專利名稱：煤氣柜柜位、柜容、柜速的測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于工業(yè)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煤氣柜柜位、柜容、柜速的測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
煤氣柜作為工業(yè)企業(yè)重要的生產(chǎn)設(shè)施之一，在貯存、調(diào)度用氣、節(jié)能、環(huán)保等多方面有著極其重要的作用。因此煤氣柜柜位、柜容、煤氣柜活塞移動(dòng)速度(柜速)是煤氣柜在生產(chǎn)運(yùn)行中的極其重要的參數(shù)。這些參數(shù)的傳統(tǒng)測(cè)量都是使用機(jī)械裝置，將活塞的運(yùn)動(dòng)情況通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞出來，通過與機(jī)械機(jī)構(gòu)相連接的編碼器或傳感器，間接算出這些參數(shù)，其弊端是:1、測(cè)量用的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)測(cè)量誤差較大；2、因存在較多的運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)部件其維護(hù)量大且故障率高；3、實(shí)時(shí)性較差，特別是煤氣柜活塞移動(dòng)速度的測(cè)量困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是針對(duì)傳統(tǒng)的煤氣柜測(cè)量參數(shù)的測(cè)量方法所存在的缺陷，提供一種使用非接觸式傳感器進(jìn)行煤氣柜參數(shù)測(cè)量的煤氣柜柜位、柜容、柜速的測(cè)量裝置。實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用以下技術(shù)方案:一種煤氣柜柜位、柜容、柜速的測(cè)量裝置，煤氣柜內(nèi)設(shè)置有煤氣柜活塞，煤氣柜的頂部設(shè)置有檢修平臺(tái)，測(cè)量裝置安裝在檢修平臺(tái)上，所述的測(cè)量裝置包括安裝在煤氣柜柜頂檢修平臺(tái)上的傳感器，該傳感器通過電纜與控制器連接，控制器與上位機(jī)連接。傳感器為防爆型大功率超聲波換能器或防爆型雷達(dá)物位計(jì)中的一種?？刂破靼刂破魍鈿ず桶惭b在控制器外殼上的顯示器，該控制器外殼內(nèi)還安裝有用于轉(zhuǎn)換和控制的單片機(jī)及控制`電路。本實(shí)用新型所公開的這種測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，將傳感器、控制器和上位機(jī)進(jìn)行安裝連接即可；方法獨(dú)特、安全可靠，由于傳感器與煤氣柜活塞無直接接觸，且能夠?qū)崟r(shí)將測(cè)量參數(shù)顯示出來，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；控制靈活，可操縱性強(qiáng)。

圖1為本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為防爆型大功率超聲波換能器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為控制器原理框圖。圖4為控制器外部結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:傳感器1，檢修平臺(tái)2，煤氣柜3，控制器4，上位機(jī)5，煤氣柜活塞6，導(dǎo)波錐體7，傳感器外殼8，填充材料9，高能波發(fā)聲體10，引出電纜11，控制器外殼12，顯示器13。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。[0014]煤氣柜3內(nèi)部有煤氣,煤氣頂層設(shè)置一煤氣柜活塞6,煤氣柜3的頂部設(shè)置有檢修平臺(tái)2，測(cè)量裝置中的傳感器I安裝在檢修平臺(tái)2上，該傳感器I通過電纜與控制器4連接，控制器4與上位機(jī)5連接。作為優(yōu)選方案，傳感器I選擇防爆型大功率超聲波換能器，或者防爆型雷達(dá)物位計(jì)中。控制器4包括控制器外殼12和安裝在控制器外殼12上的顯示器13，該控制器外殼12內(nèi)還安裝有用于轉(zhuǎn)換和控制的單片機(jī)及控制電路。單片機(jī)分別與顯示器、轉(zhuǎn)換電路、報(bào)警輸出電路連接，其中轉(zhuǎn)換電路與防爆型大功率超聲波換能器連接，單片機(jī)還與上位機(jī)連接，單片機(jī)可以將煤氣柜的各種參數(shù)實(shí)時(shí)傳輸給上位機(jī)，方便監(jiān)測(cè)?？刂破骺商峁┥衔粰C(jī)需要的4一20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)和RS485數(shù)字通信，并可根據(jù)所測(cè)參數(shù)的狀況輸出相應(yīng)的控制信號(hào)?？刂破鞯膯纹瑱C(jī)內(nèi)設(shè)置有參數(shù)計(jì)算模塊，數(shù)據(jù)被采集后經(jīng)過計(jì)算模塊計(jì)算后再輸出，并通過顯示器顯示。上位機(jī)是指用戶系統(tǒng)的控制計(jì)算機(jī)或可編程控制器。本實(shí)施例以防爆型大功率超聲波換能器進(jìn)行說明。防爆型大功率超聲波換能器被安裝在煤氣柜檢修平臺(tái)上，其中的導(dǎo)波錐體7置于下方，高能波發(fā)生體10置于該超聲波換能器的外殼8內(nèi)部,高能聲波發(fā)射方向?qū)?zhǔn)煤氣柜活塞上表面。高能波發(fā) 生體10是根據(jù)高能聲波的參數(shù)，進(jìn)行加工制造的金屬體。高能波發(fā)生體10與外殼8之間有填充材料9，該填充材料9具有防爆保護(hù)的功能，設(shè)置在防爆型大功率換能器端部的引出電纜11與控制器中的轉(zhuǎn)換電路連接。該防爆型大功率超聲波換能器的內(nèi)部采用高效率振動(dòng)模式，利用高能聲波技術(shù)，完成電能到超聲波、超聲波到電能的能量轉(zhuǎn)換。采用高能聲波技術(shù)，換能器具有較高的靈敏度和抗干擾能力且性能穩(wěn)定。防爆型大功率超聲波換能器在脈沖信號(hào)的激勵(lì)下定時(shí)發(fā)射超聲波脈沖，超聲波脈沖到達(dá)煤氣柜活塞表面后反射回來，被換能器接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送到控制器進(jìn)行處理。這種測(cè)量裝置利用超聲波在空氣中傳播的時(shí)間間隔來完成對(duì)目標(biāo)的測(cè)量。本裝置在測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體表面接觸同時(shí)也沒有任何形式的機(jī)械連接，因此稱為非接觸測(cè)量。因?yàn)椴慌c被測(cè)量物直接接觸，傳感器固定在被測(cè)物(即煤氣柜活塞)上方，因此沒有任何用于測(cè)量的可動(dòng)機(jī)械部件，使得測(cè)量精確度高、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、故障率非常低。從換能器發(fā)出超聲波信號(hào)時(shí)刻到從物體表面反射回來再到達(dá)換能器的時(shí)間間隔T，通過單片機(jī)計(jì)算處理得出被測(cè)柜位H的數(shù)值；根據(jù)圓型煤氣柜罐體的半徑計(jì)算出被測(cè)氣體的體積V (柜容);根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)柜位數(shù)值的變化量，計(jì)算出煤氣柜活塞的移動(dòng)速度即柜速St,其計(jì)算方式是:H=S-T.(C +0.607t)............式 I式I中:H為煤氣柜的柜位，單位:米S為設(shè)定的量程，單位:米T為時(shí)間間隔，單位:秒C為聲波在空氣中的傳播速度，單位:米/秒t為測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度，單位:攝氏度V=Ji.R2.Hl.....................式 2式2中:V為煤氣柜的柜容，單位:立方米R(shí)為煤氣柜的半徑，單位:米[0030]Hl為煤氣柜修正后的柜位，單位:米St= (Sl-SO)/tlX60............式 3式3中:St為煤氣柜活塞的移動(dòng)速度，單位:米/分SI為tl時(shí)刻的柜位，單位:米SO為t0時(shí)刻的柜位，單位:米tl為t0到tl的時(shí)間，單位:秒上述計(jì)算式都被設(shè)定在單片機(jī)的計(jì)算模塊中，當(dāng)單片機(jī)接收了采集的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過這種專用的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出煤氣柜的實(shí)時(shí)參數(shù)，并用顯示器進(jìn)行顯示，也可以根據(jù)上位機(jī)的需要，將實(shí)時(shí)信息 傳輸給上位機(jī)，完成對(duì)煤氣柜的柜位、柜容、柜速多個(gè)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
權(quán)利要求1.一種煤氣柜柜位、柜容、柜速的測(cè)量裝置，煤氣柜內(nèi)設(shè)置有煤氣柜活塞，煤氣柜的頂部設(shè)置有檢修平臺(tái)，測(cè)量裝置安裝在檢修平臺(tái)上，其特征在于，所述的測(cè)量裝置包括安裝在煤氣柜柜頂檢修平臺(tái)上的傳感器，該傳感器通過電纜與控制器連接，控制器與上位機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣柜柜位、柜容、柜速的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的傳感器為防爆型大功率超聲波換能器或防爆型雷達(dá)物位計(jì)中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤氣柜柜位、柜容、柜速的測(cè)量裝置，其特征在于，所述的控制器包括控制器外殼和安裝在控制器外殼上的顯示器，該控制器外殼內(nèi)還安裝有用于轉(zhuǎn)換和控制的單片機(jī)及控制 電路。
專利摘要一種煤氣柜柜位、柜容、柜速的測(cè)量裝置，煤氣柜內(nèi)設(shè)置有煤氣柜活塞，煤氣柜的頂部設(shè)置有檢修平臺(tái)，測(cè)量裝置安裝在檢修平臺(tái)上，所述的測(cè)量裝置包括安裝在煤氣柜柜頂檢修平臺(tái)上的傳感器，該傳感器通過電纜與控制器連接，控制器與上位機(jī)連接。傳感器為防爆型大功率超聲波換能器或防爆型雷達(dá)物位計(jì)中的一種。控制器包括控制器外殼和安裝在控制器外殼上的顯示器，該控制器外殼內(nèi)還安裝有用于轉(zhuǎn)換和控制的單片機(jī)及控制電路。這種測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，將傳感器、控制器和上位機(jī)進(jìn)行安裝連接即可；方法獨(dú)特、安全可靠，由于傳感器與煤氣柜活塞無直接接觸，且能夠?qū)崟r(shí)將測(cè)量參數(shù)顯示出來，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用；控制靈活，可操縱性強(qiáng)。
文檔編號(hào)F17B1/02GK203099303SQ20132010761
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月11日
發(fā)明者李士開, 唐有生 申請(qǐng)人:唐山市建華自動(dòng)控制設(shè)備廠