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专利号: 2021115201499
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种污泥含水率检测装置,包括:腔体、进料组件、转动输送组件、检测组件、清料组件,其特征在于:所述腔体包括第一腔室、第二腔室、第三腔室,所述进料组件安装在所述第一腔室正上方,所述第一腔室还安装有所述转动输送组件,所述进料组件将待检测的污泥粉碎并且筛分细化,筛分细化的污泥通过所述转动输送组件运输至所述检测组件进行含水率检测,所述检测组件安装在所述第一腔室内,与所述进料组件安装位置在平面上呈九十度夹角,检测结束的污泥通过所述转动输送组件输送至所述清料组件进行污泥清扫;其中:所述进料组件包括进料管道、污泥粉碎器、筛分装置、第一推杆电机;所述筛分装置内部设置有过滤网,所述过滤网按10°倾斜安装,所述筛分装置腔体壁上设置有余料通道,所述余料通道设置在所述过滤网倾斜最低端;所述筛分装置下端安装有微型振动器;所述第一推杆电机与所述筛分装置同心,所述筛分装置底部安装有第一识别摄像头,所述第一识别摄像头识别到旋转台上安装的载泥平板中心到达所述筛分装置中心时,驱动电机停止工作,所述第一推杆电机启动将所述载泥平板推到所述筛分装置的出料端,所述筛分装置出料端设置有4个圆周均匀分布的定位卡槽,所述定位卡槽内设置有第一压力传感器,所述第一压力传感器检测到所述载泥平板到位之后,所述进料组件开始工作进泥制样,筛分细化的污泥厚度设定为10mm;

所述转动输送组件包括旋转圆台、载泥平板、齿轮轴、减速器、输送电机,所述旋转圆台上设置有圆周均匀分布的4个大小结构相同的定位检测腔,所述载泥平板安装在所述定位检测腔内,所述旋转圆台与所述齿轮轴连接,所述齿轮轴通过所述减速器与所述输送电机相连,所述转动输送组件通过所述输送电机驱动;所述定位检测腔圆周上均匀设置4个定位槽,所述载泥平板通过所述定位槽固定在所述定位检测腔内,所述载泥平板底部与开口同轴谐振腔开口端贴合,所述开口同轴谐振腔检测区域包含在所述定位检测腔的腔室内部区域;

所述检测组件包括开口同轴谐振腔、信号收发装置、收发装置支架,所述开口同轴谐振腔安装在所述第一腔室内部,所述开口同轴谐振腔包括内导体、输入探针与输出探针、接线端口、谐振腔腔体组成,所述内导体设置在所述开口同轴谐振腔中心,所述输入探针与所述输出探针对称设置在所述谐振腔腔体内侧壁上设置,所述接线端口设置在所述开口同轴谐振腔外侧壁上,与所述输入探针与所述输出探针同心,所述谐振腔腔体内壁镀银,所述谐振腔是使用工业微波源为2.4GHz,谐振腔腔体高30mm,腔体半径16mm,所述内导体材料为铁,所述内导体半径4mm、高23.6mm,所述输入探针与所述输出探针半径0.65mm,所述输入探针与所述输出探针设置在所述谐振腔腔体高度为18.8mm处,由于具有互异性,两个端口的输入输出可以互换;

所述清料组件包括第二识别摄像头、第二推杆电机、清料台、废料通道、第一高速喷气阀、第二高速喷气阀、第三高速喷气阀、废料收集装置,所述清料台设置清泥定位孔,所述清泥定位孔与所述第二推杆电机同心;所述清泥定位孔圆周上均匀分布4个固定卡槽,所述固定卡槽内设置有第二压力传感器,所述第二压力传感器检测到信号时,所述第二推杆电机停止,所述第一高速喷气阀、所述第二高速喷气阀以及所述第三高速喷气阀工作,将所述载泥平板上的污泥清除到所述废料通道进入所述废料收集装置,通过与所述废料收集装置相连的出料管道输出,所述废料通道上方安装着与所述余料通道相连接的余料滑落管道,所述筛分装置筛分剩余的大颗粒不均匀污泥通过所述余料滑落管道进入所述废料通道进入所述废料收集装置。

2.根据权利要求1所述的污泥含水率检测装置,其特征在于:

所述开口同轴谐振腔通过同轴线与所述信号收发装置进行信号传输,信号发生装置安装在所述第二腔室内的所述收发装置支架上,所述开口同轴谐振腔使用微波法对污泥进行含水率检测。

3.一种基于权利要求1‑2任一项所述的污泥含水率检测装置的污泥含水率检测方法,其特征在于,

包括如下检测步骤:

步骤1:所述进料组件对待检测污泥进行粉碎筛分,所述转动输送组件将筛分细化后的污泥运送至所述检测组件的所述开口同轴谐振腔检测区域;

步骤2:所述信号收发装置通过输入同轴线与所述开口同轴谐振腔侧壁上的输入探针接线端口相连将电磁波能量通过端口处输出探针耦合到所述开口同轴谐振腔,污泥中的水分会消耗电磁波能量从而形成频率偏移,另一端口输出探针通过所述同轴线将能量耦合到所述信号收发装置;

步骤3:所述信号收发装置将接收到的谐振频率和回波损耗通过数据采集卡实时采集到计算机,并将污泥含水率和谐振频率的关系式写入到所设计的计算机中的虚拟仪器LABVIEW中的计算显示模块,这样每次检测到无载谐振频率和有载谐振频率,即可直接得到污泥含水率值并显示出来。

4.根据权利要求3所述的污泥含水率检测方法,其污泥含水率计算流程如下:

(1)测量无载谐振频率和回波损耗值;

(2)将粉碎后的污泥通过所述转动输送组件传到所述开口同轴谐振腔开口端,测量不同污泥含水率的情况下对应的谐振频率和回波损耗值;

(3)将烘干法计算得到的含水率值与谐振频率偏移量进行线性回归预测,得到污泥含水率的预测模型;

(4)将含水率预测模型写入到LABVIEW中的数据处理模块中,下次测量时,采集到有载谐振频率即可直接显示含水率值;

含水率测量模型为:

含水率=‑0.021798×(无载谐振频率‑有载谐振频率)^3+1.097072×(无载谐振频率‑有载谐振频率)^2‑13.370193×(无载谐振频率‑有载谐振频率)+51.15381。