专利名称：简易输油管道测温装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及输油管道使用的温度检测装置，是一种简易输油管道测温装置。
二背景技术：
在长距离原油管道输送过程中，油品的温度对含蜡原油的流变性影响较大，它是分析 判断输油管道的运行是否安全的一项重要参数。将原油输送温度控制在一定的范围之内， 能在输油设备和管道情况不变的条件下有效地增加输油量、降低能耗，是保证己建管道的 输送安全、增加输量的有效手段。研究热油输送管道的油品温度变化情况，以及在管道设 计、运行过程中对油品温度的取值的选取一直是研究的热点和难点。目前管道输送企业进 行温度采集的方法是仅在站间的几个特定的点进行温度的采集和监控，通过平均温度作为 管道设计和运行管理的依据，国内还没有能够在正常运行的管道内进行即时不间断温度采 集的相关的仪器设备。而管道检测领域虽然有一种管道内检测设备，具有对整条管线的漏 磁信号进行不间断即时采集的功能，但此设备主要是为了完成管道的腐蚀检测，并且其价 格昂贵，运行费用较高。
三、 发明内容
本实用新型提供了一种简易输油管道测温装置，其解决了现有输油管道测温装置无法 实现对管线各点进行实时监测并获得较准确的测量结果的问题。
本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的 一种简易输油管道测温装置，包括 壳体、密封头、前法兰、后法兰、摇臂座、摇臂、里程轮、电路板、电源和温度传感器； 壳体的两端分别有密封头，两密封头的外侧分别有前法兰和后法兰，在密封头、前法兰和 后法兰上对应壳体外侧的位置分别有不少于两个的通孔，前法兰、后法兰和密封头通过通 孔、不少于两个的连接螺栓和螺母固定安装在壳体两端，壳体的内部固定安装有电路板和 电源，壳体上固定安装有不少于一个的温度传感器和数据插口，后法兰的中心固定安装有 摇臂座，摇臂座上均布有三个摇臂，每个摇臂的内端铰接在摇臂座上，摇臂的外端分别安 装有转轴，摇臂靠近后法兰的一侧中部有挂孔；后法兰和每个摇臂之间分别连接有弹簧， 弹簧的一端固定连接在挂孔上，弹簧的另一端固定连接在后法兰上；里程轮安装在转轴上 并能转动，里程轮上固定安装有磁块，摇臂上对应磁块的位置固定安装有磁传感器；温度 传感器、磁传感器和数据插口分别与电路板电连接在一起。
下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进
上述电路板上可有单片机和测温芯片，单片机包括数据存储器和数据输入输出接口， 测温芯片与单片机电连接在一起，数据输入输出接口与数据插口电连接在一起，温度传感 器与测温芯片电连接在一起，磁传感器与单片机电连接在一起。上述电路板上可固定安装有去抖芯片，去抖芯片分别与单片机及测温芯片电连接在一起。
上述壳体上可固定安装有无线数据传输装置或/和数据传输控制接口，无线数据传输 装置或/和数据传输控制接口与单片机电连接在一起。
上述壳体的外部可固定安装有压力传感器，压力传感器与单片机电连接在一起。
上述温度传感器的数量可为三个，壳体为圆筒形壳体，温度传感器固定安装在壳体上 并相互间隔120度。
上述电源可为普通干电池或干电池组或充电电池或充电电池组。
本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其在管道中随传输流体的流动而移动，通过 里程轮测距并通过温度传感器检测沿线的温度及压力，实现对管道各点的温度实时监测并 获得较准确的测量结果，尤其适用于长输管道的管内油温检测。
四
附图1为本实用新型最佳实施例的主视局部剖视结构示意图。
附图中的编码分别为l为壳体，2为密封头，3为前法兰，4为后法兰，5为摇臂座， 6为摇臂，7为里程轮，8为电源，9为温度传感器，IO为连接螺栓，ll为数据插口， 12 为转轴，13为挂孔，14为弹簧，15为磁块，16为磁传感器，17为电路板，18为单片机， 19为测温芯片。
五具体实施方式
本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定 具体的实施方式。
下面结合最佳实施例及附图对本实用新型作进一步描述
如附图1所示，该简易输油管道测温装置包括壳体l、密封头2、前法兰3、后法兰4、 摇臂座5、摇臂6、里程轮7、电路板17、电源8和温度传感器9;壳体l的两端分别有密封头 2，两密封头2的外侧分别有前法兰3和后法兰4，在密封头2、前法兰3和后法兰4上对应壳 体l外侧的位置分别有不少于两个的通孔，前法兰3、后法兰4和密封头2通过通孔、不少于 两个的连接螺栓10和螺母固定安装在壳体1两端，壳体1的内部固定安装有电路板17和电源 8，壳体1上固定安装有不少于一个的温度传感器9和数据插口11，后法兰4的中心固定安装 有摇臂座5，摇臂座5上均布有三个摇臂6，每个摇臂6的内端铰接在摇臂座5上，摇臂6的外 端分别安装有转轴12，摇臂6靠近后法兰4的一侧中部有挂孔13;后法兰4和每个摇臂6之间 分别连接有弹簧14，弹簧14的一端固定连接在挂孔13上，弹簧14的另一端固定连接在后法 兰4上；里程轮7安装在转轴12上并能转动，里程轮7上固定安装有磁块15，摇臂6上对应磁 块15的位置固定安装有磁传感器16;温度传感器9、磁传感器16和数据插口11分别与电路 板17电连接在一起。密封头2能够耐石油腐蚀，并且能够避免石油进入壳体l而造成电路板 17的损坏。密封头2的外径应当小于或等于输油管道的内径。里程轮7通过磁块15和磁传感器16能够测距并发出脉冲信号。磁传感器16可采用DGN3040磁感应霍尔元件。
可根据实际需要，对上述简易输油管道测温装置作进一步优化或/和改进
如附图1所示，电路板17上有单片机18和测温芯片19,单片机18包括数据存储器 和数据输入输出接口，测温芯片19与单片机18电连接在一起，数据输入输出接口与数据 插口 11电连接在一起，温度传感器9与测温芯片19电连接在一起，磁传感器16与单片 机18电连接在一起。当里程轮7发出脉冲信号时，单片机18进入中断程序将实时采集到 的距离或位置数据存入数据存储器，测温芯片19将温度传感器9采集到的温度信号转化 为数据并输入单片机，串行接口传送给上位机进行显示或/和数据的简单分析或/和处理。 单片机18可采用Philips公司的P89V51RD2系列单片机，其为5伏供电，内含64k的Flash 数据存储器，CPU的工作频率12兆赫，有24个数据输入输出接口线，2个外部中断接口， 1个232串行接口，还支持在线可编程。测温芯片19可采用MAX公司的MAX1721测温芯 片，其为5伏供电，通过I2C总线进行数据传输，测量范围为-55摄氏度到125摄氏度， 测量精度l摄氏度。当里程轮7旋转一周，霍尔元件的输出端会产生2个负脉冲，相应可 记录两组温度数据。
如附图1所示，电路板17上固定安装有去抖芯片，去抖芯片分别与单片机18及测温 芯片19电连接在一起。去抖芯片可采用74HC123芯片，通过其中的外界电阻和电容配合， 控制脉冲宽度，从而抑制了外界的脉冲干扰。
如附图1所示，壳体1上固定安装有无线数据传输装置或/和数据传输控制接口，无 线数据传输装置或/和数据传输控制接口与单片机18电连接在一起。无线数据传输装置或 /和数据传输控制接口能够实现检测数据的传输，便于地面操作人员对温度数据进行监控； 通过无线数据接收设备接收其信号，实现检测数据的实时显示，即边采集数据边进行数据 传输和显示。
如附图1所示，壳体1的外部固定安装有压力传感器，压力传感器与单片机18电连 接在一起。通过压力传感器能够实现对输油管线内各点的压力参数进行测量。
如附图1所示，温度传感器9的数量为三个，壳体l为圆筒形壳体，温度传感器9固 定安装在壳体1上并相互间隔120度。三个温度传感器9能够比较准确地测量输油管道内 的温度。
如附图1所示，电源8为普通干电池或干电池组或充电电池或充电电池组。电源8可 采用5伏的干电池组供电。
以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效 果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本实用新型最佳实施例的工作过程是首先，选用计算机作为本实用新型的上位机， 通过将本实用新型测得的数据输入到计算机中进行再处理，进行数据的回放和分析。由于 单片机18的输出和输入接口的电平为TTL电平，而计算机的串口电平是EIA电平，因此在数据通信时首先需要对输入输出接口进行电平转换，在电路板17上固定安装电平转换 芯片，电平转换芯片选用MAX公司的MAX232芯片，通过电路连接实现对电平的转换。将 单片机18的工作时钟选择11. 0592兆赫，P2. 3和P2. 2 口作为I2C数据总线数据口 ， RXD 和TXD 口作为数据传输和程序下载的串行通信接口并与数据插口 11相连接，两个外部中 断接口 INT0和INT1分别作为数据传输中断接口和外部里程计数中断接口。 Protel 99 SE 电路板设计软件进行电路设计，并分别将单片机18、电平转换芯片、测温芯片19、去抖 芯片焊接在电路板17上，通过电路将温度传感器9与单片机18连接好，通过电路将磁传 感器16的信号输出端子与单片机18的外部中断引脚电连接好。
其次，通过Keil软件编程环境使用C语言和Keil uVision3下位机程序设计软件对 单片机18进行编程，并通过FlashMagic 4.18单片机刷片软件进行在线下载调试。利用 Borland Delphi version6. 0上位机程序设计软件进行计算机软件设计，完成相应软件界 面的编程，实现其温度数据存储和温度数据回放査询的功能。
接着，将本实用新型放入管道中并随传输流体的流动而移动，里程轮7在弹簧14的 拉力作用下压紧输油管道内壁，本实用新型移动时输油管道内壁的摩擦力使里程轮7转 动，当里程轮7转动一圈时，磁块15使磁传感器16发出一个脉冲信号并传送给单片机 18，单片机18检测到脉冲信号后进入中断程序，同时单片机18控制测温芯片19，通过 I2C总线与测温芯片19进行通信，实时采集温度传感器9的温度信号值，由于测温芯片 19的12(]总线为两线总线，其中一条连接线产生时钟信号，另一条连接线为数据线并与单 片机18进行数据传输，单片机18产生时钟信号并发送控制命令要求测温芯片19发送温 度数据，温度传感器9接收单片机18命令后向单片机18发送8位温度数据，这样温度传 感器9就将实时采集到的温度信号经测温芯片19转化为了温度数据并传送、存入到了单 片机18的Flash数据存储器。三个里程轮7的信号脉冲对应三个温度传感器9所采集的 温度值，利用地址线的选择对其采集到的温度数据进行区分，所以每次采集的三组数据可 以一次存储，每个温度数据由8位二进制组成，而由于flash数据存储器的容量为64k， 因此flash数据存储器共能存储4万个温度数据。
最后，在检测完成后，将本实用新型从输油管道中取出，通过USB to RS232数据线 将本实用新型的数据插口 11与计算机的USB数据接口相连接，将flash数据存储器中存 储的监测数据输入到计算机中进行再处理，通过事先编好的相应软件界面进行温度数据的 回放查询，显示出温度及里程的信息，对测得的数据进行分析，并以绘图方式给出管道沿 线的温度曲线，最终得到在长输管道的不同位置处的温降真实变化值。
权利要求1、一种简易输油管道测温装置，其特征在于包括壳体、密封头、前法兰、后法兰、摇臂座、摇臂、里程轮、电路板、电源和温度传感器；壳体的两端分别有密封头，两密封头的外侧分别有前法兰和后法兰，在密封头、前法兰和后法兰上对应壳体外侧的位置分别有不少于两个的通孔，前法兰、后法兰和密封头通过通孔、不少于两个的连接螺栓和螺母固定安装在壳体两端，壳体的内部固定安装有电路板和电源，壳体上固定安装有不少于一个的温度传感器和数据插口，后法兰的中心固定安装有摇臂座，摇臂座上均布有三个摇臂，每个摇臂的内端铰接在摇臂座上，摇臂的外端分别安装有转轴，摇臂靠近后法兰的一侧中部有挂孔；后法兰和每个摇臂之间分别连接有弹簧，弹簧的一端固定连接在挂孔上，弹簧的另一端固定连接在后法兰上；里程轮安装在转轴上并能转动，里程轮上固定安装有磁块，摇臂上对应磁块的位置固定安装有磁传感器；温度传感器、磁传感器和数据插口分别与电路板电连接在一起。
2、 根据权利要求l所述的简易输油管道测温装置，其特征在于电路板上有单片机和测温芯片，单片机包括数据存储器和数据输入输出接口，测温芯片与单片机电连接在一起，数据输入输出接口与数据插口电连接在一起，温度传感器与测温芯片电连接在一起，磁传 感器与单片机电连接在一起。
3、 根据权利要求1或2所述的简易输油管道测温装置，其特征在于电路板上固定安 装有去抖芯片，去抖芯片分别与单片机及测温芯片电连接在一起。
4、 根据权利要求1或2所述的简易输油管道测温装置，其特征在于壳体上固定安装 有无线数据传输装置或/和数据传输控制接口 ，无线数据传输装置或/和数据传输控制接口 与单片机电连接在一起。
5、 根据权利要求3所述的简易输油管道测温装置，其特征在于壳体上固定安装有无 线数据传输装置或/和数据传输控制接口 ，无线数据传输装置或/和数据传输控制接口与单 片机电连接在一起。
6、 根据权利要求1或2所述的简易输油管道测温装置，其特征在于壳体的外部固定 安装有压力传感器，压力传感器与单片机电连接在一起。
7、 根据权利要求5所述的简易输油管道测温装置，其特征在于壳体的外部固定安装 有压力传感器，压力传感器与单片机电连接在一起。
8、 根据权利要求1或2所述的简易输油管道测温装置，其特征在于温度传感器的数量 为三个，壳体为圆筒形壳体，温度传感器固定安装在壳体上并相互间隔120度。
9、 根据权利要求7所述的简易输油管道测温装置，其特征在于温度传感器的数量为三 个，壳体为圆筒形壳体，温度传感器固定安装在壳体上并相互间隔120度。
10、 根据权利要求9所述的简易输油管道测温装置，其特征在于电源为普通干电池或 干电池组或充电电池或充电电池组。
专利摘要本实用新型涉及输油管道使用的温度检测装置，是一种简易输油管道测温装置，其包括壳体、密封头、前法兰、后法兰、摇臂座、摇臂、里程轮、电路板、电源和温度传感器；壳体的两端分别有密封头，两密封头的外侧分别有前法兰和后法兰，在密封头、前法兰和后法兰上对应壳体外侧的位置分别有不少于两个的通孔，前法兰、后法兰和密封头通过通孔、不少于两个的连接螺栓和螺母固定安装在壳体两端。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其在管道中随传输流体的流动而移动，通过里程轮测距并通过温度传感器检测沿线的温度及压力，实现对管道各点的温度实时监测并获得较准确的测量结果，尤其适用于长输管道的管内油温检测。
文档编号F17D5/00GK201306610SQ20092014013
公开日2009年9月9日 申请日期2009年5月5日 优先权日2009年5月5日
发明者徐子莫 申请人:徐子莫