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1、(10)申请公布号 CN 102152952 A (43)申请公布日 2011.08.17 CN 102152952 A *CN102152952A* (21)申请号 201110053910.2 (22)申请日 2011.03.07 B65G 43/02(2006.01) (71)申请人 长春工业大学 地址 130012 吉林省长春市朝阳区延安大路 2055 号 (72)发明人 侯云海 白羽 卢秀和 薛鹏 (74)专利代理机构 长春菁华专利商标代理事务 所 22210 代理人 陶尊新 (54) 发明名称 一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路及检测 方法 (57) 摘要 一种矿热炉炉料输送带防偏检。
2、测电路及检测 方法， 涉及机械电子工程领域， 它解决了现有技术 存在的无自动检测及控制问题， 本发明在炉料传 输带上下的位置， 由光源、 透镜及光电传感器实施 检测。所述炉料输送带的位置信号在光电传感器 上产生明、 暗区， 计算机控制系统根据具有顺序号 的光电传感器， 并通过明、 暗电流的变化来检测炉 料输送带的位置参数， 从而可检测到炉料输送带 是否平衡在中心位置。 通过输送带的位置参数， 算 出其偏差。在计算机控制系统显示偏离位置。本 发明在电炉炉料输送带工作过程中， 通过计算机 控制系统实现了炉料输送带的横向偏离位置的显 示、 跟踪及自动报警， 使炉料传输带的位置参数得 到显示并及时控制。
3、， 保证炉料传输带的运行安全。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102152952 A1/1 页 2 1. 一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路， 其特征是， 该电路包括光源 (2)、 第一透镜 (3)、 第二透镜(4)和光电传感器(5)， 所述光源(2)位于第一透镜(3)的上方， 第一透镜(3) 和第二透镜 (4) 分别位于炉料输送带 (1) 的上下两侧 ； 所述光电传感器 (5) 位于第二透镜 (4) 的下方。 2. 根据权利要求 1 所述的一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路， 其特征在于。
4、， 所述光 电传感器 (5) 为半导体光敏器件。 3.根据权利要求1或2所述的一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路， 其特征在于， 所述 光电传感器 (5) 为光敏电阻或者光电二极管。 4. 根据权利要求 1 所述的一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路， 其特征在于， 所述光 源 (2) 为 LED 红外光或者可见光发光管。 5. 根据权利要求 1 所述的一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路， 其特征在于， 所述第 一透镜 (3) 和第二透镜 (4) 的材料为石英玻璃或者有机透光材料。 6. 基于权利要求 1 所述一种矿热炉炉料输送带防偏检测方法， 其特征是， 该方法由以 下步骤实现 ： 步骤一 ： 光源。
5、 (2) 发出的光束通过第一透镜 (3) 和第二透镜 (4) 聚焦后形成光信号 ； 步骤二 ： 光电传感器 (5) 接收步骤一所述的光信号， 并将光信号转换为炉料输送带 (1) 位置与炉料输送带 (1) 在运行中的平衡度的电信号 ； 并将所述电信号传送至计算机控制系 统 ； 步骤三 ： 所述计算机控制系统对步骤二获得炉料输送带 (1) 的位置与炉料输送带 (1) 在运行中的平衡度的电信号进行检测 ； 所述炉料输送带 (1) 的位置偏移量大于 2时， 调整 炉料输送带 (1) 的位置。 权 利 要 求 书 CN 102152952 A1/3 页 3 一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路及检测方法 技。
6、术领域 0001 本发明涉及机械电子工程领域， 具体涉及一种矿热炉炉料传输带防偏检测电路及 检测方法。 背景技术 0002 进入 21 世纪， 电弧炉冶炼是世界冶金行业发展的一个必然趋势。未来电弧炉工艺 的基本指导思想是高效、 节能、 低耗、 环保。 为了达到这一目标， 现代电弧炉发展了很多先进 技术， 如超高功率电弧炉、 直流电弧炉、 强化用氧、 废钢预热、 人工智能化供电、 高阻抗电弧 炉等技术。同时炉型也发生了改变， 竖式电弧炉， 底吹电弧炉等相继投入生产。特别是供料 系统的每一次技术的革新都大大提高了电弧炉的生产率， 降低了电能和电极的消耗， 节省 了能源， 降低了生产成本， 改善了熔。
7、池的搅拌性能和冶金性能及质量。 0003 在我国的能源紧缺， 尤其是电能紧缺的今天， 电弧炉作为一个巨大的耗能用户， 因 电费所占的成本较高， 许多电炉冶炼厂缺少市场竞争力， 因而降低电耗、 提高功率成为电弧 炉钢厂提高经济活力的关键问题。 0004 电弧炉的矿料输送是一个很复杂的系统， 要想使每一个参数都运行在最佳状态下 是很困难的。 因为一般现场的工作环境十分复杂， 同时由于输送带系统设计上的不合理， 零 部件制造质量差， 安装调试及人为因素等各种原因， 经常会造成输送带跑偏， 引起撒料、 皮 带边磨损， 甚至使带式输送机不能正常工作等现象， 严重影响冶炼工作的进行。对此， 针对 产生皮带。
8、跑偏的各种现象， 现场更多是采用有针对性的人工纠偏方式来进行调整， 例如对 于输送带在驱动滚筒上的跑偏， 通常用调整滚筒轴承座位置的方法来消除 ； 输送带在机头 与机尾之间部位的跑偏为中部或局部跑偏， 这类跑偏原因较为复杂， 需针对具体问题加以 解决。而这种方法所带来的， 不仅是工作效率低， 需反复调整实验， 尤其可能会因为缺少实 时性， 往往是在事故已经既成事实的情况下采取补救措施， 因而造成生产的间断是经常的 事。 同时， 由于皮带跑偏， 造成皮带边磨损， 甚至是皮带断裂的现象也是时有发生， 往往也会 增添不必要的成本。因而， 如何针对矿料输送带的控制， 增加其控制的实时性， 一直是冶金 。
9、企业不断努力的目标， 其现场的工作人员和科研工作者也一直在不懈努力地研究更好的控 制办法来降低能耗， 提高效率， 并做到环保。 但时至今日， 仍没有一种令人信服的、 行之有效 的方法。 发明内容 0005 本发明为解决现有技术存在的无自动检测及自动控制问题， 提供一种矿热炉炉料 输送带防偏检测电路及检测方法。 0006 一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路， 该检测电路包括光源、 第一透镜、 第二透镜 和光电传感器 ； 所述光源位于第一透镜的上方， 第一透镜和第二透镜分别位于炉料输送带 的上下两侧 ； 所述光电传感器位于第二透镜的下方。 0007 一种矿热炉炉料输送带防偏检测方法， 该方法由以下步。
10、骤实现 ： 说 明 书 CN 102152952 A2/3 页 4 0008 步骤一 ： 光源发出的光束通过第一透镜和第二透镜聚焦后形成光信号 ； 0009 步骤二 ： 光电传感器接收步骤一所述的光信号， 将光信号转换为炉料输送带位置 与炉料输送带的在运行中的平衡度的电信号， 并将所述电信号传送至计算机控制系统 ； 0010 步骤三 ： 所述计算机控制系统对步骤二获得炉料输送带的位置与炉料输送带在运 行中的平衡度的电信号进行检测 ； 所述炉料输送带的位置偏移量大于 2时， 重新调整炉 料输送带的位置。 0011 本发明的工作原理 ： 本发明所述的检测电路对矿热炉炉料输送带进行防偏检测， 光源产。
11、生的光束通过第一透镜和第二透镜将光源的光线聚焦后形成光信号， 并最终由光电 传感器转换为电信号输出。经计算机控制系统进行信号处理后， 通过对矿热炉炉料输送带 位置和对矿热炉炉料输送带在运行过程中是否平衡进行检测， 实现对矿热炉炉料输送带位 置的定位进行精确测量及控制。 0012 本发明的有益效果 ： 本发明通过计算机控制系统来控制矿热炉炉料传输带的运行 及偏离位置的显示、 跟踪及自动报警， 使炉料传输带的位置参数得到显示并采取及时控制， 保证炉料传输带的运行安全。本发明实现了自动检测， 同时保证了矿热炉炉料传输带的平 衡， 降低无功消耗， 提高了矿热炉炉料传输带的输出能力， 降低了企业的生产成。
12、本。 附图说明 0013 图 1 为本发明所述的一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路结构示意图 ； 0014 图 2 为本发明所述的一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路原理图 ； 0015 图 3 为本发明所述的一种矿热炉炉料输送带防偏检测电路中光电传感器对炉料 输送带在运行中是否平衡的检测示意图。 0016 图中 ： 1、 炉料输送带， 2、 光源， 3、 第一透镜， 4、 第二透镜， 5、 光电传感器。 具体实施方式 0017 具体实施方式一 ： 结合图1和图2说明本实施方式， 一种矿热炉炉料输送带防偏检 测电路， 该电路包括光源 2、 第一透镜 3、 第二透镜 4 和光电传感器 5 ； 所述光源。
13、 2 位于第一 透镜 3 的上方， 第一透镜 3 和第二透镜 4 分别位于炉料输送带 1 的上下两侧 ； 所述光电传感 器 5 位于第二透镜 4 的下方。 0018 本实施方式所述的光源 2 为 LED 红外光或者可见光发光管 ； 所述第一透镜 3 和第 二透镜 4 的材料为石英玻璃或者有机透光材料。 0019 本实施方式中所述的光电传感器 5 为半导体光敏器件， 所述半导体光敏器件为可 以选用光敏电阻、 光敏二极管或光敏三极管的一种 ： 0020 一、 光敏电阻 ： 光敏电阻属于光电导效应器件。常用的材料有硫化镉 (CdS)、 硒化 镉 (CdSe)、 硫化铅 (PbS) 等。硫化铅对红外光。
14、有较高的灵敏度。光敏电阻常用光电半导体 在绝缘基底上形成薄膜， 用电极引出。 为防止光电导体受潮而使灵敏度降低， 要对电阻体用 玻璃严密封装， 仅留下一个光照射的光窗。已标准化生产。光敏电阻的光照特性是随着光 照强度增加， 光敏电阻值迅速下降， 呈现为非线性。 光敏电阻的光谱特性是不同材料的光敏 电阻对不同波长的单色光的响应不同。光敏电阻的伏安特性是在一定光照范围内呈线性 ； 若光照强度不同， 则光敏电阻的斜率也不同。 说 明 书 CN 102152952 A3/3 页 5 0021 二、 光敏二极管 ： 光敏二极管是一种既具有半导体 PN 结构造又具备光电转换功能 的半导体器件。其工作原理是。
15、基于光生伏特效应。光敏二极管的伏安特性与二极管相似。 其光谱特性与光敏电阻一样。其光照特性在一定范围呈线性。 0022 三、 光敏三极管 ： 光敏三极管相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通 三极管。光敏三极管的原理完全与反偏下的光敏二极管相同， 并且比光敏二极管多了电流 放大的晶体三极管。光敏三极管的光谱特性与光敏二极管相似。伏安特性与普通三极管形 状相同。其光电流随温度升高而增大， 上升趋势比光敏二极管快。 0023 具体实施方式二 ： 结合图 3 说明本实施方式， 一种矿热炉炉料输送带防偏检测方 法， 该方法由以下步骤实现 ： 0024 步骤一 ： 光源 2 发出的光束通过第一透镜。
16、 3 和第二透镜 4 聚焦后形成光信号 ； 0025 步骤二 ： 光电传感器 5 接收步骤一所述的光信号， 并将光信号转换为炉料输送带 1 位置与炉料输送带 1 在运行中的平衡度的电信号 ； 并将所述电信号传送至计算机控制系 统 ； 0026 步骤三 ： 所述计算机控制系统对步骤二获得炉料输送带 1 的位置与炉料输送带 1 在运行中的平衡度的电信号进行检测 ； 所述炉料输送带 1 的位置偏移量大于 2时， 调整炉 料输送带 1 的位置。 0027 结合图 1， 所述光源 2 输出稳定的电流或电压入射至第一透镜 3 和第二透镜 4， 发 光器的光源 2 可为激光器或发光二极管 ； 将光强的变化转。
17、换成电信号的变化， 即光电转换 由图 2 完成。受光照时， 所述光电传感器 5 根据光强的变化按比例地变换成电压差的变化。 整个电路由三大部分组成 ： 光电变换及放大部分， 调整及输出部分， 进行处理后送入 A/D 变 换及显示部分。所述光敏电阻由 R1、 R3 构成， 并与 R2、 R4 组成分压桥式电路， 其 UA、 UB点的 电压之差为 U UAUB， 所述 UA、 UB的一端分别连接到放大器 A， 由两支电阻 R 及 UA、 UB获 得炉料输送带亮、 暗信号的检测电压差值 ； 其电压的偏差 U UAUB代表输送带的偏差 度， 由计算机控制系统根据具有时间顺序号的位置检测处理由光电传感器。
18、 5 获得输送带的 位置偏差， 没有被输送带遮挡的光电传感器 5 部分为亮区， 实现对炉料输送带是否平衡的 检测。结合图 3 所示的炉料输送带 1 在工作过程中表示暗区， 即由 U UAUB算出其偏 差， 以保证电炉工作过程中， 炉料输送带的位置平衡。同时保证矿热炉炉料输送带 1 的横向 偏离位置参数可在计算机控制系统上进行显示及控制。 0028 本发明是结合中钢集团吉林铁合金有限责任公司的矿热炉的实际项目， 采用光电 子技术对矿热炉炉料传输带防偏检测， 其参数是在线检测技术， 基于机电一体化综合技术、 现代控制技术对矿热炉炉料传输带防偏检测及送料的工况进行数据采集分析， 通过计算机 控制系统， 来控制矿热炉炉料传输带的运行， 保证矿热炉炉料传输带的平衡， 降低无功消 耗， 提高矿热炉炉料传输带的输出能力， 降低企业生产成本。 说 明 书 CN 102152952 A1/1 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 。