專(zhuān)利名稱(chēng)：新型儲(chǔ)油罐太陽(yáng)能超聲波液位測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型儲(chǔ)油罐太陽(yáng)能超聲波液位測(cè)量?jī)x。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的儲(chǔ)油罐計(jì)量方式大多采用手動(dòng)計(jì)量，計(jì)量方式效率低下，精度不高。因此有必要開(kāi)發(fā)一種高精度智能化液位測(cè)量?jī)x表。而超聲波液位測(cè)量?jī)x則是一種較好的選擇。目前使用的超聲波液位計(jì)量程大多都只有5m左右，而近些年來(lái)通用的大型浮頂儲(chǔ)油罐罐高都在12m左右，很難滿足大型儲(chǔ)油罐的計(jì)量要求，同時(shí)傳統(tǒng)液位計(jì)量裝置多采用220V交流供電，安全隱患較大，測(cè)量裝置間的線路復(fù)雜且容易老化損壞。針對(duì)傳統(tǒng)超聲波液位測(cè)量計(jì)的不足，本實(shí)用新型將使用高量程超聲波探頭，在保證測(cè)量精度的前提下大大提升裝置的測(cè)量范圍。同時(shí)一改傳統(tǒng)能源供應(yīng)，使用綠色、安全的太陽(yáng)能作為能源供給。并且使用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，一改以往儀器布線的繁瑣，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線采集，方便快捷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種新型儲(chǔ)油罐太陽(yáng)能超聲波液位測(cè)量?jī)x。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是它包括若干個(gè)測(cè)量終端(1)和一個(gè)手持顯示裝置(2)，測(cè)量終端(1)主要由固定在儲(chǔ)油罐頂端的太陽(yáng)能電池板(3)和鎳氫電池(4)、固定在儲(chǔ)油罐內(nèi)部的超聲波傳感器(5)和溫度傳感器(6)以及主控制電路(7) 和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(8)組成，手持顯示裝置(2)主要由數(shù)據(jù)接收模塊(9)、液晶顯示器(10)、 切換按鈕(11)和報(bào)警器(12)組成。利用超聲波回波測(cè)距原理進(jìn)行非接觸式液位測(cè)量，利用高量程超聲波探頭提升裝置的測(cè)量范圍，利用NRF905無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在測(cè)量終端與手持顯示裝置間的無(wú)線采集。整個(gè)系統(tǒng)由若干個(gè)測(cè)量終端和一個(gè)手持顯示裝置組成，測(cè)量終端主要由太陽(yáng)能供電、溫度檢測(cè)、溫度補(bǔ)償、數(shù)據(jù)發(fā)送和主控制電路五個(gè)模塊組成，手持顯示裝置主要由數(shù)據(jù)接收、液晶顯示、自動(dòng)報(bào)警三個(gè)模塊組成。將太陽(yáng)能電池板固定在儲(chǔ)油罐頂端，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接到可充電的鎳氫電池為測(cè)量終端提供直流電。將收發(fā)一體化的高量程超聲波傳感器固定在儲(chǔ)油罐內(nèi)部頂端，將溫度傳感器分別固定在儲(chǔ)油罐內(nèi)底部、中部和頂部，并分別連接到主控制電路上，溫度傳感器可以檢測(cè)測(cè)量終端工作時(shí)的油料溫度和空氣溫度。主控制電路中的單片機(jī)為超聲波傳感器提供激勵(lì)信號(hào)，并接收、處理傳感器返回的超聲波信號(hào)。超聲波信號(hào)發(fā)射到接收的時(shí)間差與障礙物的距離有關(guān)，為了避免傳感器直接接收剛發(fā)出的超聲波，可在發(fā)射超聲波后設(shè)置一段延時(shí)，單片機(jī)通過(guò)分析超聲波發(fā)射到返回的時(shí)間差和罐內(nèi)空氣溫度，可以計(jì)算出液位高度， 儲(chǔ)油罐剩余油量。通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送、接收模塊將測(cè)得的各項(xiàng)參數(shù)以無(wú)線電波形式發(fā)送到手持顯示裝置，再通過(guò)液晶顯示模塊予以顯示，同時(shí)執(zhí)行報(bào)警程序，達(dá)到檢測(cè)與監(jiān)控合二為一的目的。本實(shí)用新型的有益效果是利用太陽(yáng)能供電電路配合可充電鎳氫電池，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量裝置的全天候工作，綠色環(huán)保。利用高量程超聲波探頭提升裝置的工作能力，使之適用于大型儲(chǔ)油罐。利用NRF905無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線采集，方便快捷。相對(duì)于傳統(tǒng)的超聲液位測(cè)量計(jì)，本裝置具有綠色環(huán)保，超大量程，無(wú)線數(shù)據(jù)采集等優(yōu)點(diǎn)。

圖1為新型儲(chǔ)油罐太陽(yáng)能超聲波液位測(cè)量?jī)x示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。圖中，1-測(cè)量終端，2-手持顯示裝置，3-太陽(yáng)能電池板，4-鎳氫電池，5-超聲波傳感器，6-溫度傳感器，7-主控制電路，8-數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，9-數(shù)據(jù)接收模塊，10-液晶顯示器， 11-切換按鈕，12-報(bào)警器。將太陽(yáng)能電池板3固定在儲(chǔ)油罐頂端，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接到可充電的鎳氫電池4 為測(cè)量終端提供直流電。將收發(fā)一體化的高量程超聲波傳感器5固定在儲(chǔ)油罐內(nèi)部頂端， 將溫度傳感器6分別固定在儲(chǔ)油罐底部、中部和頂部，并分別連接到主控制電路7上。測(cè)量終端開(kāi)始工作時(shí)，溫度傳感器6可以檢測(cè)罐內(nèi)油料的溫度和空氣溫度，并能將檢測(cè)到的溫度信號(hào)傳送給主控制電路7中的單片機(jī)。單片機(jī)為超聲波傳感器5提供激勵(lì)信號(hào)，并接收、 處理超聲波返回的信號(hào)。當(dāng)超聲波信號(hào)接觸到液面時(shí)，信號(hào)被反射回來(lái)，并被收發(fā)一體化的高量程超聲波傳感器5接收。信號(hào)發(fā)射到接收的時(shí)間差與液位的高度有關(guān)，單片機(jī)通過(guò)分析超聲波發(fā)射到返回的時(shí)間差，可以計(jì)算出液位的高度，并通過(guò)已有數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算出罐內(nèi)剩余油量。通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊8和數(shù)據(jù)接收模塊9將測(cè)得的各項(xiàng)參數(shù)以無(wú)線電波形式發(fā)送到手持顯示裝置，再通過(guò)液晶顯示器10予以顯示，工作所人員可以使用切換按鈕11來(lái)顯示不同儲(chǔ)油罐探測(cè)終端傳回的數(shù)據(jù)。當(dāng)液位超過(guò)設(shè)定高度或溫度異常時(shí)，報(bào)警程序啟動(dòng)，報(bào)警器 12發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員及時(shí)排除問(wèn)題。本實(shí)用新型使用太陽(yáng)能供電技術(shù)，是裝置獨(dú)立于外部環(huán)境而自動(dòng)運(yùn)作，綠色環(huán)保。 本實(shí)用新型又采用了高量程超聲波探頭，克服了傳統(tǒng)超聲波液位計(jì)測(cè)量范圍只有5m的局限。使用NRF905無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)線采集，與傳統(tǒng)和液位計(jì)相比體積較小，安裝方便、操作簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型對(duì)提高儲(chǔ)油罐液位測(cè)量的自動(dòng)化與智能化具有重要意義。
權(quán)利要求1.新型儲(chǔ)油罐太陽(yáng)能超聲波液位測(cè)量?jī)x，其特征在于它包括若干個(gè)測(cè)量終端(1)和一個(gè)手持顯示裝置(2)，測(cè)量終端(1)主要由固定在儲(chǔ)油罐頂端的太陽(yáng)能電池板(3)和鎳氫電池(4)、固定在儲(chǔ)油罐內(nèi)部的超聲波傳感器(5)和溫度傳感器(6)以及主控制電路(7)和數(shù)據(jù)發(fā)送模塊(8)組成，手持顯示裝置(2)主要由數(shù)據(jù)接收模塊(9)、液晶顯示器(10)、切換按鈕(11)和報(bào)警器(12)組成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種新型儲(chǔ)油罐太陽(yáng)能超聲波液位測(cè)量?jī)x，它利用超聲波回波測(cè)距原理來(lái)進(jìn)行液位測(cè)量，利用高量程超聲波探頭提升裝置測(cè)量范圍，利用NRF905無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸芯片塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線采集，使用固定在儲(chǔ)油罐頂端的太陽(yáng)能電池板為測(cè)量裝置提供直流電。將收發(fā)一體化超聲波傳感器和溫度傳感器分別固定在儲(chǔ)油罐內(nèi)部相應(yīng)位置，系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)為超聲波傳感器提供激勵(lì)信號(hào)，并接受、處理超聲波返回的信號(hào)，通過(guò)分析超聲波收發(fā)時(shí)間差和罐內(nèi)空氣溫度，計(jì)算出液位和罐內(nèi)剩余油量，通過(guò)數(shù)據(jù)發(fā)送、接收模塊將測(cè)得的各項(xiàng)參數(shù)以無(wú)線電波形式發(fā)送到手持顯示裝置，再通過(guò)液晶顯示模塊予以顯示；當(dāng)罐內(nèi)參數(shù)異常時(shí)，報(bào)警裝置啟動(dòng)，提醒工作人員及時(shí)排除問(wèn)題。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202141496SQ201120136840
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者吳飛斌, 張晉平, 趙吉慶, 陳文娟 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)