[发明专利]气力输送粉末的流量检测传感器

说明书

技术领域：

本发明涉及管道中气动输送粉末材料时，对管道中粉末的浓度进行检测的传感器。

背景技术

采用气体作为载体输送粉末材料的方法广泛的应用于激光熔覆、喷焊、喷涂、冶金、快速成形等工业领域。提高加工过程中粉末输送的均匀、准确性是多个应用领域中粉末输送面临的共性问题，粉末输送量的准确性与稳定性，影响到加工过程中涂层的厚度、涂层温度与涂层质量。

常用的送粉装置对粉末输送量的调节主要采用对计量容积(凹槽容积、螺纹沟槽容积等)和电机速度的调节来实现，粉末输出准确性问题只涉及到送粉器的输出粉料的范畴。而粉末输送过程中，即使送粉器输出口的粉末输出量稳定，经过管道中的输送，粉料到达输送管道出口处的输送量未必能够准确、稳定。这是因为粉末在管道中的流动状态实际上很复杂，与气流速度、气流中所含的粉末量、粉末本身料性等相关。粉末在管道中的输送状态可能是依靠高速流的气流动压被输送的悬浮流，也可能是依靠气流的静压推送的栓流，或者是介于两种气流状态之间的输送方式。粉末在管道中的传送可能是时而停滞时而吹走交替进行的状态，因此，送粉器输出粉末的准确性不能保证通过管道输送后管道出口处粉末输出的稳定，为了保证气力输送粉末在管道中的稳定传输，必须对管道中关键部位粉末传输的状态进行检测。

发明内容

本发明要解决现有气力输送粉末技术中，粉末在管道中各区段流速和浓度可能不均匀的复杂状态无法测量的缺点，提供一种可以接入输送管道对管道中关键区域的粉末流量和粉末浓度进行检测的传感器。

气力输送粉末的流量检测传感器，包括一段接入输送管道的透明管，所述的透明管两侧对应地设有发光装置和光电转换装置，所述的发光装置间隔着所述的透明管对准所述的光电转换装置；所述的发光装置和光电转换装置上设有遮光罩。

进一步，所述的光电转换装置通过一放大器连接一单片机，所述的单片机连接一显示器和信号输出端口。

更进一步，所述的放大器和单片机之间还连有一个信号调理器，所述的信号调理器输出供单片机使用的标准的采集信号。

本发明的工作原理是：传感器通过管接头与输送管道连接，发光装置发出的光线经通有粉末气流的透明管后被光电转换装置接收，光电转换装置所接收到的光线强度与透明管中粉末的流量相关，粉末流量越大光线衰减越大，光电转换装置获得的光强就越小。这样，通过检测光电转换装置输出的电信号可以计算出流经透明管的粉末流量的大小。

本发明适用于激光熔覆、喷焊、喷涂、冶金、快速成形等工业领域中通过气力与管道输送金属粉末与陶瓷粉末的场合进行粉末输送量的检测，也适用于其他领域中需要检测气力输送粉末量的场合。

本发明的优点是：可以接入输送管道对管道中关键区域的粉末流量和粉末浓度进行检测，并输出流量和浓度的即时信号，为流量或浓度的精密控制提供了条件。

附图说明

图1是本发明的原理图

图2是本发明的一种应用形式

具体实施方式：

实施例一

参照图1：

气力输送粉末的流量检测传感器，包括一段接入输送管道的透明管4，所述的透明管4两侧对应地设有发光装置3和光电转换装置6，所述的发光装置3间隔着所述的透明管4对准所述的光电转换装置6；所述的发光装置3和光电转换装置6上设有遮光罩2。

所述的光电转换装置6通过一放大器7连接一单片机8，所述的单片机8连接一显示器9和信号输出端口10。

所述的放大器7和单片机8之间还连有一个信号调理器11，所述的信号调理器11输出供单片机8使用的标准的采集信号。

器件的选择方面：

发光装置选取：可以根据粉末输送量的不同选用高亮发光二极管或小功率激光发生器，在本发明所做的试验中，粉末输送量在0-30g/min范围内时，采用高亮发光二极管有很好的效果；粉末输送量在20-100g/min范围内时，采用5mW激光发生器效果较好。

光电转换装置选取：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管与光电池均可用做可选的光敏器件，这些光敏器件通过与运算放大器连接组成光电转换装置，本发明的实验中，所采用的方案是采用光敏二极管作为光电转换装置，发光二极管输出的信号经过运算放大器放大后输出。

透明管：玻璃透明管或塑料透明管都可作为可选器件，本发明实验中采用的是塑料透明管。