真空度在線檢測系統的製作方法
2023-05-18 11:37:21 2
專利名稱：真空度在線檢測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及真空設備真空度檢測領域，具體涉及一種真空管或者真空容器的真空度在線檢測系統，特別適用於站場所有真空管或者真空容器的在線檢測。
背景技術：
真空管或真空容器經過生產工藝環節對真空夾層完成抽真空後，在產品保存以及使用過程中，由於材料本身放氣或則由於加工工藝過程中除氣不充分、安裝不當等問題都會導致真空層真空度降低。真空層降低後直接影響真空管道的隔熱保溫性能，隔熱保溫性能的降低直接導致真空管道內能源消耗，在使用中真空度會由於材料本身問題或者由於加工工藝、安裝工藝等問題導致不能長期的保存，真空度會逐漸的下降，如果真空度下降到一定程度後就失去了隔熱保溫作用，導致滲漏，就會引起能源不必要的消耗並帶來安全隱患。目前真空管或真空容器在使用過程中不能在線檢測真空層的真空度變化以及對真空層的真空度提前預警、報警等信息。只能通過肉眼觀察經驗判斷真空層真空度，或則通過管道表面或儲存罐表面是否結霜以及掛水等自然現象來判斷當前真空層真空度是否已經下降，不能準確獲取真空層的真空度的值。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種實時自動檢測真空管或真空容器真空度變化情況的真空度在線檢測系統。為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案:
一種真空度在線檢測系統，包括數據顯示模塊、數據採集終端、真空度在線檢測模塊、真空在線檢測密封塞；所述數據顯示模塊連接所述數據採集終端，所述數據採集終端連接至少一個真空度在線檢測模塊，所述真空度在線檢測模塊連接真空在線檢測密封塞；其中，所述真空在線檢測密封塞用於獲取真空設備內的真空數據；所述真空度在線檢測模塊用於對真空在線檢測密封塞獲取的真空數據進行處理得到真空設備真空層的真空度；所述數據採集終端用於獲取至少一個真空度在線檢測模塊送來的真空度數據，並根據該真空度數據與預設真空度參數的比較結果進行報警提示和/或輸出控制真空設備關閉信號，或保存真空度數據提供進步分析或供今後數據對比分析或匯總統計；所述數據顯示模塊用於對所述數據採集終端收集的一個或多個真空設備的真空度數據進行實時顯示。所述數據採集終端還用保存真空度歷史數據，對各不同真空設備真空度進行對比分析。所述數據採集終端包括微處理器，所述微處理器包括開關量輸出埠，所述微處理器連接有DC/DC隔離電源、顯示鍵盤接口模塊、參數存儲模塊、報警指示模塊和通訊模塊。所述真空在線檢測的密封塞包括陶瓷基體，所述陶瓷基體下方連接所述熱電偶規管，所述熱電偶規管與內嵌於所述陶瓷基體內的第一導線連接，所述第一導線兩端伸出於所述陶瓷基體上下兩端；所述第一導線連接所述真空度在線檢測模塊。進一步的，所述陶瓷基體下方還設有用於檢測真空裝置內的溫度的溫度傳感器；所述溫度傳感器與內嵌於所述陶瓷基體內的第二導線連接；所述第二導線連接所述真空度在線檢測模塊。優選的，所述陶瓷基體為圓柱狀，其外側表面設有密封槽。
所述真空度在線檢測模塊包括微控制器，所述微控制器連接有通訊電路和電源電路；所述真空在線檢測密封塞通過定流電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞依次通過電流採樣電路、第一 A/D轉換電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞還依次通過差分放大電路、第二 A/D轉換電路與微控制器連接。所述真空度在線檢測模塊和數據採集終端通過各自內部的通訊電路和通訊模塊通信連接。與現有技術相比，本發明的有益效果:
本發明真空度在線檢測系統實現對真空管或真空容器的真空度進行在線檢測，可檢測多個目標，準確得到檢測真空管或真空容器的真空度，有效起到安全隱患防範作用，降低真空洩露率及事故發生率，保障使用安全。
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圖1為本發明真空度在線檢測系統框圖。圖2是圖1中的數據採集終端的電路框圖。圖3是圖1中的真空度在線檢測模塊的電路框圖。圖4是圖1中的真空度在線檢測真空塞的結構示意圖。圖5是本發明中的真空度在線檢測真空塞的的安裝示意圖。
具體實施例方式下面結合試驗例及具體實施方式
對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下的實施例，凡基於本發明內容所實現的技術均屬於本發明的範圍。如圖1所示，本發明的真空度在線檢測系統包括數據顯示模塊、數據採集終端、真空度在線檢測模塊、真空在線檢測密封塞；所述數據顯示模塊連接所述數據採集終端，所述數據採集終端連接至少一個真空度在線檢測模塊(1-n)，所述真空度在線檢測模塊連接真空在線檢測密封塞；其中，所述真空在線檢測密封塞用於獲取真空設備內的真空數據；所述真空度在線檢測模塊用於對真空在線檢測密封塞獲取的真空數據進行處理得到真空設備真空層的真空度；所述數據採集終端用於獲取至少一個真空度在線檢測模塊送來的真空度數據，並根據該真空度數據與預設真空度參數的比較結果進行報警提示和/或輸出控制真空設備關閉信號，或保存真空度數據提供進步分析或供今後數據對比分析或匯總統計；所述數據顯示模塊用於對所述數據採集終端收集的一個或多個真空設備的真空度數據進行實時顯示。本發明實現對真空管或真空容器的真空度進行在線檢測，可檢測一個或者多個目標，準確得到真空管或真空容器的真空度，有效起到安全隱患防範作用。 所述數據採集終端還用保存真空度歷史數據，對各不同真空設備真空度進行對比分析。將所採集目標真空度數據通過網際網路上傳伺服器，供監控中心實時查看下屬真空設備運行情況。具體的，參看圖2-圖4，所述數據採集終端包括微處理器，所述微處理器包括開關量輸出埠，所述微處理器連接有DC/DC隔離電源、顯示鍵盤接口模塊、參數存儲模塊、報警指示模塊和通訊模塊。其中，所述報警指示模塊為LED燈和蜂鳴器組合。所述通訊模塊為數據通訊總線。所述顯示鍵盤接口模塊連接有鍵盤。所述真空在線檢測的密封塞包括陶瓷基體I，所述陶瓷基體I下方連接所述熱電偶規管4，所述熱電偶規管4與內嵌於所述陶瓷基體I內的第一導線連接，所述第一導線兩端伸出於所述陶瓷基體I上下兩端。具體的，所述第一導線共有四根，四根導線2伸出於所述陶瓷基體I下端的部分連接所述熱電偶規管4。所述陶瓷基體I下方還設有用於檢測真空裝置內的溫度的溫度傳感器3，本實施例中溫度傳感器3採用熱敏電阻。所述溫度傳感器3 (熱敏電阻)與內嵌於所述陶瓷基體I內的第二導線連接。所述第二導線共有兩根，兩根導線2伸出於所述陶瓷基體I下端的部分連接所述溫度傳感器3。優選的，所述陶瓷基體I為圓柱狀，其外側表面設有密封槽5。所述陶瓷基體I上部設有圓形凸臺11，所述第一導線和第二導線位於所述圓形凸臺11內並伸出於該圓形凸臺U。所述圓形凸臺11上嵌設有接線保護罩(圖未示)。具體的，陶瓷基體I作為真空檢測的載體，能適應高、低溫環境，且在檢測數據傳輸過程中是絕緣的，對數據信號無幹擾。圓形凸臺11作為真空檢測的密封塞工作時安裝、拆卸連接件，內嵌的第一導線和第二導線用作檢測數據傳輸的導體，通過第一導線將真空裝置內部真空數據導出，通過第二導線將真空裝置內部溫度數據導出，由所述真空度在線檢測模塊對導出數據進行處理獲得真空值，採集的溫度數據可以用來修正真空值。陶瓷基體I與內嵌的第一導線和第二導線採用現有的陶瓷與金屬融合技術密封處理，使兩材質間無漏氣現象，確保真空塞的氣密性。熱電偶規管4為檢測真空值的檢測元件，處於真空裝置真空層中，用作檢測真空值，並通過內嵌的第一導線將真空值數據導出。溫度傳感器3 (熱敏電阻)為檢測溫度的檢測元件，處於真空層中，用作檢測真空裝置真空層溫度，並通過內嵌的第二導線將檢測溫度數據導出，進而獲得真空層溫度數據。處於真空層中的熱電偶規管4和熱敏電阻3上均設有元件保護罩(圖未示)。密封塞的主體採用陶瓷材料，以適應超低溫、高溫的工作環境，並對信號實現無幹擾採集和導出。參閱圖5，該密封塞是安裝在預先焊接到真空裝置10外壁上的真空抽口 9上的。抽完真空後在真空環境下利用圓形凸臺將該密封塞安裝到真空抽口 9上，抽完真空後真空裝置10內外形成負壓差，利用空氣對密封塞施加的大氣壓力，使密封塞密封安裝於真空抽口 9上。安裝時通過在陶瓷基體I上的密封槽5內分別安裝密封圈6和密封圈7及在陶瓷基體I法蘭邊下設置密封圈8進行三層加強密封。所述密封圈採用為「O」形矽橡膠密封圈。所述真空度在線檢測模塊包括微控制器，所述微控制器連接有通訊電路和電源電路；所述真空在線檢測密封塞通過定流電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞依次通過電流採樣電路、第一 A/D轉換電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞還依次通過差分放大電路、第二 A/D轉換電路與微控制器連接。所述真空度在線檢測模塊和數據採集終端通過各自內部的通訊電路和通訊模塊通信連接(可以為無線或有線通信方式)。其中，所述電源電路為DC/DC電源，提供5V的工作電壓。所述通訊電路與微控制器之間連接有通訊隔離電路，，提高抗幹擾性能。所述通訊電路為數據通訊總線，優選常用的數據工業通訊總線。所述微控制器還連接有系統指示燈，當真空度低於設定值時，可以提示報警。所述定流電路連接有電壓基準電路，為定流電路提供工作所需的2.5V基準電壓，保證定流電路工作的穩定性可靠性。所述微控制器還連接有報警開關。其中，所述各個電路模塊均為現有的成熟電路元件、晶片或集成電路構成。具體的，再參看圖2-4，所述真空層在線檢測模塊直接安裝於密封塞頂端。該密封塞上真空檢測元件位於真空設備真空層內，真空在線檢測模塊直接與密封塞進行一體式安裝。工作時，真空層在線檢測模塊中的微控制器通過定流電路校準密封塞中熱偶規電管4的工作電流。熱偶規電管4利用氣體分子的熱傳導現象獲取當前真空層的熱電勢，微控制器通過熱電勢與真空度之間的正比關係算法獲取當前真空層的真空度。所述定流電路與所述熱偶規電管4相連的導線連接，所述電流採樣電路通過第一 A/D採樣轉換電路與所述微控制器連接，用於實時檢測密封塞加熱電流。所述差分放大電路連接密封塞中的熱電偶規管檢測端及溫度傳感器端(通過導線2分別連接)，差分放大電路通過第二 A/D採樣轉換電路與所述微控制器連接，用於檢測熱電偶規管所獲取的熱電勢和真空裝置內的溫度值，即通過密封塞內部的熱電偶規管進行數據採集。所述檢測數據經差分放大電路放大後由第二A/D轉換電路轉換為微控制器可識別的數位訊號，微控制器通過檢測數據與真空度之間的關係算法計算真空度值，採集的溫度數據可以用來修正真空度值。微控制器可將計算的真空度數據直接通過數據線進行遠程傳輸，便於實時檢測。在真空在線檢測模塊安裝外殼內設置報警開關，真空設備(真空管或真空容器)破裂後將直接觸發所述報警開關，真空在線檢測模塊獲取該報警狀態直接進行遠程傳輸，並顯示報警指示燈。另，該數據採集終端的開關量輸出埠與用於管道設備控制的PLC控制櫃連接。該數據採集終端通過其通訊模塊與多個真空度在線檢測模塊通訊連接。該系統工作時，數據採集終端內的微處理器通過通訊模塊接收多個真空度在線檢測模塊傳輸的真空度數據並存儲在存儲模塊中，若某一個真空度在線檢測模塊傳輸的真空度低於預警值，可通過報警指示模塊報警，並通過顯示鍵盤接口輸出顯示，便於對有問題的真空管進行處理，自動化程度高。若輸送低溫液體的真空管發生破裂或者洩漏，密封塞觸發在線檢測模塊報警開關。微處理器接收到在線檢測模塊送來的報警信號時，從開關量輸出埠輸出開關量信號到用於管道設備控制的PLC控制櫃，報警並關閉閥門停止輸送液體，提高低溫液體輸送管道的安全性、可靠性和穩定性。其中，數據採集終端以輪詢的方式訪問各個真空度在線檢測模塊，實時刷新各個真空度在線檢測模塊的真空度數值，與數據採集終端連接的數據顯示模塊(LCD顯示器)實時顯示真空度數值等信息。數據採集終端將各個模塊真空度與預先設定的真空度下降值進行比較，如果滿足要求，則提示報警。如果檢測到真空度在線檢測模塊輸出報警信號，這時數據採集終端將輸出開關量信號到用於管道設備控制的PLC控制櫃，報警並關閉閥門停止輸送液體，數據採集終端可通過外部鍵盤按鍵實時的採樣所有真空度在線檢測模塊信息或者某個真空度在線檢測模塊的相關信息。本發明真空度在線檢測系統實現對各種環境中真空管及真空容器的真空度進行在線檢測，可檢測一個或多個目標，準確、實時得到目標真空管及真空容器的真空度，有效起到安全隱患防範作用，降低真空容器真空洩露率及事故發生率，保障使用安全。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種真空度在線檢測系統，其特徵在於，包括數據顯示模塊、數據採集終端、真空度在線檢測模塊、真空在線檢測密封塞；所述數據顯示模塊連接所述數據採集終端，所述數據採集終端連接至少一個真空度在線檢測模塊，所述真空度在線檢測模塊連接真空在線檢測密封塞；其中，所述真空在線檢測密封塞用於獲取真空設備內的真空數據；所述真空度在線檢測模塊用於對真空在線檢測密封塞獲取的真空數據進行處理得到真空設備真空層的真空度；所述數據採集終端用於獲取至少一個真空度在線檢測模塊送來的真空度數據，並根據該真空度數據與預設真空度參數的比較結果進行報警提示和/或輸出控制真空設備關閉信號，或保存真空度數據提供進步分析或供今後數據對比分析或匯總統計；所述數據顯示模塊用於對所述數據採集終端收集的一個或多個真空設備的真空度數據進行實時顯/Jn ο
2.根據權利要求1所述的真空度在線檢測系統，其特徵在於，所述數據採集終端還用保存真空度歷史數據，對各不同真空設備真空度進行對比分析。
3.根據權利要求1或2所述的真空度在線檢測系統，其特徵在於，所述數據採集終端包括微處理器，所述微處理器包括開關量輸出埠，所述微處理器連接有DC/DC隔離電源、顯示鍵盤接口模塊、參數存儲模塊、報警指示模塊和通訊模塊。
4.根據權利要求3所述的真空度在線檢測系統，其特徵在於，所述真空在線檢測的密封塞包括陶瓷基體，所述陶瓷基體下方連接所述熱電偶規管，所述熱電偶規管與內嵌於所述陶瓷基體內的第一導線連接，所述第一導線兩端伸出於所述陶瓷基體上下兩端；所述第一導線連接所述真空度在線檢測模塊。
5.根據權利要求4所述的真空度在線檢測系統，其特徵在於，所述陶瓷基體下方還設有用於檢測真空裝置內的溫度的溫度傳感器；所述溫度傳感器與內嵌於所述陶瓷基體內的第二導線連接；所述第二導線連接所述真空度在線檢測模塊。
6.根據權利要求4或5所述的真空度在線檢測系統，其特徵在於，所述陶瓷基體為圓柱狀，其外側表面設有密封槽。
7.根據權利要求4所述的真空度在線檢測系統，其特徵在於，所述真空度在線檢測模塊包括微控制器，所述微控制器連接有通訊電路和電源電路；所述真空在線檢測密封塞通過定流電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞依次通過電流採樣電路、第一A/D轉換電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞還依次通過差分放大電路、第二 A/D轉換電路與微控制器連接。
8.根據權利要求7所述的真空度在線檢測系統，其特徵在於，所述真空度在線檢測模塊和數據採集終端通過各自內部的通訊電路和通訊模塊通信連接。
全文摘要
本發明公開了一種真空度在線檢測系統，包括數據顯示模塊、數據採集終端、真空度在線檢測模塊、真空在線檢測密封塞；所述真空在線檢測密封塞用於獲取真空設備內的真空數據；所述真空度在線檢測模塊用於對真空在線檢測密封塞獲取的真空數據進行處理得到真空設備真空層的真空度；所述數據採集終端用於獲取至少一個真空度在線檢測模塊送來的真空度數據，並根據該真空度數據與預設真空度參數的比較結果進行報警提示和/或輸出控制真空設備關閉信號。本發明真空度在線檢測系統實現對真空設備的真空度進行在線檢測，可檢測多個目標，有效起到安全隱患防範作用，降低設備真空洩露率及事故發生率，保障使用安全。
文檔編號G01L21/14GK103196628SQ20131007498
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月8日 優先權日2013年3月8日
發明者鄭文宸, 鍾驍, 段宇麟, 明長友, 羅存益 申請人:成都倍特科技有限責任公司