专利名称：高精度容器物料距离测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高精度容器物料距离测量系统。
背景技术：
物料距离测量的目的，一是正确测定容器中物料的储量，以便合理调用或进行经济核算；二是控制容器的装载量确保运输和存储过程的安全。目前，敞口容器一般使用压力变送器，测量容器底部即可；密闭容器一般使用差压变送器，高压侧在容器底部，低压侧在容器顶部，底部为物料，顶部为容器内的密闭气体，在工业自动化生产过程中，为了实现安全、高效的生产，需要对存储于容器内的物料进行实时精确测量。由于这些物料部分是易爆、易挥发、强腐蚀或有毒性液体，其体积检测有一定难度。现有的多种检测法应用到这些物料检测中，但都有不足。如浮球式、电容式液位计虽操作简单，由于是接触式测量，安装时无法避免液体的挥发；放射性液位计虽安装方便实现非接触测量，但不能对物位进行连续测量，且放射源对人体有害。
实用新型内容针对上述技术问题，本实用新型提供一种可实现非接触测量，且可用于腐蚀性液体、高粘性液体、有毒性液体等液位测量的超声波测量系统，其不仅响应时间短，可以方便地实现无滞后的实时测量；而且安装、维护较方便。本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案为:高精度容器物料距离测量系统，包括安装在容器内位于物料上方的检测装置，该检测装置内设有MCU，该检测装置包括一超声波传感器，所述超声波传感器检测物料与该超声波传感器之间的超声波脉冲传输时间，所述MCU根据传输时间计算出从该传感器到容器内物料分界面之间的距离，并将该距离信号通过标准电流信号输出至接线盒3，外部计算机4根据距离信号计算并显示出物料的高度。进一步地，所述检测装置内置温度传感器，该温度传感器将温度信号传递给所述MCU，MCU对超声波传感器到容器内物料分界面之间的所述距离进行因温度变化所产生的测量误差进行修正。进一步地，所述检测装置内置压力传感器，该压力传感器将压力信号传递给所述MCU，MCU对超声波传感器到容器内物料分界面之间的所述距离进行因压力变化所产生的测量误差进行修正。从以上技术方案可知，本实用新型通过超声波传感器检测出距离，并利用传感器检测液体的实时温度和压力，对物料的测量距离值进行修正，使得测量结果更加精确；而且本实用新型利用超声波测量的方式，实现了非接触测量，其不仅使用范围广、响应时间短，而且安装、维护较方便，尤其适合在很多有毒、有害液体容器距离测量。
[0008]图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1对本实用新型作进一步地详细说明:本高精度容器物料距离测量系统包括安装在容器I内位于物料上方的检测装置2，该检测装置内置有MCU，MCU为现有装置，在此不再赘述；所述检测装置包括一超声波传感器21，本系统采用的超声波传感器的工作频率为IOOkHz左右。首先由发射传感器发出超声波脉冲，传到物料与空气的分界面经反射后返回接收传感器，测出超声波脉冲从发射到接收所需的时间，然后根据媒质中的声速，所述MCU计算出从传感器到分界面之间的距离，并将该距离信号通过标准电流信号输出至接线盒3，外部计算机4根据距离信号计算并显示出物料的高度。在考虑到环境温度对超声波传播速度的影响，本系统的检测装置内置温度传感器22，该温度传感器将温度信号传递给MCU，MCU对超声波传感器到容器内物料分界面之间的所述距离进行因压力变化所产生的测量误差进行修正。本系统通过温度补偿的方法对声波传播速度予以校正，以提高测量精度。计算公式为:V = 331.5 + 0.607T式中:V为超声波在空气中传播速度；T为环境温度。S = V Xt/2 = VX (tl - t0) /2式中:S为被测距离；t为发射超声脉冲与接收其回波的时间差；tl为超声回波接收时刻；t0为超声脉冲发射时刻。利用传感器内置MCU的捕获功能可以很方便地测量to时刻和tl时刻，根据以上公式，用软件编程即可得到被测距离S。传感器的MCU是具有SOC特点的混合信号处理器，其内部集成了温度传感器，可实时采集传感器的工作环境温度。所述检测装置内置压力传感器23，用于测量容器内气体测量过程中的实时压力，并将检测到的压力信号传递给MCU，MCU对超声波传感器到容器内物料分界面之间的所述距离进行因压力变化所产生的测量误差进行修正。具体是，MCU可计算出压力传感器检测的实时压力值，该压力值可作为物料质量换算误差修正系数。本系统的超声波传感器为全密封型，内置短路保护、反向极性保护，可完全阻止火花产生，电连接器采用防爆无火花型军用型航空插头，接插过程中系统不带电，属于防爆产品；因此，本系统可用于易燃易爆、腐蚀性液体、有毒性物料等容器物料距离的测量。上述实施方式仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本实用新型的范畴。
权利要求1.高精度容器物料距离测量系统，包括安装在容器内位于物料上方的检测装置，该检测装置内设有MCU，其特征在于:该检测装置包括一超声波传感器，所述超声波传感器检测物料与该超声波传感器之间的超声波脉冲传输时间，所述MCU根据传输时间计算出从该传感器到容器内物料分界面之间的距离，并将该距离信号通过标准电流信号输出至接线盒，外部计算机根据距离信号计算并显示出物料的高度。
2.根据权利要求1所述的高精度容器物料距离测量系统，其特征在于:所述检测装置内置温度传感器，该温度传感器将温度信号传递给所述MCU。
3.根据权利要求1所述的高精度容器物料距离测量系统，其特征在于:所述检测装置内置压力传感器，该压力传感器将压力信号传递给所述MCU。
专利摘要本实用新型涉及高精度容器物料距离测量系统，其包括安装在容器内位于物料上方的检测装置，该检测装置内设有MCU，该检测装置包括一超声波传感器，所述超声波传感器检测物料与该超声波传感器之间的超声波脉冲传输时间，所述MCU计算出距离，并将该距离信号通过标准电流信号输出至接线盒，外部计算机根据距离信号计算并显示出物料的高度。本实用新型通过超声波传感器检测出距离，并利用传感器检测液体的实时温度和压力，对物料的测量距离值进行修正，使得测量结果更加精确；而且本实用新型利用超声波测量的方式，实现了非接触测量，其不仅使用范围广、响应时间短，而且安装、维护较方便，尤其适合在很多有毒、有害液体容器距离测量。
文档编号G01F23/296GK203037313SQ201220638138
公开日2013年7月3日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者肖坤洋, 严政新, 蔡欣浩, 张柳, 黄奇威 申请人:湖南沄辉科技股份有限公司