本发明专利技术涉及基于ＰＬＣ的喷嘴喷雾角度自动检测方法和装置，其雾化质量由雾滴尺寸分布、雾化角及流量密度分布等工作特征参数来表征。其包括：喷雾高度Ｈ检测系统，有效喷雾距离Ｌ检测系统两大系统，其中喷雾高度Ｈ检测系统包括依次相连的计算机、ＰＬＣ单片机、步进电机驱动器、喷嘴、位移传感器，其中步进电机与步进电机驱动器相连，ＬＣＤ显示与ＰＬＣ单片机相连；有效喷雾距离Ｌ检测系统，包括依次相连的位移传感器、信号处理、放大器、Ａ／Ｄ转换器、ＰＬＣ单片机，另ＬＣＤ显示与ＰＬＣ单片机、位移传感器及计算机依次相连。本发明专利技术采用三角法和积水容器法的综合方法，采用精度等级较高的压力传感器测量喷雾打击力，步进长度较小，可以自动地精确测量喷嘴喷雾角度参数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于PLC的喷嘴喷雾角度自动检测方法和装置，特指用于工业喷嘴喷雾角度自动检 测方法，其雾化质量由雾滴尺寸分布、雾化角及流量密度分布等工作特征参数来表征，属于先进检 测装备领域。
技术介绍
工业喷嘴广泛用于冶金、钢铁、石油化工、制药、环保等众多领域，例如在冶金行业中喷嘴属 于连续铸钢系统中二次冷却装置的关键部件，其雾化粒径尺寸分布对铸坯的冷却质量有重要影响， 喷嘴雾化角度决定了雾化质量，直接影响其使用效果及性能。目前对喷嘴喷射角的测量方法主要有 3禾中，即三角法、积水容器法、照相法，上述测试方法因为人为误差或者判断标准不固定，因而无 法达到很高的精度和重复性。
技术实现思路
本专利技术目的是要提供一种基于PLC的喷嘴喷雾角度自动检测方法与装置。 本专利技术的喷嘴喷雾角度自动检测装置包括其包括喷雾高度/f检测系统，有效喷雾距离丄检 测系统两大系统，其中喷雾高度/Z检测系统包括依次相连的计算机、PLC单片机、步进电机驱动器、 喷嘴、位移传感器，其中步进电机与步进电机驱动器相连，LCD显示与PLC单片机相连；有效喷雾 距离丄检测系统，包括依次相连的位移传感器、信号处理、放大器、A/D转换器、PLC单片机，另 LCD显示与PLC单片机、位移传感器及计算机依次相连。其工作过程计算机、PLC单片机、步进电机驱动器控制步进电机带动传动轴，使丝杠控制工 作台上喷嘴作上下运动，通过位移传感器、计算机可以准确地控制喷雾高度/f,保证喷嘴与称重传 感器、压力传感器之间距离为200±0.025mm。称重传感器、压力传感器同步测量并将测量的数据通 过信号处理、放大器、及A/D转换器传输给PLC单片机，确定位移当工作台靠近接近开关时，PLC 单片机发出信号通过步进电机驱动器控制步进电机停止转动。同时根据喷嘴流量分布，确定有效喷 雾距离￡，由位移传感器输入到计算机，经过数据处理后，根据检测装置工作参数和几何关系，可以得到喷嘴角度aa2arctan^。再次启动时，步进电机反转快速靠近另一侧的接近开关，回到初 始点。通过步进电机带动喷嘴上下移动，其喷雾高度在测量之前就固定，置于喷嘴下方的压力传 感器测量出喷雾场中各点流量分布，通过传感器记录下各点位置，测量数据中有一个最大值Max。 当流量小于最大值10%时，则可以将它视为无效部分。于是可以确定有效喷雾距离丄，根据反三角函数知，a 2arctan^，从而确定喷嘴的有效喷雾角度。整套装置每隔一段时间对压力传感器和称重传感器的数据进行采集、储存，数据处理完毕后以 表格和图表形式来表征喷嘴喷雾角度及流量密度分布规律。本专利技术的优点是采用三角法和积水容器法的综合方法，采用精度等级较高的压力传感器测量喷 雾打击力，步进长度较小，可以自动地精确测量喷嘴喷雾角度参数。本专利技术适用于喷嘴雾化角、雾滴群尺寸分布、平均尺寸、流量等工作参数的自动检测，适用于 喷雾燃烧、喷雾冷却、喷雾干燥、钢坯除鳞、电厂除硫、纺织加湿、农药等行业使用。本专利技术对于 上述行业改善喷嘴雾化特性、提高喷雾利用率、充分利用资源等有着十分积极的意义。 附图说明下面结合图1对本专利技术作进一步说明图1基于PLC的喷嘴喷雾角度自动检测装置图2喷雾高度/Z检测系统示意3有效喷雾距离i检测系统示意图 l.步进电机2.步进电机驱动器3.喷嘴4.位移传感器5丄CD显示器6.PLC单片机7.压力传感器 8.计算机9.位移传感器IO.信号处理ll.放大器12.A/D转换器具体实施方式下面结合图1详细说明本专利技术提出的装置工作情况。本专利技术的喷嘴喷雾角度自动检测装置包括(l)喷雾高度H检测系统，主要由步进电机l、步进 电机驱动器2、喷嘴3、位移传感器4、计算机8、 PLC单片机6、 LCD显示5等组成；(2)有效喷雾 距离Z检测系统主要由位移传感器9、信号处理10、放大器11、 A/D转换器12以及PLC单片机6、 LCD显示5等组成。其工作过程计算机8、 PLC单片机6、步进电机驱动器2控制步进电机1带动传动轴，使丝 杠控制工作台上喷嘴3作上下运动，通过位移传感器4、计算机8可以准确地控制喷雾高度//，保证喷嘴3与称重传感器、压力传感器7之间距离为200士0.025mm。称重传感器、压力传感器7同步 测量并将测量的数据通过信号处理10、放大器11、及A/D转换器12传输给PLC单片机6，确定位 移当工作台靠近接近开关时，PLC单片机6发出信号通过步进电机驱动器2控制步进电机1停止转 动。同时根据喷嘴3流量分布，确定有效喷雾距离Z，由位移传感器9输入到计算机8，经过数据处理后，可以得到喷嘴角度<formula>formula see original document page 5</formula>。再次启动时，步进电机反转快速靠近另一侧的接近开关，回到初始点。权利要求1.喷嘴喷雾角度自动检测装置，其包括喷雾高度H检测系统，有效喷雾距离L检测系统两大系统，其中喷雾高度H检测系统包括依次相连的计算机(8)、PLC单片机(6)、步进电机驱动器(2)、喷嘴(3)、位移传感器(4)，其中步进电机(1)与步进电机驱动器(2)相连，LCD显示(5)与PLC单片机(6)相连；有效喷雾距离L检测系统，包括依次相连的位移传感器(9)、信号处理(10)、放大器(11)、A/D转换器(12)、PLC单片机(6)，另LCD显示(5)与PLC单片机(6)、位移传感器(7)及计算机依次相连。2. 喷嘴喷雾角度自动检测方法，其特征是计算机(8)经PLC单片机(6)、步进电 机驱动器(2)控制步进电机(1)带动传动轴，使丝杠控制工作台上喷嘴(3)作上下运动， 通过位移传感器(4)、计算机(8)控制喷雾高度7/;称重传感器、压力传感器(7)同步测 量并将测量的数据通过信号处理(10)、放大器(11)、及A/D转换器(12)传输给PLC单 片机(6)，确定位移当工作台靠近接近开关时，PLC单片机(6)发出信号通过步进电机驱 动器(2)控制步进电机(1)停止转动；同时根据喷嘴(3)流量分布，确定有效喷雾距离 丄，由位移传感器(9)输入到计算机(8)，根据检测装置工作参数和几何关系，得到喷嘴 角度；再次启动时，步进电机反转快速靠近另一侧的接近开关，回到初始点；通过步进电机 带动喷嘴上下移动，置于喷嘴下方的压力传感器测量出喷雾场中各点流量分布，通过传感器 记录下各点位置，测量确定有效喷雾距离i，确定喷嘴的有效喷雾角度。全文摘要本专利技术涉及基于PLC的喷嘴喷雾角度自动检测方法和装置，其雾化质量由雾滴尺寸分布、雾化角及流量密度分布等工作特征参数来表征。其包括喷雾高度H检测系统，有效喷雾距离L检测系统两大系统，其中喷雾高度H检测系统包括依次相连的计算机、PLC单片机、步进电机驱动器、喷嘴、位移传感器，其中步进电机与步进电机驱动器相连，LCD显示与PLC单片机相连；有效喷雾距离L检测系统，包括依次相连的位移传感器、信号处理、放大器、A/D转换器、PLC单片机，另LCD显示与PLC单片机、位移传感器及计算机依次相连。本专利技术采用三角法和积水容器法的综合方法，采用精度等级较高的压力传感器测量喷雾打击力，步进长度较小，可以自动地精确测量喷嘴喷雾角度参数。文档编号G01M99/00GK10本文档来自技高网...
【技术保护点】
喷嘴喷雾角度自动检测装置，其包括：喷雾高度Ｈ检测系统，有效喷雾距离Ｌ检测系统两大系统，其中喷雾高度Ｈ检测系统包括依次相连的计算机（８）、ＰＬＣ单片机（６）、步进电机驱动器（２）、喷嘴（３）、位移传感器（４），其中步进电机（１）与步进电机驱动器（２）相连，ＬＣＤ显示（５）与ＰＬＣ单片机（６）相连；有效喷雾距离Ｌ检测系统，包括依次相连的位移传感器（９）、信号处理（１０）、放大器（１１）、Ａ／Ｄ转换器（１２）、ＰＬＣ单片机（６），另ＬＣＤ显示（５）与ＰＬＣ单片机（６）、位移传感器（７）及计算机依次相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孔德军，管序荣，李有怀，徐敏文，叶宇，朱伟，孙亚军，
申请(专利权)人：江苏工业学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]
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