[發明專利]一種皮帶機煤流量的計量裝置及方法

在審

• 申請號: 201910182425.1
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109823794A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 劉杰輝;陶卓;王桂梅;楊立潔
• 申請（專利權）人: 河北工程大學
• 主分類號: B65G41/00
• 分類號: B65G41/00;B65G43/00;G01F1/00;G01F23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種皮帶機煤流量的計量裝置，其特征在于，主要由立柱、底座、軸承座、軸承、橫軸、探測桿、連接板、角位移測量模塊組成；立柱包括左立柱和右立柱，左右立柱相對于皮帶對稱設置，左右立柱分別通過底座固定于皮帶兩側，左右立柱頂部分別設置有軸承座，軸承座內設置有軸承；

橫軸兩端通過左右立柱頂部的軸承支承，橫軸一端設置有角位移測量模塊，橫軸中部通過連接板固定連接有探測桿，探測桿初始位置為垂直皮帶平面設置；

橫軸可隨探測桿的擺動而轉動，橫軸端部的角位移測量模塊可隨橫軸轉動而旋轉相同角度，角位移測量模塊可同時測取旋轉角度值。

2.根據權利要求1所述的一種皮帶機煤流量的計量裝置，其特征在于，底座通過角鐵焊接于立柱底部，底座通過螺栓固定于底板；底座和立柱為計量裝置提供了穩定基座，并且保證兩側底座處于同一水平面，保證兩側立柱所在平面與皮帶運輸方向垂直。

3.根據權利要求1所述的一種皮帶機煤流量的計量裝置，其特征在于，連接板包括通過包合橫軸的上下連接板，上下連接板通過螺栓與橫軸固定連接，下連接板下側可拆卸連接有探測桿，探測桿在皮帶的投影位于皮帶中線上；連接板與橫軸通過螺栓可拆卸連接，以便于該裝置選用合適長度的橫桿適用于不同規格的皮帶機上的煤流量測量；探測桿與連接板可拆卸連接以便于更換不同長度探測桿適用于不同運輸量的煤流量測量。

4.根據權利要求1所述的一種皮帶機煤流量的計量裝置，其特征在于，還包括與角位移測量模塊連接的上位機，角位移測量模塊包括磁敏元件、信號放大電路和信號濾波電路，角位移測量模塊向上位機輸出電壓信號，上位機通過電壓信號計算探測桿擺動的傾角。

5.根據權利要求1所述的一種皮帶機煤流量的計量裝置，其特征在于，探測桿與橫軸垂直連接，探測桿端部距離皮帶表面一公分。當探測桿下的煤堆高度大于一公分時，會被頂起一定角度，而其厚度小于一公分時，則本裝置會忽略皮帶表面煤量。

6.一種利用如權利要求1-5所述的皮帶機煤流量的計量裝置的皮帶機煤流量的計量方法，其特征在于，當皮帶所運載煤堆達到一定高度時，煤堆將探測桿頂起一定角度，探測桿通過可旋轉橫軸帶動角位移測量模塊旋轉相同角度，探測桿帶動角位移測量模塊的磁場方向旋轉，磁場方向變化導致磁敏元件的霍爾電勢變化，通過測量磁敏元件的霍爾電勢變化換計算出探測桿旋轉角度，進而計算出皮帶機上煤位高度，實現煤量計量。

7.根據權利要求6所述的皮帶機煤流量的計量方法，其特征在于，計算探測桿旋轉角度的方法為：當通過角位移測量模塊中的磁敏元件的電流大小和磁場強度一定，且磁場垂直于磁敏元件表面，那么在垂直于電流和磁場的方向上產生一個霍爾電勢U_H，即：

U_H＝K_HIB

K_H——霍爾元件靈敏度；

I——通過磁敏元件的電流；

B——磁場強度；

當磁場方固定，磁敏元件法線方向隨探測桿的角度變化而變化，同時測量出磁敏元件的霍爾電勢，則有：

U_H＝K_HIB cosθ

θ——為磁場與元件平面法線方向的夾角，即探測桿與皮帶法線方向夾角；

根據霍爾電勢的變化換算出皮帶機煤位高度，探測桿的初始位置與皮帶的法向方向相同，探測桿長度為L，其到皮帶表面距離為a，當皮帶上的煤堆將探測桿頂起時，探測桿與皮帶法線方向夾角為θ，則煤堆高度為：

h＝a-L cosθ

根據上式計算出皮帶煤堆高度，取單位時間內煤堆高度均值，以標準皮帶煤堆稱量裝置為標準，對煤堆高度對應的煤量進行標定，實現煤流量的計量。