具有光电摄相的鹤管和油槽车装油口对位装置.pdf

本发明涉及光电摄相技术，特别适用于原油和石油化工产品运输设备中，鹤管和油槽车装油口的自动对位装置。
    在一些炼油厂中，已经采用了机械化程度较高的鹤管装车，但要实现全盘自动化的艰难环节是鹤管自动的对准油槽车装油口的问题，首先要通过一定的测量手段找出装油口的位置，然后才能谈及鹤管对准它的问题。油槽车型号繁多，尺寸、外观等均不相同，铁路部门车辆编组时，同一型号的车辆方向亦可能不同，排列组合相当复杂，而且槽车属铁路部门所有，使用和销售产品部门不可能在已有的油槽车上装任何有利于发出信号的标志，给自动对位带来特大的困难。

    本发明是利用不管什么型号的油槽车，不论在什么时候，从上往下看装油口总是比外面车身暗这一共性进行工作的。在油槽车上方放置一个光电摄相探头，就能在探头里得到代表黑洞的电信号。它是利用被控对象本身的反射光来控制其本身的。

    如附图1所示，在油槽车（a）上方铁轨中心线上放置摄相探头（b），镜头垂直对着地面，若这个探头的大小与相面（c）大小一致，则装油口（d）的黑洞大小就刚好落入探头的相面上。当探头如附图1的箭头所示方向慢慢靠近油槽车装油口时，其相面上的变化如附图2的（a）→（e）所示。附图2中，单阴影线地园表示装油口，无阴影线的园表示探头相面。附图2（a）为探头中心线与装油口中心线间的距离H＞D;附图2（b）为 (D)/2 ≤H≤D;附图2（c）为H＝ (D)/2 ;附图2（d）为H≤ (D)/2 ;附图2（e）为H＝0。附图2中双阴影线所包括的图象为装油口在探头相面上所形成的黑洞象。如果在相面上放置两个光电元件A（光敏电阻R1）及B（光敏电阻R2），当探头中心线与装油口中心线距离H为附图2（a）所示的位置时，油槽车装油口外面的车身比装油口亮，A、B均处在相面较亮的地方，二者之间的能量差很小或等于零。但当探头处在附图2（b）、2（c）、2（d）的位置时，B元件进入黑象区而A元件仍在亮处，所以两者的能量差将和附图2（a）位置时完全不同。因此当探头从附图2（a）→2（b）时，光电元件A、B的参数将从无差到有差，把这二个光电元件接入电路中，将产生完全不同的两个状态，从而得到探头找到装油口的信号。

    光敏电阻R1、R2的阻值变化通过如附图3所示的测量桥路（a），变成电压信号△UAB，经直流放大器（b），控制鹤管电机，达到对准装油口之目的。

    在附图3中，设：

    (R2)/(R1) ＝n1; (R4)/(R8) ＝n2;

    使配置的放大器仅对正信号起作用，则当

    n1＞n2时，△UAB＞0，直流放大器有对位信号输出;

    n1≤n2时，△UAB≤0，直流放大器无对位信号输出。

    光电摄相对位技术在白天利用物体反射的自然光，夜晚则利用物体反射灯光。由于反射光受物体表面状态、现场条件、气候、时间等影响，变化莫测，很不均匀，以及R1、R2本身的特性参数不完全一致，需使n2＞1才能可靠地工作。

    实施例：

    在鹤管旁并列地装设两个相机，摄相探头均采用口径50毫米、焦距80毫米的透镜。二个光电元件均采用硫化镉光敏电阻，其参数基本一致，分别装在二个相机的相面上，保证对位区（鹤管运动的范围内）照度达100勒克斯以上，取n2＝2，经大量实验，测得n1＞2.5时，对位的可靠性最佳。