專利名稱：高精度容器物料距離測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高精度容器物料距離測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
物料距離測(cè)量的目的，一是正確測(cè)定容器中物料的儲(chǔ)量，以便合理調(diào)用或進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算；二是控制容器的裝載量確保運(yùn)輸和存儲(chǔ)過(guò)程的安全。目前，敞口容器一般使用壓力變送器，測(cè)量容器底部即可；密閉容器一般使用差壓變送器，高壓側(cè)在容器底部，低壓側(cè)在容器頂部，底部為物料，頂部為容器內(nèi)的密閉氣體，在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)安全、高效的生產(chǎn)，需要對(duì)存儲(chǔ)于容器內(nèi)的物料進(jìn)行實(shí)時(shí)精確測(cè)量。由于這些物料部分是易爆、易揮發(fā)、強(qiáng)腐蝕或有毒性液體，其體積檢測(cè)有一定難度。現(xiàn)有的多種檢測(cè)法應(yīng)用到這些物料檢測(cè)中，但都有不足。如浮球式、電容式液位計(jì)雖操作簡(jiǎn)單，由于是接觸式測(cè)量，安裝時(shí)無(wú)法避免液體的揮發(fā)；放射性液位計(jì)雖安裝方便實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，但不能對(duì)物位進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，且放射源對(duì)人體有害。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，且可用于腐蝕性液體、高粘性液體、有毒性液體等液位測(cè)量的超聲波測(cè)量系統(tǒng)，其不僅響應(yīng)時(shí)間短，可以方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)滯后的實(shí)時(shí)測(cè)量；而且安裝、維護(hù)較方便。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為:高精度容器物料距離測(cè)量系統(tǒng)，包括安裝在容器內(nèi)位于物料上方的檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置內(nèi)設(shè)有MCU，該檢測(cè)裝置包括一超聲波傳感器，所述超聲波傳感器檢測(cè)物料與該超聲波傳感器之間的超聲波脈沖傳輸時(shí)間，所述MCU根據(jù)傳輸時(shí)間計(jì)算出從該傳感器到容器內(nèi)物料分界面之間的距離，并將該距離信號(hào)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出至接線盒3，外部計(jì)算機(jī)4根據(jù)距離信號(hào)計(jì)算并顯示出物料的高度。進(jìn)一步地，所述檢測(cè)裝置內(nèi)置溫度傳感器，該溫度傳感器將溫度信號(hào)傳遞給所述MCU，MCU對(duì)超聲波傳感器到容器內(nèi)物料分界面之間的所述距離進(jìn)行因溫度變化所產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行修正。進(jìn)一步地，所述檢測(cè)裝置內(nèi)置壓力傳感器，該壓力傳感器將壓力信號(hào)傳遞給所述MCU，MCU對(duì)超聲波傳感器到容器內(nèi)物料分界面之間的所述距離進(jìn)行因壓力變化所產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行修正。從以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型通過(guò)超聲波傳感器檢測(cè)出距離，并利用傳感器檢測(cè)液體的實(shí)時(shí)溫度和壓力，對(duì)物料的測(cè)量距離值進(jìn)行修正，使得測(cè)量結(jié)果更加精確；而且本實(shí)用新型利用超聲波測(cè)量的方式，實(shí)現(xiàn)了非接觸測(cè)量，其不僅使用范圍廣、響應(yīng)時(shí)間短，而且安裝、維護(hù)較方便，尤其適合在很多有毒、有害液體容器距離測(cè)量。

[0008]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖1對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明:本高精度容器物料距離測(cè)量系統(tǒng)包括安裝在容器I內(nèi)位于物料上方的檢測(cè)裝置2，該檢測(cè)裝置內(nèi)置有MCU，MCU為現(xiàn)有裝置，在此不再贅述；所述檢測(cè)裝置包括一超聲波傳感器21，本系統(tǒng)采用的超聲波傳感器的工作頻率為IOOkHz左右。首先由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖，傳到物料與空氣的分界面經(jīng)反射后返回接收傳感器，測(cè)出超聲波脈沖從發(fā)射到接收所需的時(shí)間，然后根據(jù)媒質(zhì)中的聲速，所述MCU計(jì)算出從傳感器到分界面之間的距離，并將該距離信號(hào)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出至接線盒3，外部計(jì)算機(jī)4根據(jù)距離信號(hào)計(jì)算并顯示出物料的高度。在考慮到環(huán)境溫度對(duì)超聲波傳播速度的影響，本系統(tǒng)的檢測(cè)裝置內(nèi)置溫度傳感器22，該溫度傳感器將溫度信號(hào)傳遞給MCU，MCU對(duì)超聲波傳感器到容器內(nèi)物料分界面之間的所述距離進(jìn)行因壓力變化所產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行修正。本系統(tǒng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)聲波傳播速度予以校正，以提高測(cè)量精度。計(jì)算公式為:V = 331.5 + 0.607T式中:V為超聲波在空氣中傳播速度；T為環(huán)境溫度。S = V Xt/2 = VX (tl - t0) /2式中:S為被測(cè)距離；t為發(fā)射超聲脈沖與接收其回波的時(shí)間差；tl為超聲回波接收時(shí)刻；t0為超聲脈沖發(fā)射時(shí)刻。利用傳感器內(nèi)置MCU的捕獲功能可以很方便地測(cè)量to時(shí)刻和tl時(shí)刻，根據(jù)以上公式，用軟件編程即可得到被測(cè)距離S。傳感器的MCU是具有SOC特點(diǎn)的混合信號(hào)處理器，其內(nèi)部集成了溫度傳感器，可實(shí)時(shí)采集傳感器的工作環(huán)境溫度。所述檢測(cè)裝置內(nèi)置壓力傳感器23，用于測(cè)量容器內(nèi)氣體測(cè)量過(guò)程中的實(shí)時(shí)壓力，并將檢測(cè)到的壓力信號(hào)傳遞給MCU，MCU對(duì)超聲波傳感器到容器內(nèi)物料分界面之間的所述距離進(jìn)行因壓力變化所產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行修正。具體是，MCU可計(jì)算出壓力傳感器檢測(cè)的實(shí)時(shí)壓力值，該壓力值可作為物料質(zhì)量換算誤差修正系數(shù)。本系統(tǒng)的超聲波傳感器為全密封型，內(nèi)置短路保護(hù)、反向極性保護(hù)，可完全阻止火花產(chǎn)生，電連接器采用防爆無(wú)火花型軍用型航空插頭，接插過(guò)程中系統(tǒng)不帶電，屬于防爆產(chǎn)品；因此，本系統(tǒng)可用于易燃易爆、腐蝕性液體、有毒性物料等容器物料距離的測(cè)量。上述實(shí)施方式僅供說(shuō)明本實(shí)用新型之用，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的范疇。
權(quán)利要求1.高精度容器物料距離測(cè)量系統(tǒng)，包括安裝在容器內(nèi)位于物料上方的檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置內(nèi)設(shè)有MCU，其特征在于:該檢測(cè)裝置包括一超聲波傳感器，所述超聲波傳感器檢測(cè)物料與該超聲波傳感器之間的超聲波脈沖傳輸時(shí)間，所述MCU根據(jù)傳輸時(shí)間計(jì)算出從該傳感器到容器內(nèi)物料分界面之間的距離，并將該距離信號(hào)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出至接線盒，外部計(jì)算機(jī)根據(jù)距離信號(hào)計(jì)算并顯示出物料的高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度容器物料距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測(cè)裝置內(nèi)置溫度傳感器，該溫度傳感器將溫度信號(hào)傳遞給所述MCU。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度容器物料距離測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測(cè)裝置內(nèi)置壓力傳感器，該壓力傳感器將壓力信號(hào)傳遞給所述MCU。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高精度容器物料距離測(cè)量系統(tǒng)，其包括安裝在容器內(nèi)位于物料上方的檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置內(nèi)設(shè)有MCU，該檢測(cè)裝置包括一超聲波傳感器，所述超聲波傳感器檢測(cè)物料與該超聲波傳感器之間的超聲波脈沖傳輸時(shí)間，所述MCU計(jì)算出距離，并將該距離信號(hào)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出至接線盒，外部計(jì)算機(jī)根據(jù)距離信號(hào)計(jì)算并顯示出物料的高度。本實(shí)用新型通過(guò)超聲波傳感器檢測(cè)出距離，并利用傳感器檢測(cè)液體的實(shí)時(shí)溫度和壓力，對(duì)物料的測(cè)量距離值進(jìn)行修正，使得測(cè)量結(jié)果更加精確；而且本實(shí)用新型利用超聲波測(cè)量的方式，實(shí)現(xiàn)了非接觸測(cè)量，其不僅使用范圍廣、響應(yīng)時(shí)間短，而且安裝、維護(hù)較方便，尤其適合在很多有毒、有害液體容器距離測(cè)量。
文檔編號(hào)G01F23/296GK203037313SQ201220638138
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者肖坤洋, 嚴(yán)政新, 蔡欣浩, 張柳, 黃奇威 申請(qǐng)人:湖南沄輝科技股份有限公司