静姿双模料位计及其测量方法 |
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| 申请号 | CN201610197631.6 | 申请日 | 2016-03-31 | 公开(公告)号 | CN105698899A | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
| 申请人 | 上海云鱼智能科技有限公司; | 发明人 | 胡桂标; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及料位计领域，公开了一种静姿双模料位计及其测量料位的方法，该料位计包括至少两个 电极 、电极检测部件、运算处理部件、 姿态 响应部件以及姿态检测部件，各电极和运算处理部件均与电极检测部件电连接，姿态响应部件、姿态检测部件以及运算处理部件依次连接，姿态响应部件与各电极机械连接或设置于各电极的附近，且在使用时各电极与姿态响应部件设置于测量空间内的待测量 位置 。本料位计通过综合静态检测模式和姿态检测模式于一体，解决了现有姿态检测模式料位计和静态检测模式料位计在单独使用过程中容易出现误报的 缺陷 ，显著提高了料位计测量的准确性和可靠性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种静姿双模料位计，其特征在于，包括至少两个电极、电极检测部件、运算处理部件、姿态响应部件以及姿态检测部件，各所述电极和所述运算处理部件均与所述电极检测部件电连接，所述姿态响应部件、所述姿态检测部件以及所述运算处理部件依次连接，所述姿态响应部件与各所述电极机械连接或设置于各所述电极的附近，且在使用时各所述电极与所述姿态响应部件设置于测量空间内的待测量位置。 |
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| 说明书全文 | 静姿双模料位计及其测量方法技术领域[0001] 本发明涉及料位计领域，特别涉及一种静姿双模料位计及其测量料位的方法。 背景技术[0002] 目前的接触式料位计（料位开关）广泛的运用于工业领域，原理多样，品种繁多。其中接触式静态检测料位计主要包括电容式料位计、射频导纳料位计。基于姿态检测的料位计包括倾斜开关或者倾角料位计等。由于原理性的缺陷，基于电容或射频原理的接触式静态料位计无法解决由于被测物料与测量环境介电特性变化引起的测量错误，也无法彻底真正杜绝电极挂料误报问题；另外现有的姿态检测料位计在检测持续进料的动态物料时，由于物料向下移动的拖拽、摩擦力动态变化，当物料持续进料或者处于高位时会出现报警消失的严重缺陷。现有接触式静态检测料位计和姿态检测料位计的缺陷，给工业生产带来了安全隐患与监控困难。 发明内容[0003] 发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种静姿双模料位计及其测量料位的方法，解决了现有姿态检测模式料位计和静态检测模式料位计在单独使用时的误报缺陷，显著提高了测量的准确性和可靠性。 [0004] 技术方案：本发明提供了一种静姿双模料位计，包括至少两个电极、电极检测部件、运算处理部件、姿态响应部件以及姿态检测部件，各所述电极和所述运算处理部件均与所述电极检测部件电连接，所述姿态响应部件、所述姿态检测部件以及所述运算处理部件依次连接，所述姿态响应部件与各所述电极机械连接或设置于各所述电极的附近，且在使用时各所述电极与所述姿态响应部件设置于测量空间内的待测量位置。 [0005] 进一步地，所述姿态响应部件由所述电极充当。 [0007] 优选地，所述姿态响应部件为以下任意一种或其组合：挡片、挡锤、绳、杆、棒、铰链。 [0008] 优选地，所述电极检测部件为射频导纳检测电路和/或电容检测电路。 [0009] 优选地，所述运算处理部件为一个独立的运算处理部件或多个运算处理部件的组合。 [0010] 本发明还提供了一种使用上述静姿双模料位计测量料位的方法，所述姿态检测部件实时检测所述姿态响应部件的姿态信息，并将所述姿态信息发送给所述运算处理部件；所述电极检测部件实时检测各所述电极间的物理量信息，并将所述物理量信息发送给所述运算处理部件；所述运算处理部件在所述姿态信息和所述物理量信息均达到料位消除条件时，判断在测量范围内无物料。 [0011] 进一步地，所述运算处理部件在所述姿态信息和/或所述物理量信息达到料位到达条件时，判断在所述测量范围内有物料。 [0012] 优选地，所述物理量信息包括：各所述电极间的电容、各所述电极间的电势和/或各所述电极间的介电特征量。 [0013] 优选地，所述姿态响应部件在三维空间内的方向、位移和/或角度信息。 [0014] 本发明还提供了一种使用上述静姿双模料位计测量料位的方法，所述姿态检测部件实时检测所述姿态响应部件的姿态信息，并将所述姿态信息发送给所述运算处理部件；所述电极检测部件实时检测各所述电极间的物理量信息，并将所述物理量信息发送给所述运算处理部件；所述运算处理部件在所述姿态信息和所述物理量信息均达到料位到达条件时，判断在测量范围内有物料。 [0015] 进一步地，所述运算处理部件在所述姿态信息和/或所述物理量信息达到料位消除条件时，判断在所述测量范围内无物料。 [0016] 有益效果：本发明中，一方面，仅当姿态检测部件检测到姿态响应部件的姿态信息（姿态检测模式）到达料位消除条件时，测量范围内不一定无物料，因为姿态响应部件很容易被整体动态下移的物料掩埋拉伸使其姿态信息达到料位消除条件，此时就需要依赖各电极间的物理量信息（静态检测模式）对物料是否消除进行进一步判断，若此时各电极间的物理量信息也到达料位消除条件，则可以判断测量范围内确实已经无物料；另一方面，仅当电极检测部件检测到各电极间的物理量信息（静态检测模式）达到料位到达条件时，测量范围内不一定有物料，因为各电极间的物理量信息很容易受周围环境因素的影响而出现误报现象，此时就需要依赖姿态响应部件的姿态信息（姿态检测模式）对物料是否到达测量范围做进一步判断，若此时姿态响应部件的姿态信息也达到料位到达条件，则可以判断物料确实已经到达测量范围。可见，本料位计通过综合电极静态检测模式和姿态检测模式这两种检测模式，并通过综合判断和运算，解决了现有姿态检测模式料位计在物料整体动态下移时出现误报的重大原理性缺陷，也避免了现有静态检测模式料位计由于物料本身、环境介电特性的变化以及挂料的影响而引起的误报缺陷，显著提高了料位计测量的准确性和可靠性。附图说明 [0017] 图1为实施方式1中静姿双模料位计的结构示意图；图2为实施方式2中静姿双模料位计的结构示意图。 具体实施方式[0018] 下面结合附图对本发明进行详细的介绍。 [0019] 实施方式1：本实施方式提供了一种静姿双模料位计，如图1，该静姿双模料位计主要由电极检测部件、运算处理部件、姿态响应部件、姿态检测部件以及两个电极组成，其中，电极检测部件和姿态检测部件均与运算处理部件连接，姿态响应部件与姿态检测部件连接，两个电极与电极检测部件连接，且两个电极之间通过绝缘部件隔开，姿态响应部件与三个电极之间可以机械连接，也可以直接设置在各电极附近，姿态检测部件可以选择使用加速度计、陀螺仪、倾斜传感器、振动传感器、限位开关或触发电路中的一种或几种的组合，姿态响应部件可以为挡片、挡锤、绳、棒、杆或铰链中的一种或几种的组合。上述电极检测部件可以是目前常用的射频导纳检测电路或电容检测电路或二者组合使用，上述运算处理部件可以为一个独立的运算处理部件或多个运算处理部件的组合。 [0020] 值得一提的是，在本实施方式中，若姿态响应部件和/或姿态检测部件损坏，剩余各部件（即电极、电极检测部件以及运算处理部件）仍为一个静态模式的料位计，可以单独作为静态模式的料位计使用；同理，若电极和/或电极检测部件损坏，剩余各部件（姿态响应部件、姿态检测部件以及运算处理部件）仍为一个姿态模式的料位计，也可以单独作为姿态模式的的料位计使用。 [0021] 实施方式2：本实施方式为实施方式1的进一步改进，主要改进之处在于，在实施方式1中，姿态响应部件与两个电极分别为不同的部件，由于在实际应用中，姿态响应部件就是受物料冲击发生姿态变化的部件，所以在本实施方式中，姿态响应部件也可以直接由电极充当，如图2。 [0022] 除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。 [0023] 实施方式3：本实施方式提供了一种将实施方式1中的静姿双模料位计用于精确测量料位在测量范围内消除的方法，在测量时，两个电极和姿态响应部件均设置在测量空间内的待测量位置，姿态检测部件用于实时检测姿态响应部件的姿态信息，并将该姿态信息发送给运算处理部件，电极检测部件用于实时检测两电极间的物理量信息，并将该物理量信息发送给运算处理部件，运算处理部件用于对接收到的姿态信息和物理量信息进行运算处理，当姿态信息和物理量信息均达到料位消除条件时，判断在测量范围内无物料；当姿态信息和/或物理量信息达到料位到达条件时，判断在测量位置有物料。 [0024] 具体地说，假如在测量开始时，测量空间内无物料，姿态检测部件与电极检测部件均同时开始检测，此时姿态检测部件检测到姿态响应部件的初始姿态信息，电极检测部件检测到两电极间的初始物理量信息；接着物料开始进入测量空间，随着物料料位的升高，姿态响应部件的姿态信息发生变化，两电极间的物理量信息也随之发生变化，当物料到达测量范围内时，姿态检测部件检测到姿态响应部件的测量范围内姿态信息，电极检测部件检测到的两电极间的测量范围内物理量信息，此时就可以根据测量范围内姿态信息和测量范围内的物理量信息两者中的一种或两种的组合判断物料到达测量范围；接着物料开始一边进料一边出料，在物料整体动态下移的过程中，姿态响应部件很容易被物料掩埋拖拽，这样就很有可能导致在测量范围内仍有物料时姿态响应部件已经被物料拖拽到初始状态，导致姿态检测部件检测到的姿态响应部件此时的姿态信息与初始姿态信息基本相同，所以如果仅仅根据此时的姿态信息就判断物料已经消除会出现严重的误报现象，所以在本实施方式中，申请人还根据电极间的物理量信息对物料的料位状态进行进一步判断，在物料开始一边进料一边出料的时候，若物料仍在测量范围内，两电极间的物理量信息一定会与测量范围内无物料时有很大的差别，通过对此时电极检测部件检测到的两电极间的物理量信息与上述姿态检测部件检测到的姿态响应部件的姿态信息进行综合判断得到的物料料位信息，本实施方式中，在上述物理量信息与初始物理量信息基本相同且上述姿态信息也与初始姿态信息基本相同时判断在测量范围内无物料，这种方式无疑比现有技术中仅仅通过一个因素进行判断的准确率高。 [0025] 优选地，上述两电极间的物理量信息包括两电极间的电容、两电极间的电势和/或两电极间的介电特征量等；上述姿态响应部件的姿态信息包括：姿态响应部件在三维空间内的方向、位移和/或角度信息等能够反映姿态响应部件姿态变化的各种信息。 [0026] 实施方式4：本实施方式与实施方式2大致相同，主要区别在于本实施方式提供的主要是一种将实施方式1中的静姿双模料位计用于精确测量料位到达测量范围的方法，运算处理部件对接收到的姿态信息和物理量信息进行运算处理后，当姿态信息和物理量信息均达到料位到达条件时，判断在测量范围内有物料；当姿态信息和/或物理量信息达到料位消除条件时，判断在测量位置无物料。 [0027] 具体地说，物料进入测量空间后，随着物料料位的升高，姿态响应部件的姿态信息发生变化，两电极间的物理量信息也随之发生变化，由于两电极间的物理量信息受周围测量空间的环境因素影响较大，若只根据两电极间的物理量信息来判断物料到达测量范围难免会出现误报现象，若只根据姿态响应部件的姿态信息来判断，也会容易因为姿态响应部件容易被物料掩埋拖拽而出现误报，所以在本实施方式中，就可以根据姿态响应部件的姿态信息和两电极间的物理量信息同时达到料位到达条件来判断物料是否真的到达测量范围，相比较于只根据其中之一进行判断更加精确；接着物料开始一边进料一边出料，当姿态检测部件检测到的姿态响应部件的姿态信息与初始姿态信息基本相同，和/或，电极检测部件检测到的两电极间的物理量信息与初始物理量信息基本相同时，判断物料到达料位消除条件。 [0028] 除此之外，本实施方式与实施方式3完全相同，此处不做赘述。 [0029] 上述各实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。 |
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