CN205333150U - 一种沥青存储称量罐液位报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种沥青存储称量罐液位报警装置，包括分别设置在沥青罐上的两组压力监测单元，每组压力监测单元均包括两个压力探头，通过测量两个压力探头之间的压力差进行监测，两组压力监测单元包括低液位压力监测单元和高液位压力监测单元，低液位压力监测单元和高液位压力监测单元均连接至单片机用于分析报警。本实用新型有效延长了压力探头传感器的使用寿命；利用双差压法来测定液位高度，减小了测量液位的误差；压力表便于进行诊断检修；采用的单片机电路简单，反映迅速，输出结果直观易懂。

Description

一种沥青存储称量罐液位报警装置

【技术领域】

本实用新型属于一种液位测量仪器，特别涉及一种沥青混凝土搅拌站沥青存储称量罐液位报警装置。

【背景技术】

目前沥青液位读取设备显示沥青存储罐及沥青称量罐内沥青储量的方式主要为通过激光、声呐、浮球、压力传感器等手段实现。然而在实际生产中无论是激光、声呐、浮球还是压力传感器，其传感器都需要置于罐内，而由于沥青罐内的特殊环境，且沥青为高粘稠介质，存在温度高、粘度大、附着强、易粘附等特点，一段时间后，其传感器的灵敏度会受到非常大的影响，以及检测反馈电路的错误率的存在，从而导致其获取的数据严重失真，甚至无法继续工作，从而造成灌入沥青时，产生溢料，对外部设备造成损坏，或当罐内沥青缺乏时，未能及时补充沥青，使得沥青拌合站出现花料、白料等。

【实用新型内容】

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提出一种沥青存储称量罐液位报警装置，能够在沥青液位过低或液位超高时，进行及时报警，减少生产损失。

本实用新型采用以下技术方案：

一种沥青存储称量罐液位报警装置，包括分别设置在沥青罐上的两组压力监测单元，每组压力监测单元均包括两个压力探头，通过测量两个压力探头之间的压力差进行监测，两组压力监测单元包括低液位压力监测单元和高液位压力监测单元，低液位压力监测单元和高液位压力监测单元均连接至单片机用于分析报警。

进一步地，高液位压力监测单元包括用于监测最高液位的压力第一压力探头，第一压力探头水平设置与沥青罐右侧上部最高液位点处，沥青罐右侧的底部水平设置有第二压力探头，第二压力探头与第一压力探头配合用于监测所述沥青罐内液位高时的压力变化。

进一步地，低液位压力监测单元包括用于监测最低液位的压力第三压力探头，第三压力探头水平设置于沥青罐左侧下部最低液位点处，沥青罐左侧的底部水平设置有第四压力探头，第三压力探头与第四压力探头配合用于监测所述沥青罐内液位低时的压力变化。

进一步地，第一压力探头与第二压力探头之间通过变液位毛细管依次连接有变液位压力变送器和变液位压力表，第三压力探头与第四压力探头之间通过定液位毛细管依次连接有定液位压力变送器和定液位压力表。

进一步地，第一压力探头、第二压力探头、第三压力探头和第四压力探头均采用法兰式压力探头，每个探头的导压管入口处均设置有保护套筒隔离膜盒。

进一步地，变液位压力变送器和定液位压力变送器为差压变送器。可以采用扩散硅差压变送器。

进一步地，变液位毛细管和定液位毛细管管内均设置有硅油。

进一步地，变液位压力变送器和定液位压力变送器均连接至单片机，单片机将分析结果发送至报警显示器用于声光显示。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型采用了在导压管入口处加保护套筒隔离膜盒的法兰式压力探测头，解决了沥青容易腐蚀探头和堵塞探头的问题；利用双差压法来测定液位高度，减小了测量液位的误差，可以根据现场实际情况通过压力表对设备进行诊断检修，采用的单片机只进行液位过低和液位过高时的电路分析，不对液位高度数值进行分析，电路简单，反映迅速；经由报警显示器输出结果，直观易懂。

【附图说明】

图1为本实用新型报警装置结构示意图；

图2为本实用新型报警装置原理示意图；

图3为本实用新型报警装置分析电路流程示意图；

图4为本实用新型报警装置控制电路图，其中，(a)为ΔPNV变压器电桥转换电路图，(b)为除法器电路图。

其中：1.沥青罐；2.第一压力探头；3.第二压力探头；4.变液位压力变送器；5.变液位毛细管；6.变液位压力表；7.第三压力探头；8.第四压力探头；9.定液位压力变送器；10.定液位压力表；11.定液位毛细管。

【具体实施方式】

本实用新型提供了一种沥青存储称量罐液位报警装置，采用双差压力法来测定液位高度，减小了测量液位的误差。

请参阅图1和图2所示，本实用新型公开了一种沥青存储称量罐液位报警装置，包括分别设置在沥青罐1上的低液位压力监测单元和高液位压力监测单元，每组压力监测单元均包括两个压力探头，通过测量两个压力探头之间的压力差对沥青罐1内的沥青容量进行监测，低液位压力监测单元和高液位压力监测单元将各自分别监测到的低液位压力值和高液位压力值通过压力变送器转换成电信号后发送给单片机，单片机将接收到的电信号进行分析处理，当沥青罐1内的沥青容量超过高液位或者低于低液位时，单片机就通过报警显示器进行声光报警。

具体地，高液位压力监测单元包括第一压力探头2，第一压力探头2水平设置与沥青罐1右侧上部的最高液位点处，第二压力探头3水平设置在沥青罐1右侧的底部，第一压力探头2用于测量最高液位处的压力值，第二压力探头3用于测量沥青罐1底部的压力值；低液位压力监测单元包括第三压力探头7，第三压力探头7水平设置于沥青罐1左侧下部最低液位点处，沥青罐1左侧的底部水平设置有第四压力探头8，第三压力探头7用于测量最低液位处的压力值，第四压力探头8用于测量沥青罐1底部的压力值；罐体上的最高液位点和最低液位点可以根据实际生产需要进行设置。

由于储存罐1内装的沥青为高粘稠介质，存在强腐蚀、温度高、粘度大、附着强、易粘附等特点，使用后会严重影相压力探头内传感器的灵敏度，致使测量数据失真以及传感器损坏，为了保护传感器，可以在每个压力探头导压管入口处设置保护套筒隔离膜盒，这样不仅不会影响测量数据的准确性，也能延长传感器的使用寿命，为了保证每个压力探头与沥青罐1之间的密封性，压力探头选用法兰式压力探头，可以保证压力探头与罐体间的气密性。

第一压力探头2与第二压力探头3之间连接有变液位毛细管5，变液位毛细管5上依次连接有变液位压力变送器4和变液位压力表6；第三压力探头7与第四压力探头8之间连接有变液位毛细管11，变液位毛细管11上依次连接有定液位压力变送器9和定液位压力表10，每个压力探测头将所测量到的压力值分别经由变液位毛细管5和定液位毛细管11传感至变液位压力变送器4或定液位压力变送器9，为了每组探头间的压力值测量精确，变液位压力变送器4和定液位压力变送器9选用压差式变送器，此类差压变送器具有反向极性和限流保护，具有激光调阻温度补偿以及零点、量程可现场调节，应用范围宽，抗腐蚀，适于多种介质，过载及抗干扰能力强，性能稳定。毛细管能够有效延长测量距离，是非常良好的引压管，为了压力值传递精确，在变液位毛细管5和变液位毛细管11内均装有硅油，毛细管内使用硅油是由于硅油不导电，是惰性介质，有良好的物理性质，能够高效的传导压力，几乎不受环境温度的影响，通过硅油将压力探头测量的压力值传送给压力变送器。

在日常使用前，可以通过分别设置在两组监测单元上的变液位压力表6和定液位压力表10，对变液位压力变送器4和定液位压力变送器9进行校定，提高测量的准确性。同时在生产过程中，也可通过变液位压力表6和定液位压力表10来检查两组监测单元是否出现问题。

具体工作原理如下：

请参阅图2所示，第一压力探头2与第二压力探头3配合用于监测沥青罐1内液位高时的压力变化，第三压力探头7与第四压力探头8配合用于监测沥青罐1内液位低时的压力变化；当液位高度H在最低液位Hmin上与最高液位Hmax之间时，与沥青罐1底部平齐的第二压力探头3获取到一个压力P₁，同时与最高液位点平齐的第一压力探头2获取到一个压力P₁’，由此可得出此时这两个压力探测头之间的差压ΔP₁；

当液位高度H在最低液位Hmin以下时，与沥青存储罐及沥青称量罐1底部平齐的第四压力探头8感受到一个压力P₂，同时与最低液位点平齐的第三压力探头7感受到一个压力P₂’，由此可以得出此时这两个压力探测头之间的差压ΔP₂。

通过差压ΔP₁和差压ΔP₂可以得到求解实际高度H的公式，由图2可知：

ΔP₁＝P-P₂＝ρgH_min

ΔP₂＝P-P₁＝ρgH

$H=\frac{{\mathrm{\ΔP}}_2}{{\mathrm{\ΔP}}_1}{H}_{min}$

由于Hmin为定值，则实际高度H与两个差压之比ΔP₂/ΔP₁为简单正比例关系。经过简单的外部Δ/变压器电桥电路与外部除法器电路，将输出信号导入单片机中简单运算，从而实现对液位高度的监控与报警。

请参阅图4所示，差压ΔP₁和差压ΔP₂经过ΔP/V变压器电桥转换，可以将ΔP₂/ΔP₁的变化转换为电压的变化。再经交流/直流转换器，可以将输入的交流电压转换为其有效值输出。最后通过一个除法器，可以得到一个液位高度H与输出信号U₀的一个正比例关系式。

单片机仅需运行简单的比较运算，即可实现对液位高度的监控与报警。

当U₀大于Umax时，显示液位溢出警报；

当U₀小于Umin时，显示液位过低警报。

从而减小了偏移误差与测量误差，提高了测量的准确性。

请参阅图3所示，变液位压力变送器4接收第一压力探头2和第二压力探头3之间的压力值；定液位压力变送器9分别接收第三压力探头7和第四压力探头8之间的压力值，变液位压力变送器4和定液位压力变送器9将各自接收到的压力值转换成压力电流信号后分别发送至单片机，单片机将接收到的压力电流信号进行分析，若出现液面高度低于最低液位Hmin或高于最高液位Hmax时，则在报警显示器上显示相应的声光报警，单片机采用应用最普遍的S7-200系列PLC。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能，且性能稳定，鲁棒性强，只进行液位过低与液位过高的简单分析，不做液位高度数值的分析，电路简单，反映迅速。

本实用新型一种沥青存储称量罐液位报警装置采用了在导压管入口处加保护套筒隔离膜盒的法兰式压力探测头，保护探测头不被沥青腐蚀和堵塞；通过双探头利用双差压法来测定液位高度，减小了测量液位的误差，提高了监测的灵敏度，压力表可以根据现场实际情况反应整个装置的运行情况，便于进行诊断检修；采用应用最普遍的S7-200系列PLC，性能稳定，鲁棒性强，只进行液位过低与液位过高时的电路分析，不对液位高度数值进行分析，不仅电路简单，且反映迅速；经由报警显示器输出结果，直观易懂，整个装置结构简单，易于推广。

本实用新型一种沥青存储称量罐液位报警装置也可应用于各类液态石油提炼物与衍生物，液化天然气，有机液体，化工液体等的存储罐及称量罐的液位报警。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种沥青存储称量罐液位报警装置，其特征在于：包括分别设置在沥青罐(1)上的两组压力监测单元，每组所述压力监测单元均包括两个压力探头，通过测量所述两个压力探头之间的压力差进行液位监测，所述两组压力监测单元包括低液位压力监测单元和高液位压力监测单元，所述低液位压力监测单元和所述高液位压力监测单元均连接至单片机用于分析报警。

2.根据权利要求1所述的一种沥青存储称量罐液位报警装置，其特征在于：所述高液位压力监测单元包括用于监测最高液位压力的第一压力探头(2)，所述第一压力探头(2)水平设置与所述沥青罐(1)右侧上部最高液位点处，所述沥青罐(1)右侧的底部水平设置有第二压力探头(3)，所述第二压力探头(3)与所述第一压力探头(2)配合用于监测所述沥青罐(1)内液位高时的压力变化；所述低液位压力监测单元包括用于监测最低液位的压力第三压力探头(7)，所述第三压力探头(7)水平设置于所述沥青罐(1)左侧下部最低液位点处，所述沥青罐(1)左侧的底部水平设置有第四压力探头(8)，所述第三压力探头(7)与所述第四压力探头(8)配合用于监测所述沥青罐(1)内液位低时的压力变化。

3.根据权利要求2所述的一种沥青存储称量罐液位报警装置，其特征在于：所述第一压力探头(2)与所述第二压力探头(3)之间通过变液位毛细管(5)依次连接有变液位压力变送器(4)和变液位压力表(6)，所述第三压力探头(7)与所述第四压力探头(8)之间通过定液位毛细管(11)依次连接有定液位压力变送器(9)和定液位压力表(10)。

4.根据权利要求3所述的一种沥青存储称量罐液位报警装置，其特征在于：所述第一压力探头(2)、第二压力探头(3)、第三压力探头(7)和第四压力探头(8)均采用法兰式压力探头，每个所述探头的导压管入口处均设置有保护套筒隔离膜盒。

5.根据权利要求3所述的一种沥青存储称量罐液位报警装置，其特征在于：所述变液位压力变送器(4)和所述定液位压力变送器(9)为差压变送器。

6.根据权利要求3所述的一种沥青存储称量罐液位报警装置，其特征在于：所述变液位毛细管(5)和所述定液位毛细管(11)管内均设置有硅油。

7.根据权利要求5所述的一种沥青存储称量罐液位报警装置，其特征在于：所述变液位压力变送器(4)和所述定液位压力变送器(9)均连接至单片机，所述单片机将压力监测结果发送至报警显示器用于声光显示。