机械网--冲击振动式物料位计原理与实验研究

1　引言物料位丈量，特别是固体物料的料位丈量，由于被测对象的特殊物性，如粉尘，黏附走法律程序强拆多久，板结等作用，最好的丈量方法是非接触式丈量。相比较超声波式和雷达式等非接触方法，虽然不直接与被测物料接触，但都需要与物料上方介质接触，需要物料上方介质具有对超声波或微波透明，完全非接触式丈量方法具有完全不与被测物料，包括物料上方介质接触，具有更广泛的适应性和更高的可靠性。目前唯1两种完全非接触式丈量方法：放射式和称重式。由于放射式料位计需要高能γ射线穿透被测容器，其运行中的安全防护与放射源的存储等问题制约了这类方式的利用。称重式料位丈量仪器对介质密度有直接的依赖，需要有已知且稳定的介质密度，这在液体丈量中也许是容易满足的条件，在固体介质的丈量中常常很难满足。由于需要丈量整体容器的重量，要求容器只有有限个钢结构支持架，这也限制了仪器的安装条件。通过理论分析与实验研究，研制了1种以冲击与振动的方法进行丈量的新型料位计。作为1种新型的完全非接触式物料丈量方法，不使用高能射线，没有放射污染，不依赖被测介质密度，对容器结构没有要求，全部仪器安装于容器外部，与被测界面上下两种介质都不需接触，是1种干净，方便，便宜，适用广泛的新型料位丈量的方法。 2　丈量原理丈量的基本原理是通过容器外部的激振器产生适当的能量波，经过传播后，携带容器内界面情况的信息，被传感器所接收，通过分析波的特点，得到界面信息危房拆迁与正常拆迁一样吗。能量波可以选择电磁波或机械波。电磁波只有频率足够高才有足够能量穿透容器（特别是金属容器），也就是目前已使用的放射料位计中的γ但是较高频率的机械波穿透能力差，如超声式料位计就必须安装于容器内部，虽然称为非接触式丈量，只是与被测界面两介质中的1种不接触，仪器需要在另外1种介质中发射与接收超声波，这就要求这类介质具有超声透明的特性。也许这类方式应当称为半接触式丈量。为了能够进行完全非接触丈量，选择使用低频机械波，可以从容器外壁产生与接收，不但容易产生，容易检测，而且容器及被测介质对波的衰减小，在大量程时这1点特别重要。但是低频机械波容易遭到噪音干扰，由于波长较长，对丈量精度的提高也带来很多困难。这些都对信号处理提出很高要求。在低频机械波的传播进程中，可以把容器壁看作具有1定单位面积质量，具有各向同性的剪切弹性模量，各向均匀的薄板介质。从总参数的角度视察介质，可以看作无穷多个相同参数的质量——弹簧——阻尼2阶系统的级联结构。从激振器到传感器可以看作是在无穷长链条中截取的有限个2阶有阻尼系统。对容器内有被测介质的容器壁，由于被测介质对容器壁的侧压力，使得容器壁的等效质量增大。又由于被测介质对波能量的传导，容器壁的等效阻尼增大。但是，侧压力对容器壁的等效剪切弹性模量影响却不大。这样，原则上通过模态分析，可以找到振动模态与介质界面间的相干关系，从而到达丈量的目的。但是这样的丈量是依赖于具体的容器和具体的被测介质的物体，不具有实用价值。使用鼓励器和传感器矩阵，建立多输入、多输出的丈量系统与相应的系统传递模型，基于波的传播与加速阻抗模型，通过非模态化的丈量和信号处理方法，在无需容器与被测物料参数的情况下，进行了物料位的丈量。 3　系统设计3．1　系统结构冲击振动式料位计实验装置的系统结构如图3—1。实验容器为1个直径1m，高为1．8m的圆柱形3 mm厚45＃钢板卷制焊接钢桶。激振器安装在容器外壁，实验中使用了8个激振器模拟现场丈量中被测容器很大（量程很大，此时单1激振器鼓励功率不能满足要求）时的状态，自顶而下垂直均匀排列，间距为20cm。传感器为加速度传感器，通过永磁铁基座吸附在容器外壁上，1共4个，1样自顶而下垂直均匀排列。采取这类多个激振器和传感器散布排列方式，各激振器与传感器组成冗余多传感器结构，经过量传感器信息融会，不但扩大了量程，更具有硬件上的容错能力，提高了系统可靠性。并且冗余的信息也大大提高了丈量的精度、数据的可靠性和仪器的抗干扰能力。激振器挂接在系统的控制总线上，对各激振器分配有其独立的地址编号，受控制总线控制在同1时间有且唯11个激振器被选通。任意波形产生卡安装在另外1台伺服计算机上，通过以太网络与主控计算机通讯，接收主控计算机发出的波形数据和控制信号。鼓励波形经任意波形产生卡产生后由功率放大器放大，由当前被选通激振器转换为机械波鼓励容器壁。机械波通过桶壁的传播，被传感器接收，转换为电信号农村拆迁会强拆吗，经连接其后的4路程控放大器。放大后的信号通过隔离放大器隔离后送入主控计算机进行数据搜集，量化为数字信号进行数字信号处理。伺服计算机不但控制任意波形产生器产生需要的波形，而且还担当着翻译主控计算机的指令到控制总线控制着激资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章