雙燃料加油、加氣站地下罐專用超聲液位、容量測量儀的製作方法
2023-05-10 09:09:36 1
專利名稱：雙燃料加油、加氣站地下罐專用超聲液位、容量測量儀的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種專用於0級防爆區的超聲液位、容量測量儀。
已有用於測量油灌液位和容量的機械浮桶式測量方法，其測量精度無法滿足使用要求，而現有的超聲探測儀的測位、測容量精度和智能化程度也達不到要求。
本實用新型的目的在於，提供一種測量精度高，遠程遙控，造價低廉，滿足0級防爆區使用的雙燃料加油、加氣站地下罐專用超聲液位、容量測量儀。
以下方式可實現本實用新型雙燃料加油、加氣站地下罐專用超聲液位、容量測量儀，包括超聲探頭、超聲發射電路、接收電路和終端機，發射電路中定時脈衝發生器的輸出聯接單穩態觸發器的入端，單穩態觸發器的輸出聯接振蕩器的輸入端，振蕩器的輸出端聯接功率放大電路的輸入端，功率放大電路輸出端再經變壓器進入超聲探頭；接收電路的入端是時間增益控制電路，該控制電路輸出經放大電路聯接兩級時間濾波器，時間濾波器的輸出端和超聲探頭髮射信號的輸出均聯接到計數器，計數器的輸出端聯接到單片機信號處理器，單片機信號處理器的輸出聯接終端機。
時間濾波器的輸入端是一觸發器，觸發器的輸出聯接第一組兩個模塊電路，兩個模塊電路的輸出端聯接與門電路的輸入端，與門電路的輸出聯接反相器的輸入端，反相器的輸出以同樣的聯接方式進入第二組兩個模塊電路，第二組模塊電路的輸出聯接與門電路。
本實用新型超聲探頭髮射聲脈衝的最大點燃能量不大於180微焦耳，完全滿足在0級防爆區使用的要求，發射電路信號穩定，時間濾波器的使用確保測量精度高，單片機信號處理器準確的計算出罐中的液面高度和容量，一次儀表經灌封和鐵管封裝，避免電洩漏和電磁輻射，使用安全，可遠程遙控，造價低廉，特別適合雙燃料加油、加氣站地下罐液位和容量的測量。
圖1、本實用新型電原理圖；圖2、發射探頭安裝示意圖；圖3、本實用新型原理方框圖。
實施例超聲探頭2和前置放大器3安裝在液化氣罐8的上部，其它設備均安放在地面上的工作間內，兩者之間的距離可達50米以上，由屏蔽電纜聯接。在工作間內，操作員開機，則超聲發射機1中的U15產生定時脈衝信號，由3腳輸出進入U10組成的單穩態觸發器，控制U10翻轉，U10的輸出使U3D和U3C成的振蕩器起振，其型號為4538，U10使U3D、U3C的起振電平穩定不變，從而穩定了每次發射信號的相位，在U10的脈寬內，振蕩信號經NPN1、NPN2推挽功率放大後，經變壓器TR2和屏蔽電纜傳送到超聲探頭1，激勵探頭1向罐內發射聲脈衝，當聲脈衝到達液面時產生反射，反向傳送到接收機7超聲探頭2，再由兩級場效應管JF1、JF2組成的前置放大器3，由電晶體3DJ6組成一級調諧放大、一級射極跟隨器輸出後，又通過電纜傳送給接收機4的時間增益控制電路，該電路由二極體D2和JF3、JF4以及可變電阻VR13組成，調節VR13可調節控制時間，又經JF5、JF6調諧放大和U6C、U6D及U12A、U12B組成限幅放大處理，再由觸發器U7B觸發第一組模塊電路的U13A，U13A的Q端觸發U13B，U13A、U13B的脈寬分別為τ1和τ2，只有τ1+τ2＞To時，才能打開U7C與門，第一個周期信號過不來，再經U7D倒相後進入由U14A、U14B模塊電路組成的第二級時間濾波器，再經U3A進入計數器U16A，設接收信號的頻率為Fo，則其周期為To，且τ1+τ2＞To，τ1＜To，U13、U14組成的兩級時間濾波器，濾除掉接收信號的前兩個周期，則只有當Fo有連續兩個周期以上的脈衝方可通過濾波器，而τ2可確定這種濾波器的頻帶寬度，這樣輸入到後面發生器的是第二個周期後的信號，從而避免了第一個周期信號的前沿不穩定所帶來的測量誤差，使測量精度得到提高。兩個周期以後的接收信號經與門U8A和發射信號均送到計數器U16A，再進入單片機處理器5-CPU，CPU根據發射和接收信號前沿的到達時間差和聲波在空氣中的傳播速度，計算出罐中的液面高度，由於罐的幾何尺寸一定，則容量僅是液面高度的函數，所以可計算出罐中的液量，液面高度和容量均送到終端6由數碼管分時顯示，或由印表機列印結果。一次儀表(超聲探頭和前置放大器)經還氧樹脂灌封后安裝在鐵管內，既避免了電洩漏，又防止了電磁輻射，且其最大點燃能量不大於180微焦耳，滿足0級防爆區使用。
權利要求1.一種雙燃料加油、加氣站地下罐專用超聲液位、容量測量儀，包括超聲探頭、超聲發射電路、接收電路和終端機，其特徵是發射電路中定時脈衝發生器的輸出聯接單穩態觸發器的入端，單穩態觸發器的輸出聯接振蕩器的輸入，振蕩器的輸出端聯接功率放大電路的輸入端，功率放大電路輸出端再經變壓器進入超聲探頭，接收電路的入端是時間增益控制電路，該控制電路輸出經放大電路聯接兩級時間濾波器，時間濾波器的輸出端和超聲探頭的發射信號輸出均聯接到計數器，計數器的輸出聯接到單片機信號處理器，單片機信號處理器的輸出聯接終端機。
2.根據權利要求1所述的測量儀，其特徵是所述的時間濾波器的輸入端是一觸發器，觸發器的輸出聯接第一組兩個模塊電路，兩個模塊電路的輸出端聯接與門電路的輸入端，與門電路的輸出聯接反相器的輸入端，反相器的輸出以同樣的聯接方式進入第二組兩個模塊電路，第二組模塊電路的輸出聯接與門。
專利摘要本實用新型公開了一種雙燃料加油、加氣站地下罐專用超聲液位、容量測量儀,包括超聲探頭、超聲發射、接收電路和終端機,發射電路中由單穩態觸發器穩定振蕩器的起振電平,從而穩定了每次發射信號的相位,接收電路的兩級時間濾波器濾除接收信號的前兩個周期,避免了第一個周期信號前沿不穩定所帶來的誤差,測量精度高,滿足0級防爆區使用,可遠程遙控。
文檔編號G01F23/296GK2432568SQ0021264
公開日2001年5月30日 申請日期2000年7月13日 優先權日2000年7月13日
發明者蔣志高, 鍾均志, 楊致華 申請人:蔣志高, 鍾均志, 楊致華