[發(fā)明專利]一種浮選液位反射式超聲檢測(cè)儀及檢測(cè)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310422471.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN103471684A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李儉;徐霄南;徐志雄;烏蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧中新自動(dòng)控制集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01F23/296
• 分類號(hào): G01F23/296
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所 21224
• 代理人: 張群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液位檢測(cè)儀及檢測(cè)方法，特別是涉及一種用于選礦廠浮選機(jī)上使用的浮選液位反射式超聲檢測(cè)儀及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

浮選是鐵礦選礦分選中應(yīng)用最廣效果最好的一種選礦方法。浮選液位是控制浮選生產(chǎn)作業(yè)的一個(gè)重要指標(biāo)，浮選液位控制的穩(wěn)定與否，直接對(duì)選礦產(chǎn)品指標(biāo)產(chǎn)生影響。浮選液位測(cè)量裝置是浮選液位自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分。現(xiàn)有浮選作業(yè)的精確操作對(duì)浮選液位測(cè)量的范圍和精度要求越來越高，同時(shí)要求液位測(cè)量裝置具備耐磨損、可靠性高的特點(diǎn)，能消除液位波動(dòng)和泡沫層變化帶來的偽液位信號(hào)，以及消除因礦漿的黏附而來的浮球下沉產(chǎn)生的精度誤差等不良影響。常用的浮選液位計(jì)主要有浮力式液位計(jì)、激光液位計(jì)、靜壓液位計(jì)、超聲波液位計(jì)等幾種。

目前，經(jīng)常使用的超聲波液位計(jì)在使用過程中測(cè)量部分不與礦漿接觸，可連續(xù)測(cè)量和定點(diǎn)測(cè)量；其缺點(diǎn)是超聲波的反射角度過大，容易受周邊障礙物影響，經(jīng)常出現(xiàn)無測(cè)量或錯(cuò)誤測(cè)量現(xiàn)象，且超聲波的波速取決于傳播媒質(zhì)的特性、溫度、壓力和密度，受環(huán)境影響較大，產(chǎn)生較大誤差，此外礦漿表面變化的泡沫層對(duì)測(cè)量也會(huì)產(chǎn)生影響。

因此，特別需要一種可穩(wěn)定運(yùn)行浮選液位反射式超聲檢測(cè)儀，提高實(shí)用性、可靠性及綜合性價(jià)比。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)行可靠性高的浮選液位反射式超聲檢測(cè)儀及檢測(cè)方法，減小環(huán)境因素對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的誤差，減小隨機(jī)擾動(dòng)誤差。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種浮選液位反射式超聲檢測(cè)儀，包括檢測(cè)支架、圓形滑道、反射盤、連桿、浮子、超聲探頭、溫度傳感器、濕度傳感器、DSP處理器、信號(hào)連接器,在檢測(cè)支架下部固定圓形滑道，頂部固定超聲探頭、溫度傳感器、濕度傳感器，連桿在圓形滑道內(nèi)上下移動(dòng)，圓形滑道起導(dǎo)向作用，連桿頂端固定連接反射盤，底端固定連接浮子，所述的反射盤為超聲波反射用部件；DSP處理器通過信號(hào)連接器與超聲探頭、溫度傳感器、濕度傳感器連接，為超聲探頭、溫度傳感器、濕度傳感器供電及傳遞信息；所述的超聲探頭為探測(cè)的核心元件，用來檢測(cè)超聲探頭與反射盤之間的距離；所述的溫度傳感器檢測(cè)環(huán)境溫度，作為液位信號(hào)溫度補(bǔ)償用；所述的濕度傳感器檢測(cè)環(huán)境濕度，作為液位信號(hào)空氣密度補(bǔ)償用。

所述的浮子為與測(cè)量介質(zhì)直接接觸部件，浮子外形為兩端圓錐形結(jié)構(gòu)，中間為圓柱形結(jié)構(gòu)。

所述的信號(hào)連接器是為溫度傳感器、濕度傳感器和超聲探頭供電以及傳輸信號(hào)的集成電纜束。

一種浮選液位反射式超聲檢測(cè)方法，所述的超聲探頭發(fā)出超聲波，經(jīng)反射盤反射，超聲探頭將距離信息發(fā)送到DSP處理器上；溫度傳感器、濕度傳感器分別將檢測(cè)的溫度、濕度信息傳遞到DSP處理器上；

DSP處理器接收的檢測(cè)信息進(jìn)行運(yùn)算處理，將處理完信息的通過DSP處理器上顯示面板顯示，并通過信號(hào)接口輸出。

所述的DSP處理器對(duì)檢測(cè)信息進(jìn)行運(yùn)算處理時(shí)采用補(bǔ)償算法和平滑算法以解決隨機(jī)擾動(dòng)問題，具體計(jì)算步驟為：

1）測(cè)量值與聲速補(bǔ)償算法：

基于超聲距離檢測(cè)原理可得出：

l=(V×τ)/2??①

其中：l是測(cè)量值，v是聲速，τ是回波時(shí)間；

根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)得出聲速與溫度影響的關(guān)系：

Vt=331.4+0.6×t??②

其中：Vt是在溫度t時(shí)的聲速，t是當(dāng)前溫度，331.4是0℃溫度時(shí)相對(duì)濕度0%時(shí)的聲速常數(shù)，0.6是溫變回歸系數(shù)；

根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)得出聲速與濕度影響的關(guān)系：

f(Vt)=Vt+Cn×10^-2??③

n=0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50

其中：f(Vt)是溫度t,相對(duì)濕度Cn時(shí)的聲速；Vt是在溫度t時(shí)的聲速；Cn是在溫度t時(shí)的濕度補(bǔ)償系數(shù)；n是溫度定標(biāo)點(diǎn)；

根據(jù)①、②、③式可得出：

超聲測(cè)量溫濕度補(bǔ)償計(jì)算算法：

l=((331.4+0.6×t+Cn×10^-2)×τ)/2??④

n=0,5,10,15,20,25,30,35,40,45,50；

2)平滑處理算法：

對(duì)步驟1）得出的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，去掉其中的最大值、次大值和最小值、次小值，然后計(jì)算余下的N-4個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。即：