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非接触式激光料位监测与控制系统

对于特殊工况条件下（如被测对象环境温度较高，且物料下落时会产生飞溅、出现粉尘等现象）动态物位的检测问题，已成为企业能否实现生产自动化的关键所在。虽然目前市场上出现了各种物位测量仪表，而且新的物位检测方法也不断产生，但对于散粒体在动态变化状态下、且料仓内还有散粒体的飞溅以及热气的蒸发等现象的物位测量，已有的物位测量仪表显得并不适用。同时，在工矿企业中，当物料达到设定值以后，都是采用人工手动开关阀门去控制料位高度，这不单降低了控制精度，而且提高了工人的劳动强度；对于大型企业来说，一般被控对象是多目标、多参数的，采用这种传统的方法更显得无能为力。另外，由于被测对象的工作环境恶劣，系统各种随机干扰严重，加之物料采用风机通过管道输送，时滞较大，如采用传统的控制方法，控制效果也不甚理想。综上所述，特殊工况条件下动态物位的检测是当前检测领域中的一个难题，也是实现企业生产自动化的前提，在此基础上，采用现代先进的控制方法实现对多目标被控对象的自动控制，降低工人劳动强度、提高企业生产效率和经济效益是必要而迫切的。基于此，本项目提出的基于激光测量原理的非接触式料位监测与控制系统是一种新的行之有效的方法，可以实现特殊工况条件下液体和固体的非接触物位测量。非接触式料位监测与控制系统，是总结了国内外相关技术经验，并综合了智能技术，计算机软件技术和先进控制理论而开发的高技术产品。与同类技术产品或成果相比，该系统测量精度高，开放灵活，可靠性高，且操作简单，易于维护。技术特点：（1）综合了计算机技术、人工智能技术和先进控制理论；（2）核心算法采用了多层次结构，极大增强了系统的适应性、可靠性和易维护性，保证系统的长期优化运行；（3）非接触式激光料位监测与控制系统能够通过定制适应不同应用需求；（4）该系统测量精度高,与被测物不直接接触,安装维护方便；（5）非接触式激光料位监测与控制系统在特殊生产工况下控制精度可达到1mm；（6）可以实现远距离数据传输，具有自动报警功能；（7）全中文系统，具有控制操作、趋势显示、数据存储、报表打印、故障报警等功能；（8）低成本设计是本技术的着眼点之一。应用范围：本项目适用于化工生产和某些橡胶生产过程要求对高粘度介质的物位进行测量与控制；在采矿场、农产品贮仓、水泥库等地方要求对固体颗粒及粉料面位置的测控，连续铸钢锭时结晶器中钢水液面的测控等方面。有助于提高料位检测效率和精度，目前国内在特殊工况条件下(如被测对象环境温度较高，且物料下落时会产生飞溅、出现粉尘等现象)动态物位的检测研究仍处于起步阶段，现有的技术还存在这很大的不足，本项目的成功将有望在全国范围内推广，市场前景看好。

北京交通大学 2021-04-13