專利名稱：氣力輸送粉末的流量檢測傳感器的制作方法
技術領域：
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本發(fā)明涉及管道中氣動輸送粉末材料時，對管道中粉末的濃度進
行檢測的傳感器。
背景技術：
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采用氣體作為載體輸送粉末材料的方法廣泛的應用于激光熔覆、 噴焊、噴涂、冶金、快速成形等工業(yè)領域。提高加工過程中粉末輸送 的均勻、準確性是多個應用領域中粉末輸送面臨的共性問題，粉末輸 送量的準確性與穩(wěn)定性，影響到加工過程中涂層的厚度、涂層溫度與 涂層質量。
常用的送粉裝置對粉末輸送量的調節(jié)主要采用對計量容積(凹槽 容積、螺紋溝槽容積等)和電機速度的調節(jié)來實現(xiàn)，粉末輸出準確性 問題只涉及到送粉器的輸出粉料的范疇。而粉末輸送過程中，即使送 粉器輸出口的粉末輸出量穩(wěn)定，經(jīng)過管道中的輸送，粉料到達輸送管 道出口處的輸送量未必能夠準確、穩(wěn)定。這是因為粉末在管道中的流 動狀態(tài)實際上很復雜，與氣流速度、氣流中所含的粉末量、粉末本身 料性等相關。粉末在管道中的輸送狀態(tài)可能是依靠高速流的氣流動壓 被輸送的懸浮流，也可能是依靠氣流的靜壓推送的栓流，或者是介于 兩種氣流狀態(tài)之間的輸送方式。粉末在管道中的傳送可能是時而停滯 時而吹走交替進行的狀態(tài)，因此，送粉器輸出粉末的準確性不能保證 通過管道輸送后管道出口處粉末輸出的穩(wěn)定,為了保證氣力輸送粉末在管道中的穩(wěn)定傳輸，必須對管道中關鍵部位粉末傳輸?shù)臓顟B(tài)進行檢

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有氣力輸送粉末技術中，粉末在管道中各區(qū)段流 速和濃度可能不均勻的復雜狀態(tài)無法測量的缺點，提供一種可以接入 輸送管道對管道中關鍵區(qū)域的粉末流量和粉末濃度進行檢測的傳感 器。
氣力輸送粉末的流量檢測傳感器，包括一段接入輸送管道的透明 管，所述的透明管兩側對應地設有發(fā)光裝置和光電轉換裝置，所述的
發(fā)光裝置間隔著所述的透明管對準所述的光電轉換裝置；所述的發(fā)光 裝置和光電轉換裝置上設有遮光罩。
進一步，所述的光電轉換裝置通過一放大器連接一單片機，所述 的單片機連接一顯示器和信號輸出端口 。
更進一步，所述的放大器和單片機之間還連有一個信號調理器， 所述的信號調理器輸出供單片機使用的標準的采集信號。
本發(fā)明的工作原理是傳感器通過管接頭與輸送管道連接，發(fā)光
裝置發(fā)出的光線經(jīng)通有粉末氣流的透明管后被光電轉換裝置接收，光 電轉換裝置所接收到的光線強度與透明管中粉末的流量相關，粉末流 量越大光線衰減越大，光電轉換裝置獲得的光強就越小。這樣，通過 檢測光電轉換裝置輸出的電信號可以計算出流經(jīng)透明管的粉末流量 的大小。
本發(fā)明適用于激光熔覆、噴焊、噴涂、冶金、快速成形等工業(yè)領域中通過氣力與管道輸送金屬粉末與陶瓷粉末的場合進行粉末輸送 量的檢測，也適用于其他領域中需要檢測氣力輸送粉末量的場合。
本發(fā)明的優(yōu)點是:可以接入輸送管道對管道中關鍵區(qū)域的粉末流 量和粉末濃度進行檢測，并輸出流量和濃度的即時信號，為流量或濃 度的精密控制提供了條件。


圖l是本發(fā)明的原理圖
圖2是本發(fā)明的一種應用形式
具體實施例方式
實施例一
參照圖1:
氣力輸送粉末的流量檢測傳感器，包括一段接入輸送管道的透明 管4，所述的透明管4兩側對應地設有發(fā)光裝置3和光電轉換裝置6， 所述的發(fā)光裝置3間隔著所述的透明管4對準所述的光電轉換裝置6; 所述的發(fā)光裝置3和光電轉換裝置6上設有遮光罩2。
所述的光電轉換裝置6通過一放大器7連接一單片機8，所述的 單片機8連接一顯示器9和信號輸出端口 10。
所述的放大器.7和單片機8之間還連有一個信號調理器11，所 述的信號調理器11輸出供單片機8使用的標準的采集信號。
器件的選擇方面
發(fā)光裝置選取可以根據(jù)粉末輸送量的不同選用高亮發(fā)光二極管
或小功率激光發(fā)生器，在本發(fā)明所做的試驗中，粉末輸送量在0-30g/min范圍內時，采用高亮發(fā)光二極管有很好的效果；粉末輸送 量在20-100g/min范圍內時，采用5mW激光發(fā)生器效果較好。
光電轉換裝置選取光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管與光電 池均可用做可選的光敏器件，這些光敏器件通過與運算放大器連接組 成光電轉換裝置，本發(fā)明的實驗中，所采用的方案是采用光敏二極管 作為光電轉換裝置，發(fā)光二極管輸出的信號經(jīng)過運算放大器放大后輸 出。
透明管玻璃透明管或塑料透明管都可作為可選器件，本發(fā)明實 驗中采用的是塑料透明管。
本發(fā)明的工作原理是傳感器通過管接頭1與輸送管道5連接， 發(fā)光裝置3發(fā)出的光線經(jīng)通有粉末氣流的透明管4后被光電轉換裝置 6接收，光電轉換裝置6所接收到的光線強度與透明管4中粉末的流 量相關，粉末流量越大光線衰減越大，光電轉換裝置6獲得的光強就 越小。這樣，通過檢測光電轉換裝置6輸出的電信號可以計算出流經(jīng) 透明管4的粉末流量的大小。
實施例二
.在送粉量為0-30g/min的應用場合中優(yōu)選的一種方案，參照圖2: 本實施例與實施例一的區(qū)別之處在于發(fā)光裝置3采用高亮紅色 發(fā)光二極管，透明管4采用塑料透明管，光電轉換裝置6采用光敏二 極管。信號放大器7采用運算放大器，信號放大器7的作用是對光電 轉換裝置6輸出的電信號進行放大處理，然后將放大的信號輸送給單片機8和信號調理器11。
單片機8接收信號放大器7傳送來的電信號，將該信號進行分析
后控制數(shù)碼管顯示器9的顯示粉末流量值并通過串行通訊協(xié)議將粉
末流量值發(fā)送給串行通信端口 10。
數(shù)碼管顯示器9用來顯示單片機8計算得到的粉末流量值。 串行通信端口 10的優(yōu)選方案是采用RS232接口，串行通信端口
10用于將單片機8計算的到粉末流量值傳送給其他需要該數(shù)據(jù)的儀
器。信號調理器11的優(yōu)選方案是采用4-20mA電流輸出的調理方式。
其余相同。
本說明書實施例所述的內容僅僅是對發(fā)明構思的實現(xiàn)形式的列 舉，本發(fā)明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形 式，本發(fā)明的保護范圍也及于本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明構思所能夠 想到的等同技術手段。
權利要求
1.氣力輸送粉末的流量檢測傳感器，其特征在于包括一段接入輸送管道的透明管，所述的透明管兩側對應地設有發(fā)光裝置和光電轉換裝置，所述的發(fā)光裝置間隔著所述的透明管對準所述的光電轉換裝置；所述的發(fā)光裝置和光電轉換裝置上設有遮光罩。
2. 如權利要求1所述的氣力輸送粉末的流量檢測傳感器，其特征 在于所述的光電轉換裝置通過一放大器連接一單片機，所述的單片 機連接一顯示器和信號輸出端口 。
3. 如權利要求2所述的氣力輸送粉末的流量檢測傳感器，其特征在于所述的放大器和單片機之間還連有一個信號調理器，所述的 信號調理器輸出供單片機使用的標準的采集信號。
全文摘要
氣力輸送粉末的流量檢測傳感器，包括一段接入輸送管道的透明管，所述的透明管兩側對應地設有發(fā)光裝置和光電轉換裝置，所述的發(fā)光裝置間隔著所述的透明管對準所述的光電轉換裝置；所述的發(fā)光裝置和光電轉換裝置上設有遮光罩。本發(fā)明的優(yōu)點是可以接入輸送管道對管道中關鍵區(qū)域的粉末流量和粉末濃度進行檢測，并輸出流量和濃度的即時信號，為流量或濃度的精密控制提供了條件。
文檔編號G01F1/00GK101619990SQ20091010023
公開日2010年1月6日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權日2009年6月25日
發(fā)明者姚建華, 毅 張, 胡曉冬, 陳智君 申請人:浙江工業(yè)大學