【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种大容量固态散料仓位检测装置及方法。
技术介绍
1、众所周知我国是制造大国，同时也是原材料生产和消费大国，这其中有很大一部分原材料属于固态散装货物，主要包括粮食、煤炭、矿石、水泥等块状、粒状以及粉状的大宗货物，这些货物通常不加包装，基本上以其自然形态输送转载。仓储是散料货物生产的一个重要环节，料位检测必不可少，目前市场上对于小容量的体积规则的物料仓检测方法相对齐全，但对于百吨以上的不规则物料仓检测方法和装置存在短板，精度差强人意。通常物料经输送带从上方进料口自由下落，在仓内堆积形态随机复杂，表面积大且形状不规则，仓位整体感知检测难度大。
2、传统的超声波、雷达、重锤式等料位检测方法主要依靠单个传感器发射与回收信号，覆盖的物料面积通常不到仓储物料总体面积的1%，数据采集的样本表征有限，并且容易受落料过程中的粉尘干扰，检测精度难以保证。直接采用整体称重式传感器检测，则需要对支撑结构进行横断面截取安装，影响整体结构的稳定性；此外还需要选用大吨位的称重传感器，不仅选型配置市场上缺乏，而且安装使用难度大费用高。
3、随着自动化、智能化的发展需要，对过程控制的检测精度要求越来越高，仓储料位的数据日渐精细化，生产设备的高效率低耗能运行迫在眉睫，原来那种粗略式料位检测已不能满足当前使用要求，空仓等料造成外运车辆延误、余料积仓清理转运，以及满仓溢料事故带来的频繁停机重启等现象也与节能减排行动大相径庭。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一
2、为了实现上述目的，本专利技术的方案是：
3、一种大容量固态散料仓位检测装置，所述检测装置适用于由四个独立钢立柱支撑的储存量不小于200吨的固态散料仓，散料仓是一个筒形结构，在散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上钻孔设置压力应变传感器，压力应变传感器信号连接负载平衡装置，负载平衡装置输出连接仓位显示仪表。
4、方案进一步是：所述压力应变传感器设置在散料仓之下与底脚之间对角钢立柱支撑中间点上或四个钢立柱支撑的中间点上。
5、方案进一步是：在钢立柱支撑上根据压力应变传感器的圆柱形状钻有设置孔，所述圆柱压力应变传感器采用推挤的方式设置在设置孔中，使压力应变传感器圆柱的圆弧外表面紧贴钢立柱设置孔的孔壁。
6、方案进一步是：所述压力应变传感器设置点是在钢立柱支撑水平面中心点处。
7、一种基于大容量固态散料仓位检测装置的检测方法，所述装置包括在散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上钻孔设置压力应变传感器，压力应变传感器信号连接负载平衡装置，负载平衡装置输出连接仓位显示仪表；所述方法包括压力应变传感器的定位设置和散料仓散料的重量检测：
8、所述压力应变传感器的定位设置包括：
9、第一步：确定散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上对应于散料仓的集中受力点；
10、第二步：钢立柱支撑在集中受力点的水平面中心处根据压力应变传感器的圆柱形状钻设置孔，将圆柱压力应变传感器采用推挤的方式设置在设置孔中，使压力应变传感器圆柱的圆弧外表面紧贴钢立柱设置孔的孔壁；
11、所述散料仓散料的重量检测包括：
12、第一步：首先设置检测起始“0”点：在散料仓处于空仓的状态下，将获取的钢立柱支撑的压力应变传感器信号强度值设定为检测起始“0”点；
13、第二步：确定压力应变传感器不同信号强度值对应的散料仓位或重量：在散料仓处于满仓的状态下，获取的钢立柱支撑的压力应变传感器信号强度值，由满仓重量对应的压力应变传感器信号强度值减去检测起始“0”点对应的压力应变传感器信号强度值，得到从起始“0”点到满仓重量的压力应变传感器信号强度值范围，进而得到单位信号强度值对应的散料仓位或重量，其中的满仓散料高度和重量是经测量和称重已知的高度和重量。
14、方案进一步是：所述压力应变传感器设置在散料仓之下与底脚之间对角钢立柱支撑中间点上，或者是四个钢立柱支撑的中间点上；进而，所述检测起始“0”点对应的压力应变传感器信号强度是对角钢立柱支撑的压力应变传感器信号强度平均值；或者是四个钢立柱支撑的压力应变传感器信号强度平均值；
15、同时，所述得到满仓重量的压力应变传感器信号强度值范围，是对角钢立柱支撑的压力应变传感器信号强度平均值范围；或者是四个钢立柱支撑的压力应变传感器信号强度平均值范围。
16、方案进一步是：所述确定散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上对应于散料仓的集中受力点，是通过力学原理分析计算确定的集中受力点，或者将散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑长度的中点设定为集中受力点。
17、方案进一步是：所述确定散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上对应于散料仓的集中受力点，是在四个钢立柱支撑上对应于散料仓的设置集中受力点。
18、方案进一步是：所述在四个钢立柱支撑上对应于散料仓的设置集中受力点是首先在一个钢立柱支撑上确定集中受力点，然后确定其它钢立柱支撑上的集中受力点与首先在一个钢立柱支撑上确定集中受力点的位置一致。
19、方案进一步是：所述方法还包括对散料仓的出料控制，包括：设定料位控制目标区间，一键启动后，如果散料仓的料位小于目标区间下限值时，则启动往散料仓全速供料，散料仓卸料闸门保持关闭不动；当散料仓的料位大于目标区间下限值时，散料仓卸料闸门开启往下方卸料，散料仓上方的进料速度需大于下方的供料速度，当散料仓的料位达目标区间上限值时，停止进料。
20、本专利技术主要面向矿山固态散料储、运、装等生产企业，针对储料仓的形状不规则、容量存储过大的特点，本专利技术利用钢材的弹性变形特性（钢材可以在弹性限度内发生可逆变形，其大小与受力大小成正比），通过在钢结构支撑立柱上钻孔安装压力应变传感器，全面感知储料仓的荷载变化信号，获得精确的料位数据，解决了超大规模储料仓称重不好解决的问题，经过现场应用反馈，其检测精度能够达到95%以上，而且不受落料粉尘干扰。此外，本专利技术还采用智能协同控制方法，对储料仓的料位调节进行了自适应控制，确保输送料设备运行稳定，避免频繁停机延误，提高了人员设备的有效作业时间。
21、下面结合附图和实施例对本专利技术作一详细描述。
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1.一种大容量固态散料仓位检测装置，所述检测装置适用于由四个独立钢立柱支撑的储存量不小于200吨的固态散料仓，散料仓是一个筒形结构，其特征在于，在散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上钻孔设置压力应变传感器，压力应变传感器信号连接负载平衡装置，负载平衡装置输出连接仓位显示仪表。
2.根据权利要求1所述的固态散料仓位检测装置，其特征在于，所述压力应变传感器设置在散料仓之下与底脚之间对角钢立柱支撑中间点上或四个钢立柱支撑的中间点上。
3.根据权利要求1所述的固态散料仓位检测装置，其特征在于，在钢立柱支撑上根据压力应变传感器的圆柱形状钻有设置孔，所述圆柱压力应变传感器采用推挤的方式设置在设置孔中，使压力应变传感器圆柱的圆弧外表面紧贴钢立柱设置孔的孔壁。
4.根据权利要求1或2或3所述的固态散料仓位检测装置，其特征在于，所述压力应变传感器设置点是在钢立柱支撑水平面中心点处。
5.一种基于权利要求1大容量固态散料仓位检测装置的检测方法，所述装置包括在散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上钻孔设置压力应变传感器，压力应变传感器信号连
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力应变传感器设置在散料仓之下与底脚之间对角钢立柱支撑中间点上，或者是四个钢立柱支撑的中间点上；进而，所述检测起始“0”点对应的压力应变传感器信号强度是对角钢立柱支撑的压力应变传感器信号强度平均值；或者是四个钢立柱支撑的压力应变传感器信号强度平均值；
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上对应于散料仓的集中受力点，是通过力学原理分析计算确定的集中受力点，或者将散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑长度的中点设定为集中受力点。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上对应于散料仓的集中受力点，是在四个钢立柱支撑上对应于散料仓的设置集中受力点。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在四个钢立柱支撑上对应于散料仓的设置集中受力点是首先在一个钢立柱支撑上确定集中受力点，然后确定其它钢立柱支撑上的集中受力点与首先在一个钢立柱支撑上确定集中受力点的位置一致。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对散料仓的出料控制，包括：设定料位控制目标区间，一键启动后，如果散料仓的料位小于目标区间下限值时，则启动往散料仓全速供料，散料仓卸料闸门保持关闭不动；当散料仓的料位大于目标区间下限值时，散料仓卸料闸门开启往下方卸料，散料仓上方的进料速度需大于下方的供料速度，当散料仓的料位达目标区间上限值时，停止进料。
...【技术特征摘要】
1.一种大容量固态散料仓位检测装置，所述检测装置适用于由四个独立钢立柱支撑的储存量不小于200吨的固态散料仓，散料仓是一个筒形结构，其特征在于，在散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上钻孔设置压力应变传感器，压力应变传感器信号连接负载平衡装置，负载平衡装置输出连接仓位显示仪表。
2.根据权利要求1所述的固态散料仓位检测装置，其特征在于，所述压力应变传感器设置在散料仓之下与底脚之间对角钢立柱支撑中间点上或四个钢立柱支撑的中间点上。
3.根据权利要求1所述的固态散料仓位检测装置，其特征在于，在钢立柱支撑上根据压力应变传感器的圆柱形状钻有设置孔，所述圆柱压力应变传感器采用推挤的方式设置在设置孔中，使压力应变传感器圆柱的圆弧外表面紧贴钢立柱设置孔的孔壁。
4.根据权利要求1或2或3所述的固态散料仓位检测装置，其特征在于，所述压力应变传感器设置点是在钢立柱支撑水平面中心点处。
5.一种基于权利要求1大容量固态散料仓位检测装置的检测方法，所述装置包括在散料仓之下与钢立柱支撑底脚之间的钢立柱支撑上钻孔设置压力应变传感器，压力应变传感器信号连接负载平衡装置，负载平衡装置输出连接仓位显示仪表；所述方法包括压力应变传感器的定位设置和散料仓散料的仓位及重量检测：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述压力应变传感器设置在散料仓之下与底脚之间对角钢立柱支撑中间点...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭欣，张新，席启明，刘宝峰，王建军，闫艳，武徽，
申请(专利权)人：中煤科工智能储装技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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