專利名稱：煤氣柜柜位、柜容、柜速的測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工業(yè)測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煤氣柜柜位、柜容、柜速的測量裝置。
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、煤氣柜活塞移動速度(柜速)是煤氣柜在生產(chǎn)運行中的極其重要的參數(shù)。這些參數(shù)的傳統(tǒng)測量都是使用機械裝置，將活塞的運動情況通過傳動機構(gòu)傳遞出來，通過與機械機構(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、測量用的機械傳動機構(gòu)測量誤差較大；2、因存在較多的運動和旋轉(zhuǎn)部件其維護量大且故障率高；3、實時性較差，特別是煤氣柜活塞移動速度的測量困難。

實用新型內(nèi)容本實用新型是針對傳統(tǒng)的煤氣柜測量參數(shù)的測量方法所存在的缺陷，提供一種使用非接觸式傳感器進行煤氣柜參數(shù)測量的煤氣柜柜位、柜容、柜速的測量裝置。實現(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，測量裝置安裝在檢修平臺上，所述的測量裝置包括安裝在煤氣柜柜頂檢修平臺上的傳感器，該傳感器通過電纜與控制器連接，控制器與上位機連接。傳感器為防爆型大功率超聲波換能器或防爆型雷達物位計中的一種?？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)換和控制的單片機及控制`電路。本實用新型所公開的這種測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，將傳感器、控制器和上位機進行安裝連接即可；方法獨特、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將測量參數(shù)顯示出來，實時性強，經(jīng)濟實用；控制靈活，可操縱性強。

圖1為本實用新型的連接結(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2，煤氣柜3，控制器4，上位機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。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。[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2，測量裝置中的傳感器I安裝在檢修平臺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，或者防爆型雷達物位計中?？刂破?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)換和控制的單片機及控制電路。單片機分別與顯示器、轉(zhuǎn)換電路、報警輸出電路連接，其中轉(zhuǎn)換電路與防爆型大功率超聲波換能器連接，單片機還與上位機連接，單片機可以將煤氣柜的各種參數(shù)實時傳輸給上位機，方便監(jiān)測。控制器可提供上位機需要的4一20mA標準信號和RS485數(shù)字通信，并可根據(jù)所測參數(shù)的狀況輸出相應(yīng)的控制信號?？刂破鞯膯纹瑱C內(nèi)設(shè)置有參數(shù)計算模塊，數(shù)據(jù)被采集后經(jīng)過計算模塊計算后再輸出，并通過顯示器顯示。上位機是指用戶系統(tǒng)的控制計算機或可編程控制器。本實施例以防爆型大功率超聲波換能器進行說明。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)拭簹夤窕钊媳砻?。高能波發(fā) 生體10是根據(jù)高能聲波的參數(shù)，進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的激勵下定時發(fā)射超聲波脈沖，超聲波脈沖到達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，送到控制器進行處理。這種測量裝置利用超聲波在空氣中傳播的時間間隔來完成對目標的測量。本裝置在測量時不與被測物體表面接觸同時也沒有任何形式的機械連接，因此稱為非接觸測量。因為不與被測量物直接接觸，傳感器固定在被測物(即煤氣柜活塞)上方，因此沒有任何用于測量的可動機械部件，使得測量精確度高、安裝調(diào)試簡單、使用壽命長、故障率非常低。從換能器發(fā)出超聲波信號時刻到從物體表面反射回來再到達換能器的時間間隔T，通過單片機計算處理得出被測柜位H的數(shù)值；根據(jù)圓型煤氣柜罐體的半徑計算出被測氣體的體積V (柜容);根據(jù)單位時間內(nèi)柜位數(shù)值的變化量，計算出煤氣柜活塞的移動速度即柜速St,其計算方式是: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為測量現(xiàn)場的環(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速度，單位:米/分SI為tl時刻的柜位，單位:米SO為t0時刻的柜位，單位:米tl為t0到tl的時間，單位:秒上述計算式都被設(shè)定在單片機的計算模塊中，當單片機接收了采集的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過這種專用的數(shù)學模型計算出煤氣柜的實時參數(shù)，并用顯示器進行顯示，也可以根據(jù)上位機的需要，將實時信息 傳輸給上位機，完成對煤氣柜的柜位、柜容、柜速多個參數(shù)的實時監(jiān)測。
權(quán)利要求1.一種煤氣柜柜位、柜容、柜速的測量裝置，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，測量裝置安裝在檢修平臺上，其特征在于，所述的測量裝置包括安裝在煤氣柜柜頂檢修平臺上的傳感器，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物位計中的一種。
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)換和控制的單片機及控制 電路。
專利摘要一種煤氣柜柜位、柜容、柜速的測量裝置，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，測量裝置安裝在檢修平臺上，所述的測量裝置包括安裝在煤氣柜柜頂檢修平臺上的傳感器，該傳感器通過電纜與控制器連接，控制器與上位機連接。傳感器為防爆型大功率超聲波換能器或防爆型雷達物位計中的一種?？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)換和控制的單片機及控制電路。這種測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，將傳感器、控制器和上位機進行安裝連接即可；方法獨特、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將測量參數(shù)顯示出來，實時性強，經(jīng)濟實用；控制靈活，可操縱性強。
文檔編號F17B1/02GK203099303SQ20132010761
公開日2013年7月31日 申請日期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 申請人:唐山市建華自動控制設(shè)備廠