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雷達物位計在混凝土粉料倉料位監測系統的研發應用

作者: 來源: 發布時間:2019-12-24 09:39:39

 摘 要: 設計了一套混凝土一级一天狼影院观看1粉料倉料位監測系統。該設計基于 plc 自動控制系統,将高頻雷達液位計、高清監控和led 燈帶預警技術有效組合,能實現料位的準确連續監測以及能及時連續的獲得粉料倉的生産技術數據。利用 an- sys workbench 軟件對料位監測系統關鍵零部件清洗臂進行靜力學分析,驗證其設計尺寸滿足使用要求。

 
0 引 言
在混凝土行業中,料位計主要是用于各種倉、庫物料位置的測量,儲存物料的多少将直接影響到企業生産效率及生産安全,在生産管理中,料位監測是非常重要且必不可少的環節[1]。但由于其工作環境惡劣,目前對料位的監測或多或少都存在這不足,國内有水泥行業料位監測采用葉一级一天狼影院观看2輪式阻旋物位計對料倉内水泥粉的監測,其原理是利用水泥粉淹沒葉輪,葉輪的阻力增大,轉動電機産生異常電信号,提供報警[2-3]。但該裝置不能及時顯示混凝土粉料倉的瞬時物位情況,也不能獲得混凝土密閉粉料倉内部生産技術數據。
 
另外,在水泥粉料免看一级a一片3倉進料時物位呈一個錐面,粉料倉中心物位較高但側壁物位較低,而阻旋物位計安裝在水泥粉料倉側壁,不能及時反映物位最高點變化情況,可能造成冒頂報警不及時的安全隐患,一旦發生冒頂事故,将對當地環境産生嚴重破壞。
 
針對上述的不足,提供一套實時、實況及連續地監測混凝土粉料倉物料料位監測裝置,對防止混凝土粉料倉料位的非正常情況,提供混凝土粉料倉生産狀态技術數據,提高整個混凝土攪拌站的安全性,實現混土攪拌站的高效、高質量生産具有非常重要的意義。
 
1、監測系統構成
混凝土粉料倉料位監測系統主要是由高頻雷達液位計、照射光源、驅動電機、連接軸、清洗臂、攝像頭、led 燈帶等組成。料位監測系統如圖 1 所示。
混凝土粉料倉監測系統
清洗臂主要是由支撐條、橡膠清洗條、連接座組成。連接座内設有螺紋孔,橡膠清洗條固定粘貼在支撐條上。清洗臂如圖 2 所示。
監測系統清洗臂
2 監測系免看一级a一片4統工作原理
混凝土粉料倉料位監測系統是利用高頻雷達液位計 1 發射與接收脈沖信号來測量混凝土粉料倉料位高度[5],再結合照射光源 2 及高清攝像頭 6 實時觀察混凝土粉料倉内的料位情況,檢測 led 燈帶 7 發出的紅外光情況來判斷料位狀況,最後工作人員可以通過工控機面闆監測料位情況,控制物料進出口,從而保證水泥粉與砂石等物料的配比精度,提高混凝土質量。
 
由于混凝土粉料倉内的粉塵會沾染到照射光源及高清攝像頭,使其成像模糊時,啟動驅動電機 3 帶動連接座 4-3 旋轉,通過橡膠清洗條 4-1 對照射光源及高清攝像頭進行清洗。 3 監測系統關鍵零部件的靜力學分析為了保證粉料倉料位監測系統成像的清晰度,需要對關鍵零部件清洗臂進行靜力學分析,驗證清洗臂的設計是否滿足使用要求。 3.1 建立有限元模型及參數設定當應變幅度小于 10%時常把應力應變曲線的斜率作為其彈性模量[7],清洗時清洗橡膠條的壓縮量為 0.4 mm,計算可得,每根清洗橡膠條的重量 g = 4. 32×10-2n,f彈 = 2.08 n,f靜 = 1.29 n。入 engineer- ing data 定義模型的材料屬性,仿真參數如表 1 所示。
仿真參數
利用 ansys workbench 能夠與多軟件的數據交換及共享的功能[6],将 solid works 搭建的監測系統清洗臂三維模型導入 ansys workbench 中,如圖 3所示。 
 
3.2 網格劃分
合理的劃分網格是建立和分析有限元模型的重要基礎,網格質量對有限元計算精度和斂散性有着至關重要的影響[8]。網格劃分關鍵在于設定單元類型和單元大小,本文對該模型的 element size 設定為2 mm,得到 7 908 個單元,15 527 個節點。清洗臂的網格劃分效果圖如圖 4 所示。
網格劃分效果圖
 
3.3 添加載荷與約束條件
清洗臂是通過驅動電機帶動旋轉軸進行工作,按照實際工作情況,須将清洗臂中的連接座孔施加固定約束,對清洗條上的映射面部分施加載荷。得到的載荷約束效果圖如圖 5 所示。
載荷約束效果圖
 
3.4 仿真結果分析
利用有限元分析軟件求解,得到的分析結果如圖6~8 依次為清洗臂的等效應力圖、等效彈性應變圖和總變形圖。
載荷約束效果圖
 
如圖 6 等效應力圖的分析結果知,靠近連接座的清洗條應力較為集中,最大的應力為 14.023 mpa,整個清洗臂采用的是 45 号鋼,材料的屈服極限為 400 mpa,故該結構的安全系數為 29.2,說明在額定載荷下,整個結構的強度和剛度是滿足使用要求的,由于其安全系數較大,後續可優化其使用材料。
 
從圖 7 的分析結果可以看出,清洗條相當于懸臂梁,清洗條與連接座連接處的變形量最大,變形量不足 0.001 mm,可以忽略不計。
等效彈性應變圖總變形圖
 
圖 8 為清洗臂的總變形圖,從圖中可以看出,在各個力的作用下發生的變形量最大為 0.32 mm,相對于整個清洗臂的尺寸來說,變形量極小。故說明在額定載荷下,剛度是滿足要求的,不會出現斷裂和塑性變形等情況。通過對清洗臂在額定載荷下的靜力學分析,清洗條與連接座之間存在應力集中現象,但變形量較小,且不會出現塑性變形,符合清洗臂設計尺寸要求。 
 
4 結 語
設計了一套能夠實時、實況及連續地監測混凝土粉料倉物料料位監測裝置。通過三維建模和 ansys work額應力、應變雲圖,結合材料的使用性能參數對比分析,驗證了該清洗臂的設計尺寸滿足使用要求。目 一级一天狼影院观看試用。據初步結果,工作人員能夠通過工控面闆準确、及時、連續的獲得混凝土粉料倉内的生産數據,大大地減少了工作人員的工作強度,提高了企業的經濟效益和社會效益。

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