專利名稱：沉降槽在線泥層高度檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及沉降槽在線泥層高度檢測儀，屬于氧化鋁生產設備的技術領域。
背景技術：
沉降槽是氧化鋁生產液固分離的主要大型設備之一，我國現有大型沉降槽500多 臺套，到目前為止沒有成熟的泥層檢測儀可供使用。由于缺少必要的在線泥層高度檢測儀， 系統(tǒng)穩(wěn)定性不足的問題日益突出，成為氧化鋁安全生產的瓶頸環(huán)節(jié)之一。目前，國外沉降槽在線泥層高度檢測儀普遍采用光電或超聲波原理進行檢測但由 于物料易產生結垢，導致檢測體結疤而影響檢測精度和使用效果。到目前為止我國進口的 30多套檢測儀由于檢測頭結疤影響全部無法使用或廢棄。專利號為ZL200620029854. 3的泥層檢測器，采用單浮力原理可以測量赤泥層的 高度，解決了結疤對測量精度影響的難題，但是采用機械卷線提升檢測浮子系統(tǒng)非常復雜， 較細的鋼絲在卷線過程中無法整齊排列，經常出現絞線、壓線、出槽、掛泥、左右擺動等問 題，運行穩(wěn)定性差，且無法實現跑渾預警。整個檢測器的檢修復雜、工作量也大。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種沉降槽在線泥層高度檢測儀，以解決現有檢測器結 構復雜、運行穩(wěn)定性差的問題。為實現上述目的，本實用新型的沉降槽在線泥層高度檢測儀，包括機架和定滑輪， 該定滑輪通過稱重傳感器懸設于機架上，所述定滑輪上設有拉繩，拉繩的一端吊裝有檢測 浮子，另一端連有升降裝置，所述檢測浮子的密度大于所測沉降槽中濃縮泥層的密度。進一步的，所述升降裝置是由平衡浮子和豎向平衡管組成，平衡浮子吊裝于所述 拉繩的對應一端，并且置于平衡管內，平衡管的底部與抽液供液裝置連通。進一步的，所述抽液供液裝置包括密封平衡罐和氣泵，該氣泵通過管道與平衡罐 頂端相連。進一步的，所述氣泵與平衡罐之間還通過管道連有緩沖罐，該緩沖罐與平衡器之 間的管路上串設有電磁閥。進一步的，所述電磁閥與平衡罐之間還串設有恒節(jié)流器。進一步的，所述平衡管的底部設有液位計。進一步的，所述機架上還設有信號變送器，該信號變送器用于采集所述稱重傳感 器的稱重信號及液位計的液位信號，并將稱重信號和液位信號傳入計算機進行處理，計算 機的控制信號連所述電磁閥。本實用新型的沉降槽在線泥層高度檢測儀中，將定滑輪通過稱重傳感器懸設于機 架上，定滑輪的兩端通過拉繩分別吊裝檢測浮子和升降裝置，檢測儀采用平衡浮子法，當檢 測浮子的浮力改變時，可將浮子受力的該變量放大一倍，提高了檢測精度；使用時通過升降 裝置的升降控制檢測浮子在沉降槽中從上到下做周期性運動，周期性上下運動的檢測浮子經過沉降槽中的清液帶、沉降帶、濃縮帶時，檢測浮子所受的合力發(fā)生改變，并通過稱重傳感器反映出來，進而可檢測出泥層高度，該檢測儀結構簡單，沒有復雜的機械結構，而且不 存在鋼絲在卷線過程中無法整齊排列，出現絞線、壓線、出槽、掛泥、左右擺動的問題，降低 了事故率，整個檢測儀的運行穩(wěn)定性好、檢修方便，且可實現對沉降槽泥層界面高度的連續(xù) 檢測；該檢測儀通過升降裝置的升降來改變檢測浮子的浮力運動，無論在何種狀態(tài)下都不 會出現拉繩斷裂而導致檢測浮子掉入槽中的問題，保證了設備的安全可靠運行。升降裝置與抽液供液裝置連通，通過氣壓的定量改變來改變平衡浮子所在液體的 液位，進而改變平衡浮子的浮力運動，并通過稱重傳感器及信號變送器將浮力該變量上傳 到計算機中，通過計算機控制進一步提高了檢測精度，同時能夠實現跑渾預警。

圖1是本實用新型實施例的在線泥層高度檢測系統(tǒng)原理圖；圖2是本實用新型實施例的檢測儀結構示意圖；圖3是本實用新型實施例的傳感器受力與泥層高度關系圖；圖4是本實用新型實施例的傳感器受力分析圖。
具體實施方式
沉降槽中物料從上到下大致可以劃分為三個帶清液帶、沉降帶、濃縮帶。由于各 帶中物料密度和粘度大小不同，根據這一不同性質，讓檢測浮子沿沉降槽從上到下做周期 性運動，周期性上下運動的檢測浮子經過三個帶時，檢測浮子所受到的合力會逐漸發(fā)生改 變，其改變量的大小通過稱重傳感器顯示出來，當改變量突變時，可確定此時為檢測浮子觸 到新的液面層，此時可得出液面的高度，利用定滑輪可將浮子受力的該變量放大一倍，提高 了檢測精度。本實用新型的沉降槽在線泥層高度檢測儀10用于圖1所示的沉降槽在線泥層高 度檢測系統(tǒng)中，采用PR0FIBUS總線控制，通過操作站進行網絡化管理。本實用新型實施例的沉降槽在線泥層高度檢測儀如圖2所示，包括機架1和定滑 輪3，該機架1上固設有稱重傳感器2，該稱重傳感器可為一到四臺，本實施例中為對設的兩 臺稱重傳感器2，兩臺稱重傳感器2的邊側懸設有一個定滑輪3，該定滑輪3上設有鋼絲拉 繩，鋼絲拉繩的一端吊裝有檢測浮子4，另一端連有升降裝置5，該升降裝置5是由平衡浮子 52和豎向平衡管51組成，平衡管51中充有液體，平衡浮子52吊裝于鋼絲拉繩對應于升降 裝置的一端，將平衡浮子52置于平衡管51內，平衡管底部設有液位計53，平衡浮子52的密 度大于平衡管中液體的密度；檢測浮子4的密度大于所測沉降槽中濃縮帶也即是泥層的密 度。升降裝置5的平衡管51下部連接有抽液供液裝置，該抽液供液包括通過管道依次 串設的氣泵74、緩沖罐71、三通電磁閥72、恒節(jié)流器73和平衡罐75，該平衡罐75與平衡管 51通過管道密封連接。機架1上設有信號變送器6，該信號變送器6與稱重傳感器2和操作站的計算機相 連，信號變送器6采集稱重傳感器3的稱重信號及液位計53的液位信號，并將稱重信號和 液位信號上傳到操作站的計算機進行分析、處理。[0024] 使用時，首先由計算機發(fā)出指令，控制三通電磁閥72開啟，經過定壓穩(wěn)壓后的儀 表風經過恒節(jié)流器73慢慢進入升降裝置5中，平衡管51內液位上升，平衡浮子52所受浮力 改變，原處于動態(tài)平衡的平衡浮子52隨平衡管51內液位上升而上升，檢測浮子4則下降， 平衡浮子52和檢測浮子4總處于動態(tài)平衡狀態(tài)。稱重傳感器受力與泥層高度如圖3所示， 其中T為稱重傳感器受力，H為從沉降槽的清液帶到檢測浮子的高度。如圖4所示，為平衡 狀態(tài)時稱重傳感器受力T=2F+W，其中T為傳感器受力，F為拉力，W為定滑輪的重力，由于定
滑輪的重力不變，而！^(？靈—馬李二巧靈·"巧浮,兩個浮子的重力GflgrG2靈都不變，
那么檢測浮子浮力的變化即是稱重傳感器受力的變化，檢測浮子4在接觸到濃縮帶即泥層 時浮力改變最大，浮力改變量通過鋼絲拉繩和定滑輪3上傳到稱重傳感器2，該稱重傳感器 2將浮力改變量上傳到計算機，當改變量超過某一閾值時，計算機發(fā)出關三通電磁閥72指 令，切斷氣源，同時釋放平衡罐75內空氣，平衡管51內液位開始下降，當下降到底部位置 時，三通電磁閥72通過指令控制重新開啟，動作回到原初始位置，周而復始。當檢測浮子4 進入泥層時，所受合力改變量最大，與此同時計算機通過液位計53采集平衡管52內液位高 度信息，該液位高度信息通過液位信號變送器6上傳給計算機。根據此刻的液位 高度確定 沉降槽中濃縮帶即泥層高度。
權利要求1.一種沉降槽在線泥層高度檢測儀，其特征在于包括機架和定滑輪，該定滑輪通過 稱重傳感器懸設于機架上，所述定滑輪上設有拉繩，拉繩的一端吊裝有檢測浮子，另一端連 有升降裝置，所述檢測浮子的密度大于所測沉降槽中濃縮泥層的密度。
2.根據權利要求1所述的沉降槽在線泥層高度檢測儀，其特征在于所述升降裝置是 由平衡浮子和豎向平衡管組成，平衡浮子吊裝于所述拉繩的對應一端，并且置于平衡管內， 平衡管的底部與抽液供液裝置連通。
3.根據權利要求2所述的沉降槽在線泥層高度檢測儀，其特征在于所述抽液供液裝 置包括密封平衡罐和氣泵，該氣泵通過管道與平衡罐頂端相連。
4.根據權利要求3所述的沉降槽在線泥層高度檢測儀，其特征在于所述氣泵與平衡 罐之間還通過管道連有緩沖罐，該緩沖罐與平衡器之間的管路上串設有電磁閥。
5.根據權利要求4所述的沉降槽在線泥層高度檢測儀，其特征在于所述電磁閥與平 衡罐之間還串設有恒節(jié)流器。
6.根據權利要求2-5中任一項所述的沉降槽在線泥層高度檢測儀，其特征在于所述 平衡管的底部設有液位計。
7.根據權利要求6所述的沉降槽在線泥層高度檢測儀，其特征在于所述機架上還設 有信號變送器，該信號變送器用于采集所述稱重傳感器的稱重信號及液位計的液位信號， 并將稱重信號和液位信號傳入計算機進行處理，計算機的控制信號連所述電磁閥。
專利摘要本實用新型涉及沉降槽在線泥層高度檢測儀，包括機架和定滑輪，該定滑輪通過稱重傳感器懸設于機架上，所述定滑輪上設有拉繩，拉繩的一端吊裝有檢測浮子，另一端連有升降裝置，所述檢測浮子的密度大于所測沉降槽中濃縮泥層的密度；該檢測儀結構簡單，沒有復雜的機械結構，而且不存在鋼絲在卷線過程中無法整齊排列，出現絞線、壓線、出槽、掛泥、左右擺動的問題，降低了事故率，整個檢測儀的運行穩(wěn)定性好、檢修方便，且可實現對沉降槽泥層界面高度的連續(xù)檢測；該檢測儀通過升降裝置的升降來改變檢測浮子的浮力運動，不會出現拉繩斷裂而導致檢測浮子掉入槽中的問題，保證了設備的安全可靠運行。
文檔編號G01F23/42GK201876296SQ201020612268
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月18日 優(yōu)先權日2010年11月18日
發(fā)明者岳仁福 申請人:岳仁福