[发明专利]用于鱼雷罐车中铁水液位和流速的监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及监测领域，具体涉及一种用于鱼雷罐车中铁水液位和流速的监测装置。

背景技术

国内各钢厂炼钢所用的液体多采用鱼雷罐车或铁水包来盛装和转运。在装载过程中，灼热液体造成鱼雷罐车或铁水包附近的高温环境，以致不便直接观测容器中铁水的重量或液位，造成对液体导流槽灌注时刻的误判。过早灌注，意味着罐车装不满，降低了罐车的利用率；过迟灌注，会引起液铁水体从罐车中溢出，招致重大事故的发生。

目前国内外铁厂多采用称重的方式来对液体液位和流速进行间接测量。常见的方法如下：在高炉出铁口铁轨下安装称重压头(压电传感器)来对正在装罐的罐车或液体包进行实时称重，这种方法成本高，为施工以及维修都带来极大困难；在铁轨两侧贴形变应变片，将此形变信号转化为液位信号进而控制铁水导流槽灌注，由于铁轨的形变量较小，以致测量精度较低；用秤台和台式称重方式，以及钢包吊车秤，直接称重来预测液位，但此法不利于安装及使用，测量效率低。

鉴于上述诸多原因，国内铁厂大多采用人工远距离直视来观测液体铁水液位，这对观察者来说，环境恶劣(高温、粉尘大)，稍有疏忽就会出现溢罐等恶性事故事故。

发明内容

本发明提供了一种选择车轮的转向架作为基点，利用罐车载荷时转向架基础制动装置和摇枕之间间隙尺寸的变化，通过其对压电传感器的挤压，将压力信号转换为电压信号，数据处理，标定后，获得鱼雷罐车内液体液位以及液体流速的信息的监测装置。

本发明采用的技术方案是：

用于鱼雷罐车中铁水液位和流速的监测装置，罐车上的转向架中包括基础制动装置和摇枕，所述的摇枕与基础制动装置之间有间隙，其特征在于：所述的间隙中安装有压电传感装置，压电传感装置包括有安装于间隙底面的底座、套筒、传递杆和传递弹簧，有压电传感器嵌装于底座表面的凹槽中，压电传感器上方有套筒，套筒上端顶在间隙顶面，套筒内滑动配合有传递杆，传递杆与套筒之间设有传递弹簧，所述的传递杆压在所述的压电传感器上，所述的压电传感器外接直流电源，压电传感器的信号输出接信号调理电路，信号调理电路由依次连接的放大、滤波电路、A/D转换电路、数据采集卡组成，信号调理电路的信号输出接入无线收/发模块；控制室内设置有单片机控制系统，单片机控制系统连接有与无线收/发模块对应通信的无线发/收模块，所述的单片机控制系统还与铁水开关控制连接，单片机控制系统外接有显示模块、报警系统。

所述的套筒的密封端的外端面固定的具体位置为基础制动装置正面方孔的上表面；所述摇枕位于鱼雷罐车的罐体的下方，与罐体相连，垂直方向可活动；所述基础制动装置位于鱼雷罐车车轮的上方，垂直方向不可活动。

所述的无线收/发模块与无线发/收模块分别为Wi-Fi发送模块和Wi-Fi接收模块。

所述的套筒的外壁上设有条形销孔，传递杆上有定位销，定位销在条形销孔内上、下移动。

所述的传递杆、套筒、传递弹簧三者同轴，传递杆的截面尺寸不小于传递弹簧的外径，略小于套筒的内径。

本发明的装置同样可以用来对铁水包内铁水的液位和流速进行监测，还可对油罐车、液化罐车内液位进行监测；重新标定后，还可用来对鱼雷罐车、铁水包、油罐车、液化罐车进行称重。

为实时了解鱼雷罐车铁水的液位和流速，本发明的原理如下：

首先，制定测量方案。本发明采用对鱼雷罐车称重传感的方式，对罐车中铁水液位和流速进行间接测量。选择车轮的转向架作为基点，利用罐车载荷时转向架的基础制动装置和摇枕之间间隙尺寸的变化，借助传递杆和弹簧，产生对压电传感器的挤压，得到电压信号，经数据处理，获得鱼雷罐车内铁水重量、液位和流速等信息。

间隙变化引起传递弹簧对压电传感器挤压产生的电压信号与罐车载荷成正比。考虑铁水具有流动性，使得选择鱼雷罐车多个转向架中任一个作为基点称重均可达到监测目的。

其次，明确系统架构。压电传感装置与电源、信号调理电路、数据采集卡、无线收发模块、单片机控制系统、阈值控制器、显示电路与报警设备共同构成监测系统。

传感装置与电源、信号调理电路、数据采集卡、无线收发模块和显示电路，一同置于转向架的基础制动装置和摇枕之间的间隙处；单片机控制系统、阈值控制器、另一无线收发模块、显示电路和报警设备，置于监控室内。