物位计浮子掉落保护装置和方法制造方法及图纸

本公开涉及一种物位计浮子掉落保护装置和方法，所述装置包括轮盘(2)、牵引线(7)、受力轮(4)、定向轮(5)、力传感器(3)，其中，所述轮盘(2)、所述受力轮(4)和所述定向轮(5)固定在所述物位计浮子掉落保护装置的安装面(1)上，所述受力轮(4)和所述定向轮(5)为定滑轮结构，其中，所述牵引线(7)的一端从所述轮盘(2)引出，依次绕经所述定向轮(5)的外侧、所述受力轮(4)的内侧，最后与浮子(6)相连，其中，所述力传感器(3)被安装在所述受力轮(4)上，用于检测所述受力轮(4)的受力大小，其中，在所述牵引线(7)的收放过程中，所述牵引线(7)与所述受力轮(4)的相切点和相切角度保持不变。

Float drop protection device and method for level gauge

The present disclosure relates to a float drop protection device and method for a level meter, which comprises a wheel disc (2), a traction line (7), a force wheel (4), a directional wheel (5) and a force sensor (3), wherein the wheel disc (2), the force wheel (4) and the directional wheel (5) are fixed on the installation surface (1) of the float drop protection device for the level meter, and the force wheel (4) and the directional wheel (5) are fixed pulley knots. A structure in which one end of the traction line (7) is drawn from the wheel disc (2) and then wound around the outer side of the directional wheel (5), the inner side of the force wheel (4), and finally connected to the float (6), wherein the force sensor (3) is mounted on the force wheel (4) to detect the force magnitude of the force wheel (4), in which the traction line (7) is drawn and released during the process of receiving and releasing the force wheel (4).\uff08 7) The tangent point and the tangent angle of the force wheel (4) remain unchanged.

【技术实现步骤摘要】
物位计浮子掉落保护装置和方法
本公开涉及物理量检测领域，用于计量仪器仪表行业，尤其涉及一种防止伺服物位计浮子掉落的保护装置及方法。
技术介绍
在仓储计量中，经常使用伺服物位计、重锤物位计、伺服密度计等物位、物性感知设备，这些设备通常具有浮子传感器，悬挂于牵引下方，浮子牵引线缠绕在轮盘上，通过步进电机、伺服电机等动力转动输出装置带动轮盘正、反转动，浮子悬挂于牵引线的下方，轮盘正反转改变牵引线在轮盘上的缠绕圈数，从而带动浮子上升下降运动，再通过记录步进电机脉冲数等方式准确知道浮子位置，或使浮子到达指定目标高度测量。在实际应用中，异常情况时有发生，如浮子被物料深埋无法提升、浮子上升过程被导向管或其他异物卡住无法提升、或浮子下放过程中由于晃动脱离原设计下行轨迹被异物托住无法下行等。伺服机构往往不能及时检测到这些情况，导致牵引线被过度拉伸或拉断，最终导致浮子掉落，或被拉伸变形失去测量精度，或牵引线丧失下垂力从牵引线轮盘迸开等故障的发生。浮子一旦掉落，牵引线一旦被拉断，打捞浮子，重新连接牵引线或只能换牵引线，重新标定精度等等是非常繁琐、费时的工作，维修周期的延长，给企业生产带来巨大损失，也大大增加维修成本。因此，存在开发新型的物位计浮子掉落保护装置和方法的需求，其能够检测到浮子牵引线上受力的异常情况，从而后续可以通过人工或仪器进一步检查来排除外力故障点。
技术实现思路
考虑到现有技术的上述问题，专利技术人提出了本专利技术，其涉及物位计浮子掉落保护装置和方法，所述装置通过力传感器、AD数字化模块和一组滑轮力传递机构测量浮子牵引线上的受力变化，并将此力的变化转变成数字信号，通过数字接口发送给仪表主控系统，进而使仪表主控系统感知浮子是否上行被异物卡住或下行被异物托住，为主控系统是否需要迅速停车伺服机构给出参考，达到防止浮子上行被异物卡住后电机仍大力上提浮子导致牵引线被过度拉伸丧失计量精度，甚至浮子牵引线被拉断导致浮子掉落、或防止浮子下行被异物托住后电机仍然放线，导致牵引线丧失下垂力进而牵引线松散从牵引线轮盘迸开散乱的目的。本专利技术还给出了力的具体计算方法和计算公式。所述装置和方法能够检测到浮子牵引线上受力的异常情况，如浮子牵引线上受力突然增大、突然减小方可立即停车动力输出，能有效避免浮子掉落，避免牵引线拉断等严重情况的发生。发生异常情况后，由于计量设备本身未受到机械性损坏，只需人为排除外力故障点就又可以正常工作了。所述装置整体采用本安型防爆设计，可用于爆炸性气体环境。根据本专利技术的实施例，提供了一种物位计浮子掉落保护装置，其特征在于包括轮盘(2)、牵引线(7)、受力轮(4)、定向轮(5)、力传感器(3)，其中，所述轮盘(2)、所述受力轮(4)和所述定向轮(5)固定在所述物位计浮子掉落保护装置的安装面(1)上，所述受力轮(4)和所述定向轮(5)为定滑轮结构，其中，所述牵引线(7)的一端从所述轮盘(2)引出，依次绕经所述定向轮(5)的外侧、所述受力轮(4)的内侧，最后与浮子(6)相连，其中，所述力传感器(3)被安装在所述受力轮(4)上，用于检测所述受力轮(4)的受力大小，其中，在所述牵引线(7)的收放过程中，所述牵引线(7)与所述受力轮(4)的相切点和相切角度保持不变。根据本专利技术的实施例，所述物位计浮子掉落保护装置还包括中央控制部件、通信接口和电源接口，其中，所述中央控制部件分别与所述力传感器(3)、通信接口和电源接口连接，用于读取所述力传感器(3)的检测值，并通过所述通信接口发送到外部系统。根据本专利技术的实施例，所述通信接口经由安全栅连接到所述外部系统。根据本专利技术的实施例，所述电源接口经由安全栅连接到所述外部系统。根据本专利技术的实施例，所述力传感器(3)的受力方向与定向轮(5)及所述受力轮(4)所受合力方向一致。根据本专利技术的实施例，所述牵引线(7)与所述受力轮(4)具有相隔圆周角度为90度的两个相切点。根据本专利技术的实施例，所述牵引线(7)与所述受力轮(4)具有相隔圆周角度为180度的两个相切点。根据本专利技术的实施例，还提供了一种基于所述物位计浮子掉落保护装置的物位计浮子掉落保护方法，包括以下步骤：步骤1、使所述轮盘(2)沿不同方向转动，从而收放所述牵引线(7)，进一步使所述浮子(6)做上升、下降运动；步骤2、所述力传感器(3)连续检测受力数值；步骤3、将所述受力数值与预定的正常数值相比较，如偏离则向外部系统发送报警信息。根据本专利技术的实施例，当所述牵引线(7)与所述受力轮(4)具有相隔圆周角度为180度的两个相切点时，所述正常数值为2*m*g。根据本专利技术的实施例，当所述牵引线(7)与所述受力轮(4)具有相隔圆周角度为90度的两个相切点时，所述正常数值为本专利技术的有益效果如下：通过检测浮子牵引线上的受力变化来判断是否出现异常情况，从而能够保护计量设备本身不被损坏，将维修时间、维修成本降到最低。本专利技术适用于物位测量环境，如可燃粉尘或可燃气体等爆炸性环境，属于整体本安型设计。附图说明图1为根据本专利技术的实施例的物位计浮子掉落保护装置的原理示意图；图2为说明根据本专利技术的位计浮子掉落保护装置的原理示意图；图3为说明根据本专利技术的一个实施例的物位计浮子掉落保护装置的原理示意图；图4为说明根据本专利技术的另一个实施例的物位计浮子掉落保护装置的原理示意图；图5为说明根据本专利技术的实施例的物位计浮子掉落保护方法的流程示意图。具体实施方式下面，结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。本领域的技术人员能够理解，尽管以下的说明涉及到有关本专利技术的实施例的很多技术细节，但这仅为用来说明本专利技术的原理的示例、而不意味着任何限制。本专利技术能够适用于不同于以下例举的技术细节之外的场合，只要它们不背离本专利技术的原理和精神即可。另外，为了避免使本说明书的描述限于冗繁，在本说明书中的描述中，可能对可在现有技术资料中获得的部分技术细节进行了省略、简化、变通等处理，这对于本领域的技术人员来说是可以理解的，并且这不会影响本说明书的公开充分性。图1为根据本专利技术的实施例的物位计浮子掉落保护装置的电气结构的功能模块示意图。如图1所示，本装置主体包含电气结构和力传递机构，其中电气结构(参见图1)主要包括：AD数字化模块、力传感器、通信接口和电源接口。其中，AD数字化模块分别与力传感器、通信接口和电源接口连接。通信接口和电源接口经由安全栅连接到外部其它设备(未示出)。图2为根据本专利技术的实施例的物位计浮子掉落保护装置的力传递结构的示意图。参见图2，力传递机构包括：安装面1、牵引线轮盘2、受力轮4、定向轮5(其中的符号“A”、“B”、“C”表示定向轮5可以被安装在不同位置)、浮子6、牵引线7。其中，牵引线7的走向是依次经过牵引线轮盘2、定向轮5、受力轮4、最后到达浮子6，即，牵引线7的一端固定在牵引线轮盘2上、缠绕并引出，牵引线7的另一端固定于浮子6。具体地，作为示例，牵引线轮盘2位于安装面1的上部中央，受力轮4位于安装面1的下部偏右，且左沿与安装面1的纵向对称线相切，定向轮5能够位于围绕受力轮4在安装面1形成的圆周上(参见图2中由“A”、“B”、“C”连接的虚线)。受力轮4安装在所述电气结构的力传感器3上。具体地，牵引线7缠绕在牵引线轮盘2上，牵引线7的一端从牵引线轮盘2引出与定向轮5的外沿相切，并在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物位计浮子掉落保护装置，其特征在于包括轮盘(2)、牵引线(7)、受力轮(4)、定向轮(5)、力传感器(3)，其中，所述轮盘(2)、所述受力轮(4)和所述定向轮(5)固定在所述物位计浮子掉落保护装置的安装面(1)上，所述受力轮(4)和所述定向轮(5)为定滑轮结构，其中，所述牵引线(7)的一端从所述轮盘(2)引出，依次绕经所述定向轮(5)的外侧、所述受力轮(4)的内侧，最后与浮子(6)相连，其中，所述力传感器(3)被安装在所述受力轮(4)上，用于检测所述受力轮(4)的受力大小，其中，在所述牵引线(7)的收放过程中，所述牵引线(7)与所述受力轮(4)的相切点和相切角度保持不变。

【技术特征摘要】
1.一种物位计浮子掉落保护装置，其特征在于包括轮盘(2)、牵引线(7)、受力轮(4)、定向轮(5)、力传感器(3)，其中，所述轮盘(2)、所述受力轮(4)和所述定向轮(5)固定在所述物位计浮子掉落保护装置的安装面(1)上，所述受力轮(4)和所述定向轮(5)为定滑轮结构，其中，所述牵引线(7)的一端从所述轮盘(2)引出，依次绕经所述定向轮(5)的外侧、所述受力轮(4)的内侧，最后与浮子(6)相连，其中，所述力传感器(3)被安装在所述受力轮(4)上，用于检测所述受力轮(4)的受力大小，其中，在所述牵引线(7)的收放过程中，所述牵引线(7)与所述受力轮(4)的相切点和相切角度保持不变。2.根据权利要求1所述的物位计浮子掉落保护装置，其特征在于还包括中央控制部件、通信接口和电源接口，其中，所述中央控制部件分别与所述力传感器(3)、通信接口和电源接口连接，用于读取所述力传感器(3)的检测值，并通过所述通信接口发送到外部系统。3.根据权利要求2所述的物位计浮子掉落保护装置，其特征在于，所述通信接口经由安全栅连接到所述外部系统。4.根据权利要求3所述的物位计浮子掉落保护装置，其特征在于，所述电源接口经由安全栅连接到所述外部系统。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍兴涛，于月伟，孙山虎，于文龙，耿立国，
申请(专利权)人：北京瑞赛长城航空测控技术有限公司，中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所，中航高科智能测控有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11