CN108627567B - 一种矿用乳化液浓度在线传感检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乳化液浓度在线检测装置，包括壳体、输入装置、检测装置、数据模块和输出装置，输入装置、检测装置、数据模块和输出装置依次连接设于壳体内；输入装置中的增压泵加压吸入乳化液，经入口管转接进入U型管，在上圆盘磁铁和下圆盘磁铁作用下磁化，由连接管引入扁平陶瓷皿，霍尔测量元件检测此浓度下磁化乳化液的磁场强度，传输电信号至电子处理器，信号经处理通过数据传输口传至外部的乳化液配置系统，实现乳化液浓度的在线检测，检测过的乳化液经出口管，流出装置。本发明结构紧凑，安装方便，可以较好的配套现有的乳化液配液设备，检测更灵敏，更精确，抗干扰能力更强；磁化后的乳化液附着力增强，更有利于传动润滑。

Description

一种矿用乳化液浓度在线传感检测装置

技术领域

本发明涉及液体浓度检测装置技术领域，特别是涉及矿用乳化液浓度在线传感检测装置。

背景技术

乳化液作为综合机械化采煤工作中液压支柱和液压支架的重要工作介质，主要用于动力传递以及润滑防锈防腐等作用。

根据规定，矿用乳化液浓度应控制在3%-5%，乳化液浓度关系着液压设备的使用寿命和工作性能等一系列重要指标，必须严格控制其配比中的浓度。

矿用乳化液的配制方式主要有3种：人工混合配液、机械配液和自动配液，其中人工混合配液以及机械配液因其效率低精度差已经逐步被淘汰。而实现自动化配液的主要问题是怎样实现乳化液浓度在线检测以及反馈。国内有许多自动化配液系统，区别点在于浓度检测方法的不同，现在比较先进的是使用电磁波法测浓度：主要根据不同浓度乳化液对可见光的透光程度和折射程度不同而计算浓度，其中折光法测量效果最好。但存在的问题是，乳化液折光镜需要定期清理，否则测量结果会偏差很大。国外比较主流的研究热点是超声波法，即根据不同浓度乳化液对超声波的衰减率和传输速率不同来计算乳化液浓度。超声波声速法测量效果更好，但其存在的缺点是由于探针需要接触测量，导致探针必须定期清理，否则误差较大。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种矿用乳化液浓度在线传感检测装置，更精确的实现非接触测量，使乳化液浓度检测装置反应更迅速的，以配套适用于已有的自动配液系统。

本发明所采用的技术方案是：一种矿用乳化液浓度在线传感检测装置，包括壳体，壳体内设有检测装置，检测装置的一端与输入装置和输出装置相连接，检测装置的另一端与数据模块相连接；所述输入装置包括依次连接的固定接口、增压泵、入口管、U型管和连接管，并且在连接处均加装密封垫片；固定接口与增压泵通过沉头螺栓连接，增压泵与入口管、入口管与U型管之间均通过螺栓连接，所述U型管固定在陶瓷固定架上，所述陶瓷固定架与壳体相连接，并且陶瓷固定架上还固定有磁化装置，所述连接管与所述检测装置之间还通过密封扣相连接，所述密封扣处还加装密封垫片；所述磁化装置包括上圆盘磁铁、与所述上圆盘磁铁281相对的设于U型管下方的下圆盘磁铁以及由陶瓷固定架固定在壳体上的阻磁外壳；检测装置包括扁平陶瓷皿和设于所述扁平陶瓷皿正上方的霍尔测量元件，所述扁平陶瓷皿与连接管通过密封扣连接，并且在连接处加装密封垫片，所述霍尔测量元件与数据模块通过电路连接，在扁平陶瓷皿和霍尔测量元件外侧还设有阻磁外壳；数据模块包括位于检测装置一侧的电子处理器和设于壳体一侧并且靠近所述电子处理器的数据传输接口，所述电子处理器和所述数据传输接口通过电路连接；输出装置包括出口管以及与所述出口管的一端螺纹连接的单向阀，所述出口管的另一端通过密封扣与扁平陶瓷皿相连接，并且在连接处均加装密封垫片。

进一步地，所述的固定接口外周设有凸起的进液槽，底部设有两个沉孔。

进一步地，所述U型管设有若干并排细管，管径5-10mm，由陶瓷固定架固定在上圆盘磁铁和下圆盘磁铁之间，U型管分别距上圆盘磁铁和下圆盘磁铁5mm，且每根细管在半圆弧处与上圆盘磁铁或下圆盘磁铁同心。

进一步地，所述扁平陶瓷皿为具有一定容积的矩形以及其他形状的扁平状陶瓷器皿容器，容器一侧有两个接入口，并且容器内设有多组回路，延长乳化液停留时间，使乳化液充满扁平状陶瓷器皿。

进一步地，所述密封扣包括两个半圆形夹环，两个半圆形夹环的一端由铰链连接，另一端由螺栓连接，夹环内侧还设有密封垫片。

进一步地，所述阻磁外壳为两层软铁中间夹着一层铜的闭合壳体。

进一步地，所述输入装置、检测装置、数据模块、控制系统和输出装置均由螺丝固定在壳体上。

本发明还提供矿用乳化液浓度在线传感检测装置的工作原理，在检测装置运行前，增压泵首先加压吸入乳化液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用霍尔电磁检测原理，精度高，且霍尔元件抗干扰能力强，能应对较复杂的磁场环境；

本发明的传感装置采用非接触检测原理，检测元件不与乳化液直接接触，维护频率低，寿命长；

本发明采用模块化原理和标准接口原理，易作为独立模块接入现有乳化液配比与泵站系统，实现乳化液浓度的精确闭环控制。

附图说明

图1为本发明一种矿用乳化液浓度在线传感检测装置的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明输入装置部分的右视图；

图4为本发明固定接口部分的结构示意图；

图5为本发明密封扣部分的结构示意图；

图6为本发明扁平陶瓷皿部分的内部结构示意图。

其中：1-壳体，2-输入装置，3-检测装置，4-数据模块，5-输出装置，21-固定接口，22-增压泵，23-入口管，24-U型管，25-连接管，26-陶瓷固定架，27-密封扣，28-磁化装置，29-密封垫片，31-扁平陶瓷皿，32-霍尔测量元件，41-电子处理器，42-数据传输接口，51-出口管，52-单向阀，211-进液槽，212-沉孔，271夹环，272-铰链，281-上圆盘磁铁，282-下圆盘磁铁，283-阻磁外壳，311-接入口。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

如图1和图3所示，本发明通过固定接口21固定在乳化液泵站的乳化液箱上，初次使用时接通电源，使装置运行一段时间，当输出电信号稳定为某一值时，说明乳化液已充满装置，即进入正常工作状态。首先，增压泵22加压使乳化液箱中的乳化液吸入装置，流经入口管23进入U型管24，经上圆盘磁铁281和下圆盘磁铁282磁化后，经连接管25进入扁平陶瓷皿31。

如图2所示，扁平陶瓷皿31中有多组回路，使乳化液充分充满容器，此时霍尔测量元件32检测一定容积的磁化后的乳化液的磁场强度，把磁场强度转化为电压信号传输至电子处理器41与预先设定电压值进行比较，当电压值低于预定值时，电子处理器41发出正反馈，通过数据传输接口42至外部的乳化液配置系统，加大乳化油流量，增加乳化液浓度；当电压值高于预定值时，电子处理器41发出负反馈通过数据传输接口42至外部的乳化液配置系统，减小乳化油的流量，减小乳化液的浓度；检测后的乳化液通过出口管51流出，经单向阀52流回乳化液箱中。

在上述实施例中，U型管24由陶瓷固定架26固定在上圆盘磁铁281和下圆盘磁铁282之间，且每根管在半圆弧处与圆盘磁铁同心，磁化装置28和检测装置3外侧分别设置阻磁外壳283，阻磁外壳283由两层软铁夹一层铜的闭合结构，磁场在阻磁外壳283中可形成密闭回路，防止外加磁场对霍尔测量元件32的影响。

如图6所示，扁平陶瓷皿31为中空的陶瓷结构，里面设有多组回路，使乳化液充分充满容器，乳化液流经的时间越长，越有利于检测信号的稳定；两个圆形接口通过密封扣27与外部管路连接；霍尔测量元件32胶粘在扁平陶瓷皿31上。

如图4所示，固定接口21外周设有凸起的进液槽211，防止检测液渗出，底部设有两个沉孔212，分别连接增压泵22和单向阀52。

如图5所示，所述密封扣27包括两个半圆形夹环271，两个半圆形夹环271的一端由铰链272连接，另一端由螺栓连接，夹环271内侧还设有密封垫片29。

在上述实施例中，所述输入装置2、检测装置3、数据模块4和输出装置5均由螺丝固定在壳体1上，管路的接口处均做密封处理。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种矿用乳化液浓度在线传感检测装置，其特征在于：包括壳体（1）、壳体（1）内设有检测装置（3），检测装置（3）的一端与输入装置（2）和输出装置（5）相连接，检测装置（3）的另一端与数据模块（4）相连接；

所述输入装置（2）包括依次连接的固定接口（21）、增压泵（22）、入口管（23）、U型管（24）和连接管（25），并且在连接处均加装密封垫片（29）；固定接口（21）与增压泵（22）通过沉头螺栓连接，增压泵（22）与入口管（23）、入口管（23）与U型管（24）之间均通过螺栓连接，所述U型管（24）固定在陶瓷固定架（26）上，所述陶瓷固定架（26）与壳体（1）相连接，并且陶瓷固定架（26）上还固定有磁化装置（28），所述连接管（25）与所述检测装置（3）之间还通过密封扣（27）相连接，所述密封扣（27）处还加装密封垫片（29）；

所述磁化装置（28）包括上圆盘磁铁（281）、与所述上圆盘磁铁（281）相对的设于U型管（24）下方的下圆盘磁铁（282）以及由陶瓷固定架（26）固定在壳体（1）上的阻磁外壳（283）；

检测装置（3）包括扁平陶瓷皿（31）和设于所述扁平陶瓷皿（31）正上方的霍尔测量元件（32），所述扁平陶瓷皿（31）与连接管（25）通过密封扣（27）连接，并且在连接处加装密封垫片（29），所述霍尔测量元件（32）与数据模块（4）通过电路连接，在扁平陶瓷皿（31）和霍尔测量元件（32）外侧还设有阻磁外壳（283）；

数据模块（4）包括位于检测装置（3）一侧的电子处理器（41）和设于壳体（1）一侧并且靠近所述电子处理器（41）的数据传输接口（42），所述电子处理器（41）和所述数据传输接口（42）通过电路连接；

输出装置（5）包括出口管（51）以及与所述出口管（51）的一端螺纹连接的单向阀（52），所述出口管（51）的另一端通过密封扣（27）与扁平陶瓷皿（31）相连接，并且在连接处均加装密封垫片（29）。

2.根据权利要求1所述的矿用乳化液浓度在线传感检测装置，其特征在于：所述的固定接口（21）外周设有凸起的进液槽（211），底部设有两个沉孔（212）。

3.根据权利要求1所述的矿用乳化液浓度在线传感检测装置，其特征在于：所述U型管（24）设有若干并排细管，管径5-10mm，由陶瓷固定架（26）固定在上圆盘磁铁（281）和下圆盘磁铁（282）之间，U型管（24）分别距上圆盘磁铁（281）和下圆盘磁铁（282）5mm，且每根细管在半圆弧处与上圆盘磁铁（281）或下圆盘磁铁（282）同心。

4.根据权利要求1所述的矿用乳化液浓度在线传感检测装置，其特征在于：所述扁平陶瓷皿（31）为扁平状陶瓷器皿容器，容器一侧有两个接入口（311），并且容器内设有多组回路。

5.根据权利要求1所述的矿用乳化液浓度在线传感检测装置，其特征在于：所述密封扣（27）包括两个半圆形夹环（271），两个半圆形夹环（271）的一端由铰链（272）连接，另一端由螺栓（273）连接，夹环（271）内侧还设有密封垫片（29）。

6.根据权利要求1所述的矿用乳化液浓度在线传感检测装置，其特征在于：所述阻磁外壳（283）为两层软铁中间夹着一层铜的闭合壳体。

7.根据权利要求1-6任一项所述的矿用乳化液浓度在线传感检测装置，其特征在于：所述输入装置（2）、检测装置（3）、数据模块（4）和输出装置（5）均由螺丝固定在壳体（1）上。

Images