筒倉料位傳感器的研制課件

1、筒倉料位傳感器的研制,論文答辯,1,學(xué)習(xí)交流PPT,一 料位傳感器簡(jiǎn)介,料位傳感器是測(cè)量貯存容器或工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備里的粉粒狀固體、氣體之間的分界面位置的傳感器。 現(xiàn)在常用的料位傳感器有稱重式、重錘式、電容式、微波式以及超聲波式等。 料位傳感器主要應(yīng)用于測(cè)量火電廠煤位粉位，水泥廠水泥料位，以及糧庫糧食料位等。 這次研制的是基于應(yīng)變片的稱重式傳感器。,2,學(xué)習(xí)交流PPT,二 基于應(yīng)變片的筒倉料位稱重傳感器,電阻應(yīng)變式傳感器如右 圖，O環(huán)四角處分別黏 貼應(yīng)變片，電阻隨應(yīng)變 片形變的理論公式為： dR/R=k R為電阻，為應(yīng)變， F為受力，K為靈敏度系 數(shù)。 圖一,3,學(xué)習(xí)交流PPT,筒倉為錐底圓柱式鋼筒

2、倉，其簡(jiǎn)圖如下，傳感器用螺栓固定在下圖所示(2)支撐柱處，當(dāng)倉內(nèi)物料重量變化時(shí)，支撐柱將發(fā)生的彈性形變，傳感器測(cè)得形變并將其轉(zhuǎn)化為電阻值。 圖二,4,學(xué)習(xí)交流PPT,三 誤差來源,5,學(xué)習(xí)交流PPT,四 幾種可能的誤差解決辦法,6,學(xué)習(xí)交流PPT,五 對(duì)可行方法的進(jìn)一步分析,7,學(xué)習(xí)交流PPT,六圓錐筒倉的受力分析,本文假設(shè)的筒倉模型屬于最理想的情況，當(dāng)其滿足軸對(duì)稱邊界條件時(shí)，可以選擇兩種方法來確定筒倉的結(jié)構(gòu)內(nèi)力：使用薄膜理論來計(jì)算殼體主體應(yīng)力，而采用彎矩理論來分析局部彎曲效應(yīng)；或者采用有效的數(shù)值分析方法，比如運(yùn)用有限元模擬進(jìn)行分析。 6.1倉壁的受力 對(duì)于深倉倉壁所受到的的物料壓力，各國(guó)規(guī)范

3、統(tǒng)一采用Janssen理論公式，主要是通過微元法建立物料薄層的的豎向靜力平衡方程然后求解得出。,8,學(xué)習(xí)交流PPT,9,學(xué)習(xí)交流PPT,為物料的內(nèi)摩擦角。 6.2漏斗的受力 目前，漏斗壁的受力 的計(jì)算方法往往是理 論公式與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)相 結(jié)合得出的。本文對(duì) 我國(guó)筒倉規(guī)范和 Walker理論公式（ Rotter等學(xué)者推薦的 計(jì)算方法）進(jìn)行了介 紹和對(duì)比。 圖四,10,學(xué)習(xí)交流PPT,11,學(xué)習(xí)交流PPT,七 筒倉受力的ansys有限元分析與對(duì)比,1筒倉接觸模型 采用剛性倉壁，物料DP模型模擬大質(zhì)量塊。接觸面間的相互作用包括法向壓力作用和經(jīng)向摩擦力作用。 錐型倉底筒倉直徑為10m，高度為10m，漏斗頂

4、角的半角為40o，壁厚0.01m，物料假設(shè)為水泥。,12,學(xué)習(xí)交流PPT,由錐底倉的受力圖可以看出漏斗頂部轉(zhuǎn)折處附近倉壁受到物料施加的壓力荷載最大。 圖五，六給出了有限元分析結(jié)果與我國(guó)規(guī)范，歐洲規(guī)范，及基于Walker理論的澳大利亞規(guī)范的對(duì)比，,13,學(xué)習(xí)交流PPT,圖五 圖六 基于Walker理論的澳大利亞規(guī)范在計(jì)算結(jié)果上與有限元結(jié)果更加相符。采用Walker理論公式作為傳感器測(cè)量結(jié)果的后期數(shù)據(jù)計(jì)算公式，結(jié)果將更準(zhǔn)確。從對(duì)比圖中還可以看出，越靠近漏斗頂端轉(zhuǎn)折處，Walker理論的計(jì)算結(jié)果與有限元分析結(jié)果符合的越好。,14,學(xué)習(xí)交流PPT,2.深倉錐底模型 模型采用錐形殼體結(jié)構(gòu)，在殼體內(nèi)表面施加基于Walker理論的函數(shù)型正壓力。假設(shè)筒倉直徑為10m，高度為20m，錐形殼頂角半角為40o,倉壁厚度為0.01m。物料假設(shè)為水泥。 由基于Walker理論的深倉倉底有限元模型位移云圖可以看出，深倉的倉底應(yīng)力最大值在漏斗頂部轉(zhuǎn)折處。,15,學(xué)習(xí)交流PPT,16,學(xué)習(xí)