[发明专利]利用激光测高的非接触式粉体物料休止角测定方法和装置

说明书

本公开公开了利用激光测高的非接触式粉体物料休止角测定方法和装置，包括：矩形容器中放置有带测量休止角的粉体物料，所述矩形容器固定在悬架上；自动移动组件与矩形容器非接触且在动力的带动下沿着矩形容器自上之下移动，当移动至粉体物料的最高的位置时，停止移动，激光检测组件测量激光测距器接收端和激光测距器之间的高度，继而获得粉体物料的高度，再根据矩形容器的底面长度即可得到粉体物料的休止角。本公开的休止角的获得是通过测量高度，从而得到正切值，通过正切定理，求得堆积角度，而现有文献多数是直接测量休止角，本公开的测得的休止角更准确。

技术领域

本公开涉及机械测量技术领域，特别是涉及利用非接触式粉体物料休止角测定装置及方法。

背景技术

粉体物料的流动性测定具有重要的实际意义和研究价值。休止角是表征物料流动特性和摩擦特性的重要参数，休止角的准确测量是一个技术难点。

公开人发现现有技术中存在采用一个下端开口的准二维矩形容器来测量休止角。首先在矩形容器中填满粉末，将上表面用刮板刮平。然后将下端开口打开，粉体会自由下落，下落结束后，会形成两个对称的堆积角度。此时，底面的长度L是已知的，只要得到高度H就可以得到休止角度的正切值，从而得到休止角。目前，可以采用手工测量的方法测量高度，但是存在两个问题，一是测量不准确，二是测量过程中很容易碰到矩形容器，从而影响测量准确性。

目前检索到的自动测量技术与本公开技术方案的区别在于：

1，本公开技术方案的休止角是一个粉体片层的休止角，而现有的休止角度都是一堆粉体堆垛的休止角，本公开技术方案的休止角更易于测量。

2，本公开技术方案的休止角的获得是通过测量高度，从而得到正切值，通过正切定理，求得堆积角度，而现有文献多数是直接测量休止角，本公开技术方案的测得的休止角更准确。

公开内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了利用非接触式粉体物料休止角测定装置，能够实现粉体物料的自动测量，另外，由于采用非接触式的测量方式，测量精度较高。

利用激光测高的非接触式粉体物料休止角测定装置，包括：

矩形容器中放置有带测量休止角的粉体物料，所述矩形容器固定在悬架上；

自动移动组件与矩形容器非接触且在动力的带动下沿着矩形容器自上之下移动，当移动至粉体物料的最高的位置时，停止移动，激光检测组件测量激光测距器接收端和激光测距器之间的高度，继而获得粉体物料的高度，再根据矩形容器的底面长度即可得到粉体物料的休止角。

进一步的技术方案，所述悬架的一端固定在立柱上，另一端悬空，所述立柱固定在底座上，所述底座与悬架平行，所述立柱与底座与悬架垂直连接。

进一步的技术方案，所述自动移动组件包括电机，所述电机的输出端连接至联轴器，所述联轴器连接至丝杠，所述丝杠与滑块构成滚珠丝杆螺母副，导柱与丝杠平行布置，所述丝杠在电机的带动下转动，从而带动滑块沿导柱上下移动，滑块和移动悬架是固连在一起的，两者同时上下移动。

进一步的技术方案，所述移动悬架的长度大于矩形容器的长度，且在移动悬架的超出矩形容器的位置处分别设置有激光发射器及激光接收器。

进一步的技术方案，在所述移动悬架超出矩形容器的一端设置有激光测距器接收端，激光测距器接收端正下方且位于底座上的位置设置有激光测距器，激光测距器接收端及激光测距器构成激光检测组件。

进一步的技术方案，激光发射器、激光接收器、电机、激光测距器均连接至控制器，当移动悬架移动到粉体顶端时，激光发射器的激光信号由于粉体的阻隔，激光接收器未能接收到，控制器获得一个输入信号，控制电机停止转动，测量此时激光测距器接收端和激光测距器之间的高度。

进一步的技术方案，粉体物料的高度H的计算公式为：