煤粉高度自動測量儀總體設計

摘 要：煤粉高度自動測量儀是針對以前人工測量方法和放射性元素測量方法的不足而設計出的新型產品。它在能安全完成測量的過程當中，使工人的工作環境有較大的改善。同時也運用了計算機控制系統，它通過對測量系統所得的數據進行分析，然后，通過計算得出結論。再運用具有動態顯示功能的裝置直接輸出。使之非常直觀，且使該產品的測量數據更準確。這種產品還有易操作的優點。

關鍵詞：煤粉；測量；測量儀

1 火力發電的工作原理

首先利用球磨機把塊煤磨成粉末狀以增大了煤與空氣的接觸面積，這樣有利于煤粉更充分的燃燒以提高煤的利用率，球磨機磨好的粉煤被輸送到煤粉儲倉進行儲藏，煤粉儲倉是一個密閉容器，這樣會使煤粉的損失量及對環境的污染減到最小。然后鼓風機根據沸騰爐的燃燒狀況不斷地把煤粉吹進沸騰爐的爐腔內，煤粉充分燃燒后使蒸汽爐產生水蒸氣，水蒸汽被輸送到汽輪機組，以推動汽輪機組轉動，然后帶動發電機組發電。

2 煤粉高度自動測量儀工作原理簡介

本設計是煤粉倉中煤粉高度的自動測量裝置，因煤粉倉是密閉的，就要求有一種測量裝置能夠測量煤粉儲倉中煤粉的實際高度。當實際高度高于某個峰值時，要求球磨機停止工作，即停止煤粉進入煤粉儲倉中。當煤粉實際高度低于某個下限極值時要求啟動球磨機，即向煤粉儲倉中吹進煤粉。

對于這種測量裝置來說，目前可以查到的應用到的主要有以下兩種：一種為利用人工手動測量，即每隔一定時間測量人員把帶刻度的繩索放下，當感覺到探頭接觸煤粉表面后，記下繩索的刻度值。第二種是利用放射性元素發生的放射線測量，缺點就是利用了放射性元素，處理不當會造成巨大的環境污染。

針對上述的兩種裝置測量的優缺點，我們提出了一種新的全自動煤粉測量裝置，其結構如圖所示，其工作原理為：

三相交流電機經彈性聯軸器與蝸輪蝸桿減速器相連，在減速器的出口端與手動葫蘆相配合，葫蘆鏈—端放入儲倉內另一端經過手動葫蘆，支撐輪，回程限位裝置與探頭相連。在開始測量時，探頭位于上部。擺板下部行程開關1處于常閉狀態，回程裝置上的開關2也處于常閉狀態。然后按下啟動開關電動機正向旋轉，再通過聯軸器處的光電計數器記錄電機旋轉的轉數。電動機的轉數除以蝸輪蝸桿減速器的傳動比就可得到手動葫蘆的轉數。此轉數乘以手動葫蘆轉過的鏈節數以及每節鏈條的長度，就可計算出探頭移動的距離。這樣也就可以測知煤粉的高度。當探頭向下移動接觸到煤粉面后，煤粉就會給探頭一個方向向上的推力，當此推力達到一定大小時支持支撐輪的擺板右端比左端重，這樣擺板就會向一端傾斜使得行程開關1處于打開狀態，電動機停止正向轉動，測量得到最終結果。同時，啟動電動機反轉，探頭上升，當探頭上升到回程限位裝置后，就會帶動行程開關2的開關探頭運動，同時也導致行程開關處于常開狀態。電動機停止反轉。繼電器的觸頭處于閉合狀態。下一個測量周期開始。

每次測量所得到的最終結果都要轉換成煤粉高度。然后與上下限值進行比較。當換算值低于下限時發出啟動球磨機工作的信號。當換算值高于上限值時發出停止球磨機工作的信號。同時把每次換算值用數碼管顯示。給觀測者以非常直觀的印象。

3 各部分結構設計

⑴電機的選擇。由于煤粉高度自動測量儀是一種傳動扭矩比較小，轉速不高的測量系統，且負載不變，因此根據以上標準，我們選擇Y801-4型電機，其主要參數是：P=0.55kw；I=1.6A；n=1390轉/min；N=70.5%；功率因數為0.26。

此種電動機具有體積小，重量輕，耗電少，效率高，噪聲低，振動小，便于維修與使用等特點。

⑵聯軸器的選用。采用十字滑塊聯軸器。此聯軸器的材料可用45號鋼，工作表面需進行熱處理以增大其硬度，來減少工作中的摩擦造成的磨損。使用時應從中間盤的油空中注入潤滑油以減少摩擦。此外，這種聯軸器因具有撓性故可以補償兩軸的相對位移。

⑶減速器的設計。在減速器傳動類型的選用中，可以選用齒輪傳動和渦輪蝸桿傳動。由于渦輪蝸桿減速器具有結構緊湊，傳動比大，傳動平穩，在一定條件下有自鎖性等優點。選用渦輪蝸桿減速器。

4 電氣及其控制部分設計

⑴電機控制電路要求。在煤粉高度自動測量儀的控制電路中為了防止事故的發生，本設計在控制電路中設計了保護裝置。只控制電流短路，因此設置了短路電流保護裝置，它的作用在于防止電動機突然流過短路電流而引起電動機繞組、導線絕緣及機械上的嚴重損壞，或防止電源損壞。當發生以上情況時，保護裝置會立即可靠的是電動機與電源斷開。

⑵控制電路設計。在此測量裝置中為了實現自動功能，即不但能時時顯示，定時測量，而且還要根據測量、轉換結果判斷球磨機的工作，因此考慮采用8031單片機作為主機，構成此測量裝置的微機測控系統。

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