過(guò)計(jì)算各個(gè)壓力突然增大時(shí)刻驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的位移量之差，就 確定出了各層物料的厚度值，為了增加測(cè)量精度和可靠性，該測(cè)量?jī)x還能夠?qū)?現(xiàn)多次重復(fù)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)表明該測(cè)量?jī)x的測(cè)量誤差在lmm左右。除上述兩個(gè)實(shí)施例外，凡釆用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方 案，均落在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于包含測(cè)控計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)、導(dǎo)軌、滑塊(6)、限位開(kāi)關(guān)、壓力傳感器(8)和探桿(9)，所述計(jì)算機(jī)連接著壓力傳感器(8)、限位開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)，限位開(kāi)關(guān)安裝在直線導(dǎo)軌(2)上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)帶動(dòng)滑塊(6本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多層物位自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于：包含測(cè)控計(jì)算機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)（２）、導(dǎo)軌、滑塊（６）、限位開(kāi)關(guān)、壓力傳感器（８）和探桿（９），所述計(jì)算機(jī)連接著壓力傳感器（８）、限位開(kāi)關(guān)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)（２），限位開(kāi)關(guān)安裝在直線導(dǎo)軌（２）上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)（２）帶動(dòng)滑塊（６）上下移動(dòng)，探桿（９）安裝在固定于滑塊（６）上的壓力傳感器（８）上。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐貴力，程月華，吳昆明，宋大鵬，丁茂實(shí)，姚恩濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：84[中國(guó)|南京]
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