一种散状物料水分在线检测装置及其检测方法制造方法及图纸

一种散状物料水分在线检测装置，该装置包括4个滑道，它们形成方形的闭合回路，在闭合回路中放置了多个装料容器(2)；其中，第一滑道(L1)为进料区，第二滑道(L2)为微波干燥区，第三滑道(L3)为检测区，第四滑道(L4)为排料区；每一个滑道配有一个具有驱动杆的直线电机，用于推动装料容器(2)从一个工位滑移到下一个工位。本发明专利技术能够实时、快速、在线、精确检测出不同类型散状物料的水分，测量精度可以达到人工取样烘干称重法测水的精度。

An on-line moisture detecting device for bulk material and its detection method

An on-line moisture detection device for bulk materials consists of four slideways, which form a square closed loop and a plurality of loading containers (2) are placed in the closed loop. The first slideway (L1) is the feed area, the second slideway (L2) is the microwave drying area, the third slideway (L3) is the detection area, and the fourth slideway (L4) is the discharge area. Each slideway is equipped with a linear motor with a driving rod for pushing the charging container (2) from one station to the next. The water content of different types of bulk materials can be detected in real-time, fast, on-line and accurately, and the measuring accuracy can reach the precision of water measurement by artificial sampling, drying and weighing method.

【技术实现步骤摘要】
一种散状物料水分在线检测装置及其检测方法
本专利技术涉及物料水分检测领域，具体涉及一种散状物料水分在线检测装置及其检测方法。
技术介绍
在冶金行业，首先需要对来料中的水分进行精确检测，然后根据水分检测值来控制物料加水量，使得物料水分在后续工艺过程中保持在一个合理的范围内。物料水分的实时检测对最终产品的产质量和能耗指标影响很大，只有快速准确检测出物料的水分，才能实现精确控制，而且可以很大程度上减少人工劳动，提高生产效率。由此可见，对原始来料水分进行快速检测分析，并且实现自动化控制是冶金行业的关键技术。现有冶金行业中，原始来料水分一般是人工取样，送化验室进行检测分析，水分检测采用烘干失重法检测，因为不能在线精确检测，无法实现自动控制，而且检测结果严重滞后，造成生产效率的降低。在水分检测方面，在线检测的方式一般采用红外水分仪和微波水分仪等进行检测，都属于非接触式测量设备，存在的主要问题是测量不准确，成本高，设备维修麻烦和结构复杂，因此会造成水分控制的困难，进一步造成产质量指标和能耗的不稳定。公开号为CN201607382U，公开日为2010年10月13日，名称为“一种用于检测物料水分的装置”的专利文献公开了一种水分测定方法，该方法通过利用微波干燥的原理，采用圆柱体转盘相对于微波发生装置进行垂直旋转的结构设计，有效保证了大粒级的高炉物料快速均匀地烘干。然而该技术只能在实验室进行离线检测，而且主要针对大颗粒物料的干燥，不能满足在线快速检测的需要。冶金行业中往往需要对原始物料进行水分检测，比如烧结生产过程中由于来料变化周期短，其水分等物化性能的波动对后续烧结生产将造成非常恶劣的影响，因此需要对来料进行快速检测分析，以指导生产，特别像原始铁矿石粉、焦粉和煤粉等物料，每换一批次就需要检测其来料的水分，目前用于检测物料水分的方法主要是人工取样，送至化验室进行检测分析，水分检测主要是烘干称重法，也可以采用红外和微波水分仪在线检测，但是测量不准确，精度不高。另外人工取样检测分析所需时间长，人力成本高。随着冶金行业对生产自动化水平要求的提高，以及智能制造理念的进一步加强，人工取样检测物料的水分已经不能满足高产、高效和高自动化生产的需求。通过研究发现，水作为一种极性分子，与微波的耦合作用能力非常强，含水物料在微波作用下，可以实现快速干燥，实现水分的脱除。研究结果表明，对普通的磁铁精矿物料进行微波干燥试验时，在1000W的微波功率条件下，物料量越少，干燥越快，对于20g磁铁精矿物料，微波功率1000W、物料水分8.6％时，干燥30s就可以实现完全脱水，30g物料需要40s，40g物料则需要50s。由此可见，微波可以实现物料的快速干燥。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷和问题，本专利技术的目的在于提供一种散状物料水分在线检测装置及方法。本专利技术基于物料水分与微波的强耦合作用能力，采用微波加热作为干燥手段，实现物料在线快速干燥，通过失重法得到物料的水分，研发出一种可以实时在线检测物料水分的装置及检测方法，能够很大程度上解决上述面临的技术难题，具有“快速、准确和便捷”的特点。根据本专利技术提供的第一种实施方案，提供一种散状物料水分在线检测装置，该装置包括4个滑道，即第一滑道、第二滑道、第三滑道和第四滑道，这4个滑道依次首尾连通而形成一个正方形或长方形的闭合回路，在闭合回路的滑道上放置了一个或多个(例如2-12个，优选4-10个，更优选6-8个)装料容器。其中，第一滑道为进料区，第二滑道为微波干燥区，第三滑道为检测区，第四滑道为排料区；第一滑道划分为第一区域、作为进料和首次称重的工位的第二区域及第三区域，其中第三区域与第二滑道相连通，第一滑道在与第四滑道相连的一端设有第一直线电机，该第一直线电机的驱动杆(即伸缩主轴)与第一滑道的纵向平行，作为进料位的第二区域的上方设有料斗，第二区域的下部设有第一称重装置；第二滑道在与第一滑道相连的一端设有第二直线电机，该第二直线电机的驱动杆(即伸缩主轴)与第二滑道的纵向平行，第二滑道的顶部设有一个或多个第一微波源；第三滑道划分为第四区域、作为二次称重工位的第五区域及第六区域，其中第六区域与第四滑道相连通，第三滑道在与第二滑道相连的一端设有第三直线电机，该第三直线电机的驱动杆(即伸缩主轴)与第三滑道的纵向平行，第五区域的下部设有第二称重装置；和第四滑道划分为第七区域和第八区域，其中第八区域与第一滑道相连通，第四滑道在与第三滑道相连的一端设有第四直线电机，该第四直线电机的驱动杆(即伸缩主轴)与第四滑道的纵向平行，第八区域设有排料装置。该检测装置中装料容器的数量为一个或多个(例如2-12个，优选4-10个，更优选6-8个)，装料容器可以是装料匣砵、装料坩埚等其中的一种或多种。每一个滑道配有一个具有驱动杆的直线电机，驱动杆用于推动装料匣砵从一个工位滑移到下一个工位。优选，所述排料装置为负压吸附式排料装置或吹扫式排料装置；优选的是，排料装置为吹扫式排料装置，装料容器(例如装料匣砵)的前进方向须为敞口或有一定弧度的曲面，排料口接入生产现场已有的除尘系统中，便于清扫和除尘。优选，作为二次称重工位的第五区域的顶部还设有第一测温装置和第二微波源。优选，第一滑道的第一区域、第二区域及第三区域中彼此相邻的两个区域之间开有一道缝隙，将三个区域完全分开。缝隙的宽度要求既能实现第一称重装置的称重，又不会泄露微波，而且还能把第一称重装置和第一滑道上面的粉尘通过吹扫的方式从该缝隙清理出去，进入生产现场已有的除尘系统。优选，进一步，第三滑道的第四区域、第五区域及第六区域中彼此相邻的两个区域之间开有一道缝隙，将三个区域完全分开。缝隙的宽度要求既能实现第二称重装置的称重，又不会泄露微波，而且还能把第二称重装置和第三滑道上面的粉尘通过吹扫的方式从该缝隙清理出去，进入生产现场已有的除尘系统。一般，第一滑道与第四滑道采用滚轴滑道或平面滑道。第二滑道与第三滑道采用平面滑道。优选，第二滑道的侧壁还设有排湿系统。即，通过抽风来排湿。优选，第三区域和第六区域的顶部均安装有抑波片(或微波阻隔片或微波抑制片)。优选，在第二滑道的后段的顶部安装一个第二测温装置；后者用于为滑移到第二滑道的后段的最后一个装料容器测温。优选，在第二滑道的后段的顶部安装两个第二测温装置；后者用于为滑移到第二滑道的后段的最后一个装料容器和倒数第二个装料容器进行测温。当检测温度超过报警温度(试验确定)则降低微波输出功率。对于取样手段或取样方式，没有特殊限制，只要能够自动取样都可以采用。优选，上述装置还包括机械手作为取样设备，机械手用于抓料送到料斗中。或，上述装置还包括取样驱动装置作为取样设备，取样驱动装置包括位于前端的匙勺形的取样平面、位于中端的取样管道及位于末端的取样驱动结构，取样驱动装置用于抓料送到料斗中。在本申请中，上述装料容器的材质为莫来石材料；优选的是，在装料容器的底部安装有耐磨件，耐磨件的材质优选为刚玉莫来石材质。第一测温装置与第二测温装置为红外测温仪或其它非接触式测温仪器。第一称重装置与第二称重装置为电子传感器或电子天平。这些称重装置的下部安装有顶升装置。通过顶升装置将第一称重装置或第二称重装置顶升，从而让装料容器(例如装料匣砵)被第一称重装置或第二称重装置支撑(即装料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散状物料水分在线检测装置，该装置包括4个滑道，即第一滑道(L1)、第二滑道(L2)、第三滑道(L3)和第四滑道(L4)，这4个滑道依次首尾连通而形成一个正方形或长方形的闭合回路，在闭合回路的滑道上放置了一个或多个装料容器(例如装料匣砵)(2)；其中，第一滑道(L1)为进料区，第二滑道(L2)为微波干燥区，第三滑道(L3)为检测区，第四滑道(L4)为排料区；第一滑道(L1)划分为第一区域(T1)、作为进料和首次称重的工位的第二区域(T2)及第三区域(T3)，其中第三区域(T3)与第二滑道(L2)相连通，第一滑道(L1)在与第四滑道(L4)相连的一端设有第一直线电机(6)，该第一直线电机(6)的驱动杆(即伸缩主轴)与第一滑道(L1)的纵向平行，作为进料位的第二区域(T2)的上方设有料斗(1)，第二区域(T2)的下部设有第一称重装置(3)；第二滑道(L2)在与第一滑道(L1)相连的一端设有第二直线电机(7)，该第二直线电机(7)的驱动杆与第二滑道(L2)的纵向平行，第二滑道(L2)的顶部设有一个或多个第一微波源(4)；第三滑道(L3)划分为第四区域(T4)、作为二次称重工位的第五区域(T5)及第六区域(T6)，其中第六区域(T6)与第四滑道(L4)相连通，第三滑道(L3)在与第二滑道(L2)相连的一端设有第三直线电机(8)，该第三直线电机(8)的驱动杆与第三滑道(L3)的纵向平行，第五区域(T5)的下部设有第二称重装置(5)；第四滑道(L4)划分为第七区域(T7)和第八区域(T8)，其中第八区域(T8)与第一滑道(L1)相连通，第四滑道(L4)在与第三滑道(L3)相连的一端设有第四直线电机(9)，该第四直线电机(9)的驱动杆与第四滑道(L4)的纵向平行，第八区域(T8)设有排料装置。...

【技术特征摘要】
1.一种散状物料水分在线检测装置，该装置包括4个滑道，即第一滑道(L1)、第二滑道(L2)、第三滑道(L3)和第四滑道(L4)，这4个滑道依次首尾连通而形成一个正方形或长方形的闭合回路，在闭合回路的滑道上放置了一个或多个装料容器(例如装料匣砵)(2)；其中，第一滑道(L1)为进料区，第二滑道(L2)为微波干燥区，第三滑道(L3)为检测区，第四滑道(L4)为排料区；第一滑道(L1)划分为第一区域(T1)、作为进料和首次称重的工位的第二区域(T2)及第三区域(T3)，其中第三区域(T3)与第二滑道(L2)相连通，第一滑道(L1)在与第四滑道(L4)相连的一端设有第一直线电机(6)，该第一直线电机(6)的驱动杆(即伸缩主轴)与第一滑道(L1)的纵向平行，作为进料位的第二区域(T2)的上方设有料斗(1)，第二区域(T2)的下部设有第一称重装置(3)；第二滑道(L2)在与第一滑道(L1)相连的一端设有第二直线电机(7)，该第二直线电机(7)的驱动杆与第二滑道(L2)的纵向平行，第二滑道(L2)的顶部设有一个或多个第一微波源(4)；第三滑道(L3)划分为第四区域(T4)、作为二次称重工位的第五区域(T5)及第六区域(T6)，其中第六区域(T6)与第四滑道(L4)相连通，第三滑道(L3)在与第二滑道(L2)相连的一端设有第三直线电机(8)，该第三直线电机(8)的驱动杆与第三滑道(L3)的纵向平行，第五区域(T5)的下部设有第二称重装置(5)；第四滑道(L4)划分为第七区域(T7)和第八区域(T8)，其中第八区域(T8)与第一滑道(L1)相连通，第四滑道(L4)在与第三滑道(L3)相连的一端设有第四直线电机(9)，该第四直线电机(9)的驱动杆与第四滑道(L4)的纵向平行，第八区域(T8)设有排料装置。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述排料装置为负压吸附式排料装置(12)或吹扫式排料装置(13)；优选的是，排料装置为吹扫式排料装置(13)，装料容器(2)的前进方向须为敞口或有一定弧度的曲面，排料口接入生产现场已有的除尘系统中，便于清扫和除尘。3.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于：作为二次称重工位的第五区域(T5)的顶部还设有第一测温装置(例如红外测温仪)(14)和第二微波源(15)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的检测装置，其特征在于：第一滑道(L1)的第一区域(T1)、第二区域(T2)及第三区域(T3)中彼此相邻的两个区域之间开有一道缝隙，将三个区域完全分开；和/或第三滑道(L3)的第四区域(T4)、第五区域(T5)及第六区域(T6)中彼此相邻的两个区域之间开有一道缝隙，将三个区域完全分开。5.根据权利要求1-4中任一项所述的检测装置，其特征在于：第一滑道(L1)与第四滑道(L4)采用滚轴滑道或平面滑道，第二滑道(L2)与第三滑道(L3)采用平面滑道。6.根据权利要求1-5中任一项所述的检测装置，其特征在于：第二滑道(L2)的侧壁还设有排湿系统；和/或第三区域(T3)和第六区域(T6)的顶部均安装有抑波片(即微波阻隔片)。7.根据权利要求1-6中任一项所述的检测装置，其特征在于：在第二滑道(L2)的后段的顶部安装一个第二测温装置(例如红外热电偶)，后者用于为滑移到第二滑道(L2)的后段的最后一个装料容器(例如装料匣砵)(2)测温；或在第二滑道(L2)的后段的顶部安装两个第二测温装置(例如红外热电偶)，后者用于为滑移到第二滑道(L2)的后段的最后一个装料容器(例如装料匣砵)(2)和倒数第二个装料容器(例如装料匣砵)(2)进行测温。8.根据权利要求1-7中任一项所述的检测装置，其特征在于：该装置还包括机械手(10)，机械手(10)用于抓料送到料斗(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，戴波，刘克俭，曾小信，孙英，戴四元，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43