专利名称：非插入式防爆超声液位报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型所涉及的是一种非插入式防爆超声液位报警装置，它属于超声检测技术领域。
在石油化工系统，要求对于厚壁压力球型贮罐必须安装独立的高液位报警设备，以保障安全生产。目前国内厚壁贮罐的液位报警设备均为插入式，其特点是要将传感器置于容器内部，在厚壁贮罐罐壁上必须打孔。这不但费用昂贵，同时也破坏了容器的密闭性和结构强度；由于传感器置于容器内，传感器易受液体的污染，易腐蚀，可靠性差，安装、检查、维护都不方便。
国外厂家也生产出了非插入式防爆超声液位报警装置，通常采用的是共振法、板波相速法等技术，其检测的罐壁厚度一般不超过15mm，且价格很贵。在厚壁液体贮罐上安装非插入式液位报警装置，是急须要解决的课题。
本实用新型的目的是提供一种非插入式防爆超声液位报警装置，用以解决壁厚在80mm及以下的液体贮罐液位报警问题，以保障安全生产。克服插入式设备的缺点，其装备不用在罐壁上打孔，安装、维护十分方便。
本实用新型提供了这种非插入式防爆超声液位报警装置，其特征是在壁厚为80mm及以下的液体贮罐外侧壁表面安装有两个防爆超声探头，一个是超声发射探头，另一个是超声接收探头，两个探头在设定贮罐外壁液面报警线的同一水平高度上，相距1.5M-3.0M。
上述防爆超声探头由压紧套筒和超声换能器构成，超声换能器套入在压紧套筒内。压紧套筒的底座由环氧树脂粘结在经过处理的贮罐外侧壁表面上，由磁铁定位。超声换能器是用聚氨脂浇封剂浇封的复合棒型压电陶瓷换能器，其频率为20KHZ-100KHZ，并被套筒的压紧螺母压紧使其与贮罐外壁表面紧密连接，超声换能器与贮罐外壁表面之间有油脂耦合剂。
图1-为本实用新型的结构安装示意图。
图2-为图1的A-A剖视图。
图3-为二次表脉冲信号发生器电原理图和波形图。
结合附图对本实用新型的结构加以说明；本实用新型的超声液位报警装置是利用厚壁液体贮罐外侧壁表面，设定在液面报警线高度上相距一定距离的两个防爆超声探头。贮罐内的液面是否达到报警线时，接收探头接收到的超声脉冲信号强度是不同的，通过二次表信号处理系统对超声脉冲信号强度的比较，判断出贮罐内的液面是否达到报警线的位置，从而完成厚壁液体贮罐内的液位报警检测。
由图1可知，非插入式防爆超声液位报警装置，它是在壁厚为80mm及以下液体贮罐3的外侧壁表面上安装有两个防爆超声探头，一个是超声发射探头1-1，另一个是超声接收探头1-2，两个探头设定在贮罐3外壁液面报警线的同一水平高度上，相距1.5M-3.0M。防爆超声探头由压紧套筒7和超声换能器8构成(见图2)，超声换能器8套入在压紧套筒7内。压紧套筒7的底座由环氧树脂粘结在经过处理的贮罐3外侧壁表面上，由磁铁9定位。超声换能器8是用聚氨脂浇封剂浇封的复合棒型压电陶瓷换能器，其频率为20KHZ-100KHZ，并有压紧螺母10压紧使超声换能器8与贮罐3外壁表面紧密连接，超声换能器8与贮罐3外壁表面之间有油脂耦合剂11。
超声换能器8为复合棒型压电陶瓷换能器，采用聚氨脂浇封剂浇封，使其具有防爆性能，并获得防爆合格证书，防爆标志为mIIT6，它可以在含II类T6组以下气体爆炸性混合物的一区及以下环境中使用，换能器频率为20KHZ-100KHZ。
本实用新型的安装结构示意图1中显示出两个超声探头在液体贮罐3的外侧壁表面同一高度上的距离为1.5-3.0M，在防爆接线盒内4内完成匹配器2、二次表5同两个探头之间电缆6的连线。当贮罐的直径小于等到于1M时，安装在液体贮罐3表面上的防爆超声探头将为单一超声探头，即作为超声发射探头发射超声脉冲，又作为超声接收探头接收经传输后返回的此超声脉冲信号。
图3为二次表脉冲信号发生器电原理图。在触发信号来到之前，电源通过电阻R，对电容C充电，电容两端的电压将接近电源电压。触发信号打开可控硅D，电容C上的电荷通过可控硅D迅速放电。电容C放电时，冲击换能器8产生瞬时很大功率的窄脉冲。在此窄脉冲的激励下，超声探头发射超声脉冲信号。
超声发射探头发射出超声脉冲信号经多路传输后，被超声接收探头接收，并将其转换成电脉冲信号送给匹配器，经匹配器的阻抗匹配，放大，再送给二次表接收处理，再经放大器，电压比较器，到可再触发的单稳态触发器。电压比较器对液体达到报警线高度前、后脉冲信号幅值进行比较，并将比较结果传送给可再触发的单稳态触发器。根据液位是否达到报警线高度，触发器输出0V或5V直流电压，控制声、光报警和继电器开关。液位达到报警线时，二次表报警灯亮，并由喇叭发出蜂鸣声，以提醒操作人员采取措施，保证安全文明生产。也可将继电器型开关量输出接口直接同联锁装置相连，在液位达到报警线时自动关闭输入输出管道，完成自我保护。
由于本实用新型解决了厚壁贮罐的非插入式防爆液位报警的难题，其优势是显而易见的。它克服了插入式防爆液位报警装置的缺点，其安装、维护十分方便，同时节省了在厚壁贮罐上打孔的昂贵费用。本装置也适用于厚壁密封压力液体容器，易燃易爆液体容器，腐蚀性液体容器，卫生条件要求严格的医药、食品容器的非插入式液位报警测量，安装、调试、检查、维护安全方便，性能准确可靠。
权利要求1.一种非插入式防爆超声液位报警装置，其特征是在壁厚为80mm以下的液体贮罐外侧壁表面安装有两个防爆超声探头，一个是超声发射探头，另一个是超声接收探头，两个探头设定在贮罐外侧壁液面报警线的同一水平高度上相距1.5M-3.0M。
2.根据权利要求1所述的一种非插入式防爆超声液位报警装置，其特征是防爆超声探头由压紧套筒和超声换能器构成，超声换能器套入在压紧套筒内，压紧套筒的底座由环氧树脂粘结在经过处理的贮罐外侧壁表面上，由磁铁定位；超声换能器是用聚氨脂浇封剂浇封的复合棒型压电陶瓷，其频率为20KHZ-100KHZ，并有压紧螺母压紧使超声换能器与贮罐外壁表面紧密连接，同时超声换能器与贮罐外壁表面之间有油脂耦合剂。
3.根据权利要求1所述的一种非插入式防爆超声液位报警装置，其特征是贮罐的直径小于或等于1M时，安装液体贮罐的表面上防爆超声探头为单一超声探头，它即可作为超声发射探头又可作为超声接收探头来接收多路传送返回的超声脉冲信号。
专利摘要一种非插入式防爆超声液位报警装置,它属于超声检测技术领域。在壁厚为80mm以下的液体贮罐外侧壁表面安装有两个防爆超声探头,一个是超声发射探头,另一个是超声接收探头,两个探头相距1.5M—3.0M。超声探头在贮罐内的液面是否达到报警线时接收到超声脉冲信号强度的不同,通过信号处理系统对超声脉冲信号强度的比较,判断出贮罐内的液面是否达到报警线的位置,实现厚壁液体贮罐内的超声液位报警,以保障安全生产,其安装、维护十分方便。
文档编号G01F23/296GK2406227SQ0020468
公开日2000年11月15日 申请日期2000年3月1日 优先权日2000年3月1日
发明者陈海昆, 赵春生 申请人:中国科学院声学研究所