[发明专利]自冷却旋转式钻头铠装光纤测量物料深度的装置

说明书

本发明公开了自冷却旋转式钻头铠装光纤测量物料深度的装置，包括：主体机构、传动机构、发射信号光纤、接收信号光纤和气动涡轮旋转式钻头，主体机构包括微型计算机、显示屏、波形发射器和波形接收器；传动机构包括气泵和传动杆，传动杆的一端与主体机构相连，传动杆上延长度方向上形成有贯穿的进气通道、回气通道和光纤通道，气泵与进气通道相连，且适于向进气通道内鼓入动力气体；发射信号光纤用于传输发射出的波形信号，接收信号光纤用于传输返回的波形信号；气动涡轮旋转式钻头通过气动涡轮与传动杆的自由端相连，且气动涡轮分别与进气通道和回气通道相连通。该装置具有测量精确度高、可以适用于高温环境，且价格低廉，成本低。

技术领域

本发明属于测量物料高度或厚度的测量设备领域，具体而言，本发明涉及自冷却旋转式钻头铠装光纤测量物料深度的装置。

背景技术

随着科技的进步，经济的发展，人民生活水平已经大幅度提高，市政污水处理量同时大幅度提高，产生的污泥量也日益增加。目前对污泥的较为先进的处理方式是污泥热解碳化，最终产品为生物炭。生物炭主要用于园林绿化，土壤改良等，做到了能源的回收利用。

目前污泥热解碳化所用的主要设备是干馏机。干馏机主要是由外保温筒，内加热筒(热传递)和旋转推进设备组成，这些设备主要是由金属制造而成。天然气燃烧产生的烟气将干馏机内筒加热，污泥运输至内加热筒内，通过内筒将热量传递给污泥，将污泥加热，利用引风机将污泥加热后产生的水蒸气蒸发，当桶内污泥温度达到550℃时，生成生物炭。

污泥在干馏机内筒进行加热期间，容易粘附、干化在干馏机内筒壁上，长时间不处理掉这些粘附、干化的污泥，会导致干馏机内筒壁附着厚厚的污泥，这些污泥会严重降低干馏机的热传递效率，造成天然气资源的浪费，严重情况将导致无法正常进行污泥热解碳化的进行。

因此，需要准确测量粘附、干化在干馏机内桶壁上的污泥厚度。当粘附、干化在干馏机内桶壁上的污泥达到一定厚度时(热传递效率降低到65％以下)，干馏机必须停机检修，清理粘附、干化在干馏机内桶壁的污泥。

目前现有的测量方法有采用高频雷达料位计或者X射线测厚仪，但是高频雷达料位计存在两个缺点：首先，测量精度低，对于毫米级物料变化根本无法测量；其次，高频雷达料位计一般应用于储油罐区、沥青储罐、污水罐等储料罐类领域，用于测量物料料面高度的装置，但对于储料罐底部物料结晶、板结或高温碳化后部分的厚度，根本没有方法测量。而X射线测厚仪仍存在以下缺点：首先，产生X射线，影响生活环境，防护不慎对人体造成的损坏非常巨大；其次，针对不同物料厚度，需专门定制X射线测厚仪，因此设备投资大，一般用户无法承担。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种自冷却旋转式钻头铠装光纤测量物料深度的装置，利用该装置能够更加容易地测量出污泥碳化期间，在高温状态下粘附、干化在干馏机内筒壁上的污泥厚度，并且具有较高的测量精确度。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种自冷却旋转式钻头铠装光纤测量物料深度的装置，根据本发明的实施例，该装置包括：

主体机构，所述主体机构包括微型计算机、显示屏、波形发射器和波形接收器，所述显示屏、波形发射器和波形接收器分别与所述微型计算机相连，所述微型计算机控制所述波形发射器发射波形信号和控制所述波形接收器接收返回的波形信号，并对发射出波形信号的时间和接收到返回的波形信号的时间进行分析，获得物料深度并显示在所述显示屏上；

传动机构，所述传动机构包括气泵和传动杆，所述传动杆的一端与所述主体机构相连，所述传动杆上的外层设置有保温层，所述传动杆上延长度方向上形成有贯穿的进气通道、回气通道和光纤通道，所述气泵与所述进气通道相连，且适于向所述进气通道内鼓入动力气体；