1.本发明属于斗子提升机产品的采样和检测的技术领域，涉及一种斗子提升机斗内物料的液位和重量的测量装置和方法。
背景技术：
2.斗子提升机是一类对大块或中块固体物料的有效脱水设备。斗提机用于从沉淀池内捞取固液混合的物料，将物料装入斗子内向上提升；或用于物料从低处向高处的垂直连续运输。运输提升过程中，斗提机可以通过重力作用使水透过滤网，将固体物料和水进行分离。斗子提升机广泛地用于高水分大块物料的脱水和物料的运输，在矿业、食品、医药和化工领域有广泛的应用。斗提机的运输能力取决于斗子内装配的物料体积和运行速度。在连续的工业生产过程中，物料的连续运输对斗提机的运输量有一定的要求，能够及时并准确的检测斗提机内斗子内物料重量等指标对工业连续生产有重要的意义。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种斗子提升机物料重量快速测量装置和方法，以实现及时并准确的检测斗提机内斗子内物料重量。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种斗子提升机物料重量快速测量装置，包括第一激光传感器、第二激光传感器、接近开关、和单片机，其中，第一激光传感器和第二激光传感器对称安装在斗子提升机的上半部分固定位置，第一激光传感器和第二激光传感器竖直地正对单个斗子内左右两侧物料上方，接近开关安装在斗式提升机侧面；接近开关与第一激光传感器、第二激光传感器串联，单片机与第一激光传感器、第二激光传感器串联，单片机接收第一激光传感器和第二激光传感器的信号。
6.一种斗子提升机物料重量快速测量方法，包括以下步骤：
7.当斗子提升机工作时，斗子向上提升，开始经过接近开关的水平面并使接近开关启动，同时联动触发第一激光传感器和第二激光传感器开启，第一激光传感器和第二激光传感器测量出自己到物料的两段距离，将距离信号传输到单片机；提前将煤炭密度，斗提机斗容量和斗高度输入单片机，根据距离信号和密度，单片机换算得到该斗子内物料的重量；斗子提升过程中，整个斗子经过接近开关后，接近开关关闭，联动第一激光传感器和第二激光传感器关闭；下一个斗子经过时重复上述过程，从而连续测量斗子内物料重量。
8.斗子内物料重量的方法如下：单个斗子内物料质量为m，两个激光传感器测量的单个斗子内物料液面距斗子底部的高度为h1和h2，斗子的内部高度为h；斗子体积为v；煤炭平均密度ρi，计算单个斗子内物料的重量m＝(h1+h2)/2/h*v*ρi。
9.当产品分别为精煤，中煤，矸石的情况下，平均密度ρi的范围分别是1.2-1.4g/cm3，1.4-1.6g/cm3，1.6-2.0g/cm3。
10.本发明的有益效果是：
11.本发明利用激光传感器测量斗式提升机内液位，再转化为斗子内物料量，方法简单，测量结果准确。该装置仅由接近开关，激光传感器,单片机三个主要部件组成，结构简单，安装维护便利，工作可靠。该发明能在斗提机运行时连续测量多个斗子内物料量，进而估算斗子提升机整体产量，不需要额外的取样过程，大幅简化了传统的测量过程。
附图说明
12.图1为本发明的装置在斗子提升机上的安装位置示意图；
具体实施方式
13.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
14.如图1所示，本发明的一种斗子提升机物料重量快速测量装置，包括第一激光传感器1、第二激光传感器2、接近开关3、和单片机4，其中，第一激光传感器1和第二激光传感器2对称安装在斗子提升机的上半部分固定位置，第一激光传感器1和第二激光传感器2竖直地正对单个斗子内左右两侧物料上方，接近开关3安装在斗式提升机侧面；接近开关3与第一激光传感器1、第二激光传感器2串联，单片机4与第一激光传感器1、第二激光传感器2串联，单片机4接收第一激光传感器1和第二激光传感器2的信号。
15.下面结合实施例对本发明做进一步说明。
16.实施例
17.在以跳汰选煤为主要洗选手段的选煤厂，跳汰机生产的煤炭产品从捞坑中由斗子提升机运输。将第一激光传感器1和第二激光传感器2安装在斗子提升机上半部分固定位置悬置，能正对斗子内物料。第一激光传感器1和第二激光传感器2连接单片机4传输信号。接近开关3和安装在斗子提升机平行侧面，接近开关3和第一激光传感器1、第二激光传感器2联动。启动斗提机，单个斗子运行开始经过接近开关3的平面时，启动接近开关3，接近开关3启动第一激光传感器1和第二激光传感器2。该斗子运行速度约0.6m/s,第一激光传感器1和第二激光传感器2运行时间约0.8s。第一激光传感器1和第二激光传感器2分别测得距离页面高度。之后，第一激光传感器1和第二激光传感器2将信号传输到单片机4。本实施例中斗提机型号为t50140，斗子容量240l，单个斗子高0.6m。将斗提机参数，和煤炭物料平局密度1.4g/cm3的参数，输入单片机4，通过以下方法将激光传感器测试值转化为单个斗子内重量：单个斗子内物料质量为m，两个激光传感器测量的单个斗子内物料液面距斗子底部的高度为h1和h2，斗子的内部高度为h；斗子体积为v；煤炭平均密度ρi，当产品分别为精煤，中煤，矸石的情况下，平均密度ρi的范围是1.2-1.4g/cm3，1.4-1.6g/cm3，1.6-2.0g/cm3。估算单个斗子内物料的重量m＝(h1+h2)/2/h*v*ρi。单个斗子经过后，接近开关3关闭，联动第一激光传感器1和第二激光传感器2关闭。
18.本实施例中，连续测量得到了多个斗子内物料重量，如表1所示。
19.表1测量结果
20.序号12345678910h1/m0.3320.3530.2900.3510.3690.2810.3540.3630.3240.350h2/m0.3690.3750.3000.3390.3830.2710.4130.2770.2590.382m/kg196.3203.9165.3193.2210.5154.5214.8179.2163.2204.9
序号11121314151617181920h1/m0.3750.2820.3830.3010.2850.3410.3730.3490.2970.327h2/m0.3450.2990.3880.2700.2910.3080.3880.2770.3610.275m/kg201.7162.6215.9159.8161.3181.8213.1175.4184.2168.5
21.以上所述仅是本发明的部分实施例而已，并不能限制本发明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种斗子提升机物料重量快速测量装置，其特征在于：包括第一激光传感器(1)、第二激光传感器(2)、接近开关(3)、和单片机(4)，其中，第一激光传感器(1)和第二激光传感器(2)对称安装在斗子提升机的上半部分固定位置，第一激光传感器(1)和第二激光传感器(2)竖直地正对单个斗子内左右两侧物料上方，接近开关(3)安装在斗式提升机侧面；接近开关(3)与第一激光传感器(1)、第二激光传感器(2)串联，单片机(4)与第一激光传感器(1)、第二激光传感器(2)串联，单片机(4)接收第一激光传感器(1)和第二激光传感器(2)的信号。2.一种基于权利要求1所述装置的斗子提升机物料重量快速测量方法，其特征在于：包括以下步骤：当斗子提升机工作时，斗子向上提升，单个斗子开始经过接近开关(3)的水平面并使接近开关(3)启动，同时联动触发第一激光传感器(1)和第二激光传感器(2)开启，第一激光传感器(1)和第二激光传感器(2)测量出自己到物料的两段距离，将距离信号传输到单片机(4)；提前将煤炭密度、斗提机斗容量和斗高度输入单片机(4)，根据距离信号和密度，单片机(4)换算得到该斗子内物料的重量；斗子提升过程中，整个斗子完全经过接近开关(3)后，接近开关(3)关闭，联动第一激光传感器(1)和第二激光传感器(2)关闭；下一个斗子经过时重复上述过程，从而连续测量斗子内物料重量。3.根据权利要求2所述的斗子提升机物料重量快速测量方法，其特征在于：斗子内物料重量的方法如下：单个斗子内物料质量为m，两个激光传感器测量的单个斗子内物料液面距斗子底部的高度为h1和h2，斗子的内部高度为h；斗子体积为v；煤炭平均密度ρ
i
，计算单个斗子内物料的重量m＝(h1+h2)/2/h*v*ρ
i
。4.根据权利要求3所述的斗子提升机物料重量快速测量方法，其特征在于：当产品分别为精煤、中煤、矸石的情况下，平均密度ρ
i
的范围分别是1.2-1.4g/cm3，1.4-1.6g/cm3，1.6-2.0g/cm3。
技术总结
本发明公开了一种斗子提升机物料重量快速测量装置和方法，包括第一激光传感器、第二激光传感器、接近开关、和单片机，其中，第一激光传感器和第二激光传感器对称安装在斗子提升机的上半部分固定位置，第一激光传感器和第二激光传感器竖直地正对单个斗子内左右两侧物料上方，接近开关安装在斗式提升机侧面，与第一激光传感器、第二激光传感器串联，单片机接收第一激光传感器和第二激光传感器的信号。本发明能快速测算斗子内物料的重量及斗子提升机的产量，从而有效指导选煤厂生产运行管理。该发明具有结构简单、操作便捷、测量迅速和结果准确等优点。结果准确等优点。结果准确等优点。
技术研发人员：廖寅飞 王光辉 杨哲 杨奥生 陈罗建 苏海龙 邹奇奇
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2022.02.08
技术公布日：2022/5/10
声明：
“斗子提升机物料重量快速测量装置和方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中国矿业大学
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2024年07月26日 ~ 28日 
