[发明专利]一种跳汰机床层厚度在线检测装置及方法

权利要求书

1.一种跳汰机床层厚度在线检测装置，其特征在于，包括行程测量单元、重量测量单元、限位单元、控制单元和框架；

所述行程测量单元用于测量锥形重锤（14）的行程，所述重量测量单元用于测量行程测量单元的重量，所述限位单元用于限制锥形重锤（14）的行程，所述控制单元用于数据采集、部件控制和计算，所述框架用于部件固定和为整个检测装置提供总支撑。

2.根据权利要求1所述的跳汰机床层厚度在线检测装置，其特征在于：所述行程测量单元包括步进电机（5）、电动螺杆（8）、螺母片（9）、连接片（11）、套筒（12）、连杆（13）、锥形重锤（14）、内机架（15）；步进电机（5）固定在内机架（15）上，步进电机（5）的输出端与电动螺杆（8）连接，电动螺杆（8）通过螺母片（9）、连接片（11）与套筒（12）连接，连杆（13）的一端伸入套筒（12）内，连杆（13）的另一端安装锥形重锤（14）。

3.根据权利要求2所述的跳汰机床层厚度在线检测装置，其特征在于：所述重量测量单元包括称重传感器（3），称重传感器（3）的一端固定在内机架（15）的外顶部，称重传感器（3）的另一端固定在外机架（16）上，外机架（16）即为框架。

4.根据权利要求2所述的跳汰机床层厚度在线检测装置，其特征在于：所述限位单元包括上限位开关（6）、下限位开关（7）、限位杆（10）；所述上限位开关（6）、下限位开关（7）均安装在内机架（15）内部，且上限位开关（6）安装在内机架（15）内顶部，下限位开关（7）安装在内机架（15）内底部，限位杆（10）的一端固定在与电动螺杆（8）连接的连接片（11）上，另一端悬空在上限位开关（6）和下限位开关（7）之间，用于触动上限位开关（6）或下限位开关（7），从而对锥形重锤（14）进行限位。

5.根据权利要求4所述的跳汰机床层厚度在线检测装置，其特征在于：所述控制单元包括控制器（1）、信号放大调理器（2）、步进电机控制器（4）和机箱（17）；所述单元包括控制器（1）、信号放大调理器（2）和步进电机控制器（4）均安装在机箱（17）内，且信号放大调理器（2）和步进电机控制器（4）分别与控制器（1）电连接，步进电机控制器（4）与步进电机（5）电连接，上限位开关（6）、下限位开关（7）分别与控制器（1）电连接，称重传感器（3）与信号放大调理器（2）电连接。

6.权利要求1~5所述的跳汰机床层厚度在线检测装置进行检测的方法，其特征在于，包括四个技术模块，具体如下：

T11部件运动控制与床层厚度检测模块：控制器（1）通过步进电机控制器（4）控制步进电机（5）运动，并根据电动螺杆（8）的转动圈数计算锥形重锤（14）的行程，同时由称重传感器（3）检测行程测量单元的重量变化，当锥形重锤（14）下降接触到床层，且重力数据变化量超过阈值时，即认为到达床层的上表面位置，由此计算床层厚度；测量完成后控制器（1）通过步进电机控制器（4）控制步进电机（5）运动，使锥形重锤（14）回到上限位置，等待下一周期的检测；

T12测量装置重量测量模块：通过称重传感器（3）检测行程测量单元的重量变化，根据锥形重锤（14）下降时受水和床层给予的向上的力的变化，重力测量值随之变化，以此变化判断锥形重锤（14）是否触底，即当重力测量值变化量大于阈值时，即认为锥形重锤（14）到达跳汰机床层厚度的上表面位置；

T13测量装置限位模块：限位杆（10）的一端固定在与电动螺杆（8）连接的连接片（11）上，另一端悬空在上限位开关（6）和下限位开关（7）之间，以限位杆（10）刚好触碰上限行程开关（6）时的锥形重锤（14）的位置为基点；通过调节连杆（13）而改变锥形重锤（14）的高度，使得锥形重锤（14）刚好触碰跳汰机筛网时限位杆（10）刚好触碰下限位开关（7），此时上限位开关（6）和下限位开关（7）的距离为最大行程H；

T14测量装置探测模块：通过异步电机（5）运动，带动电动螺杆（8）转动，通过电动螺杆（8）的增量转动圈数N和螺距p计算锥形重锤（14）的行程h，其中增量转动圈数N=下行转动圈数-上行转动圈数，h=N×p，床层厚度L=H-h= H-N×p，当锥形重锤（14）处于基点位置时，增量转动圈数N=0。