红外线检测装置在石灰矿仓自动除尘控制中的应用.pdf

2 4 - 红外线检测装置在石灰矿仓自动 除尘控制中的应用， 吴明- 盂建波 擅要利用红外线检则装置自动检舞运送石灰车辆的车位，并根据车位情况对除尘装置 宴蠢自动控嗣。对有类似控翻需要的项目，具有较好的参考价值。 美■词i x 外线检测自萄除尘控制缩码解码逻辑控制 选矿厂在石灰矿仓的除尘控制方式与 碎矿厂房中的除尘控制方式有所不同。在 碎矿厂房中。除尘设备的开停可有两种控制 方式一是由操作人员根据主设备的开车情 况，人为控制除尘设备的运行；二是除尘设 备随主设备一起开停。在石灰矿仓的除尘 控制中，控制要求有所不同；只有在运送石 灰的车辆进行倾卸石灰的操作期间，才需要 开除尘设备。这样。在保证除尘效果的同 时，一方面延长除尘设备的使用寿命，同时 可以节约能源。由于运送石灰车辆到达时 间的不确定性，若由操作人员进行控制，则 工作量很大。因此，只有实施自动控制才能 取得很好的效果。但要实现自动控制，关键 是要有好的检测手段。我们在这方面傲了 一些研究工作，利用红外线检测装置自动检 测运送石灰车辆的车位，从而对除尘设备实 施了自动控制。取得了良好的效果。 1 控制系统原理 使用红外线作为检测手段时，要解决的 关键问题在于提高检测装置的抗干扰性能。 为此。我们在发送端采用编码方式发送红外 脉冲，在接收端接收到信号后，再对它进行 解码操作。解码后的信号送入逻辑识别与 控制电路进行识别与控制，若信号符合规定 的设定。则控制电路输出一控制信号至输出 驱动电路，控制除尘设备的开停。红外线检 测装置及自动控制系统原理框图见图l 。 l 奠码置虹ll 虹外接收ll 是■讽捌与Jl ■出置l l 外爱射ll 厦■冉ll 控■电蓐ll 疆袖l 图1 控捌系统原理框圈 2 电路图及原理 红外接收电路中的主要元件是索尼公 司生产的专用红外线前置放大器 C Ⅺ岫1 0 6 。C 池0 1 0 6 的内部结构如图2 所 示。它由前置放大器、限幅放大器、带通滤 波器、检波器、积分器及整型电路构成，其中 的电平自动控制电路A B I ￡可以保证在输 入弱信号时前置放大器有较高的增益，在输 入强信号时前置放大器不会过载。其内部 设置的带通滤波器的中心频率毛由其5 脚 外部电阻调节，调节范围可从3 0 ～6 0 k I - I z 。 Q 匕0 1 0 6 的工作流程是前置放大器将外 接红外二极管产生的脉冲电压进行放大，电 压增益约为7 8 D B 。然后将信号送人限幅放 大器，使其变为矩型脉冲。再由带通滤波器 进行频率选择，滤除干扰信号，由检波器滤 掉载波，检出信号，再经整型后由7 脚输出。 - 穗挑铜矿酒洲选矿厂电仪科电气工程师江西德兴3 3 4 2 2 4 万方数据 2 5 即当接收到与C X 2 0 1 0 6 滤波器中心频率相电平。 符的红外线信号时，其输出端7 脚就输出低 图2o Q 0 1 0 6 结构 由于C M O S 集成电路具有电源电压范作为主要控制元件。 围宽 3 ～1 8 V 、功耗低、抗干扰能力强等一红外线检测装置及自动控制系统电路 系列独特的优点，故采用C M O S 集成电路图见图3 、图4 。 D l D 2D 31 4 图3 红外线编码及发送电路 图3 中。门电路D 1 、D 2 等元件构成脉 C D 4 0 4 0 的计数值；双三五时基电路C H 5 5 6 冲振荡器．电源接通后一直发出脉冲。该脉和电压比较器。吣1 3 0 及一些电阻电容组 冲振荡器输出的脉冲频率较低，可取成占空比可变的秒脉冲发生器，用于同步和 1 0 0 0 1 - 1 z 。其输出端接到与非门D 6 的一个逻辑控制。C D 4 0 4 3 与C 8 、R l l 、V D l 等元 脚，控制由1 3 3 、1 4 等元件组成的载波振荡 件构成单稳态电路，实现延时功能。R 4 、C 4 器，载波振荡器脉冲频率较高，可取4 0 k H z 。构成积分电路，用于实现延迟对C I M 0 4 0 计 因此，发射电路的工作原理实际上就是利用数器复位。I 西、C 5 构成的电路实现上电时 脉冲振荡器输出的低频脉冲信号去调制载防止单稳态电路触发的功能。R 6 、0 6 构成 波振荡器产生的高频信号。调镧后的载波 的电路实现上电时确保C D 4 0 4 0 计数器复 信号经非门1 3 4 输出至三极管T 放大，由三位。图5 为没有物体阻挡红外发光二极管 极管T 驱动红外发光二极管V D 发出调制 V D 发出调制载波红外线脉冲时时序图。 载波红外线脉冲。整个电路的工作过程如下当红外光敏 在图4 的红外线接收、解码及控制电路 二极管接收到调制载波红外线脉冲时，由 中，C X 2 0 1 0 6 等元件组成红外线接收及解C X 2 0 1 0 6 等元件组成的解调电路对其进行 酒电路t C D 4 0 4 0 是1 2 位二进制异步串行计解调制，在输出端7 脚得到解调信号。在本 数器，它对解调电路输出的脉冲信号进行计 电路中解调信号为一串低频脉冲信号。脉 数；C I M 0 4 2 是4 D 镇存器，用于锁存冲频率由发射电路决定。C X 2 0 1 0 6 的输出 万方数据 2 6 端7 脚输出的解调信号送人C D 4 0 4 0 计数 器的计数输入端C P 进行计数，计数结果由 C b 输出。当在l s e c 周期内计数值达到5 1 2 时．C D 4 0 4 0 的Q 脚跳变为高电平。并一 直保持到复位脉冲的高电平到来，如图5 中 B C 龟 的Q 波形所示。当锁存器的锁存控制端 C L K 负跳变时，锁存器将岛的高电平锁 存，锁存器的输出端保持为高电平。此高电 平经非门和与非门反相后变为低电平。输 出至C D 4 0 4 3 的S 端，单稳态电路保持原状 态不变。 图4 红外线接收、解码及控恻电路 圈5 红外线脉冲时序1 当有物体阻挡红外发光二极管v D 发 出调制载波红外线脉冲时。时序图如图6 。 整个电路的工作过程如下 当有物体阻挡红外发光二扳管V D 发 出调制载波红外线脉冲时，由C X 2 0 1 0 6 等 元件组成的解调电路由于接收不到红外线 脉冲，因此输出端7 脚一直保持高电戳 Q 4 0 4 0 计数器的计数输人靖C P 没有计数 脉冲。因此岛端一直保持低电平。当锁 存器的锁存控制靖C L K 负跳变时，锁存器 将鹞的低电平锁存，锁存器的输出端保持 为低电平。此低电平经非门和与非门反相 万方数据 2 7 后变为高电平，输出至C D 4 0 4 3 的S 端，单 稳态电路被触发，输出端Q 跳变为高电平 并延时一段时间T 。，T 。 0 ．6 9 R n G 。此高 电平加至三极管T 的基极，使其导通，输出 继电器J 得电后驱动主控回路。 ． 几 几几 几 k 。。1 s ～l B C Q ． q l JUUJ ，1汨门，1 I _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。_ - - _ J 豳6 红外钱脉冲时序2 3 结语 由于采用了红外线发射和接收方式作 为检测手段，并配以适当的逻辑控制电路， 因此，本控制系统的抗干扰能力很强，如外 界有干扰脉冲时，它虽然能使a 2 0 1 0 6 的7 脚产生一些干扰脉冲信号，但由于对计数器 的计数值影响不大。因而不会使其误动。而 且，由于a 心0 1 0 6 的带通滤波器的中心频 率岛范围较窄 3 0 ～6 0 k n z ，所以，不在此 范围内的干扰脉冲都不能对它产生影响。 再如有移动的人和物经过接收器前，只要逗 留时间不超过l s e c ，也不会使其误动。 上接第6 页 从表3 中可以看出。本试验产品中 S i 0 2 降至3 ．3 ％；同时保证了回收率银、铅、 锌都有所提高，试验获得了理想的效果，从 而达到混合精矿含S i 0 2 5 ％的目标，认定 工艺方案中药剂参数是可行的，说明试验是 成功的。 裹3试验结果与生产指标比较 ％ 本试t 结果 1 2 6o ．4 3o ．8 27 3 鹋4 9 5 01 8 1 83 3 ．2 7331 8o0 4o1 2T ／．8 88 4 ．5 48 0 ．7 6 1 9 9 4 年1 ～4 月1 1 30 ．鲳1 ．0 23 2 2 41 8 ．4 33 0 ．5 66 ．11 30 ．Q 60 ．1 27 2 ．5 48 0 ．3 27 6 ．5 2 比较 一2 ．8 3 结语 1 ．本次试验技术方案充分利用现有生 产工艺流程，这便于选矿工人操作和掌握， 试验中所用的硅酸钠药剂，来源广泛，价格 低廉。经济上合算。 2 ．降硅成本低，处理每吨糟矿药剂成本 4 ．5 0 元。与1 9 9 9 年1 ～4 月销售精矿扣款 2 9 ．6 8 元／t 精矿比较。可节约2 5 ．1 8 元／t 精 矿。预计年效益可达1 0 万元以上。 3 ．通过试验，进一步摸清原矿中的石英 特性，氟硅酸钠对本矿的石英抑制效果不 佳，采用硅酸钠抑制石英才有针对性。 4 ．本次试验为企业的生存和发展提供 了必要的依据，同样对提高经济效益、社会 效益具有重要的作用。 万方数据