原油多点温度监测的油量精确计量系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于油罐内原油质量测量技术领域，特别涉及一种原油多点温度监测的油量精确计量系统。
【背景技术】
[0002]我国原油储运库的油品计量工作主要依靠人工测量、读取、录入生产数据来完成，存在着人为因素多、随意性强等缺点。
[0003]近年来随着计算机系统和仿真模拟技术的快速发展，这种情况得到了改善，但是很多方法没有考虑到原油温度变化给原油计量带来的影响。
[0004]原油在升温和降温过程中在罐内的传热机理是不同的，不同的升降温过程有其相对应的传热方向，不同的传热方向导致了温降梯度的不同，进而使原油在罐内的分布状态呈现出均匀或者是分层的趋势，影响到了原油质量的计量。
[0005]因此亟需一种新型的油量精确计量系统，能够实现多点温度实时监测，解决罐内原油温度不同给原油计量带来的影响这一关键问题，并且操作可行，使用方便，可以减少计量损耗误差以及实现安全高效生产。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种原油多点温度监测的油量精确计量系统，该油量精确计量系统能够克服现有技术的不足，实现多点温度实时监测，很好的解决原油温度不同给原油计量带来的影响这一关键问题。
[0007]本实用新型通过以下技术方案来实现
[0008]一种原油多点温度监测的油量精确计量系统，其特征在于该计量系统包括四组温度传感器，每组传感器至少三个，且四组温度传感器分别用于安置在油罐的浮顶内壁、罐体外侧、计量孔与两个人孔、油罐内壁四个区域；
[0009]该计量系统还包括嵌入式测温系统、温度发射接收模块、上位机；并有防爆系统供电器给温度发射接收模块提供电源，温度发射接收模块的总线信号输入端与总线转换器的总线信号输入端用信号线连接，把信号汇总传输至上位机系统中；
[0010]所述嵌入式测温系统设有MSP430G2553单片机，其最小系统电路包括片载比较器、低频振荡器、复位电路、片上仿真逻辑电路、ISP下载线接口电路；
[0011 ] 所述温度发射接收模块由多片DS18B20芯片和一片PT2262编码芯片、一片PT2272解码芯片、一个74HC245双向驱动器组成，其中DS18B20芯片数量与所述温度传感器数量对应，并用来对温度进行采集，PT2262、PT2272对采集的原油温度信号来进行编码解码，74HC245双向驱动器用于将该温度发射接收模块与嵌入式测温系统进行连接。
[0012]该计量系统还包括与上位机相连的语言报警模块，该语言报警模块包括一片ISD4004芯片，该ISD4004芯片用来发出声音报警。
[0013]本实用新型的有益效果为:
[0014]该油量精确计量系统采用多种传感器芯片和集成电路组成，能够测量罐内不同横向、纵向的原油温度值并进行远传，具有集成度高，稳定性好，抗干扰能力强的优点。由于此计量系统具有远程实时监测罐内原油温度和精确计算原油质量的功能，大大提高了现场使用的便捷性。
【附图说明】
[0015]图1是所述油量精确计量系统的整体示意图。
[0016]图2是所述温度发射接收模块的系统电路图。
[0017]其中，1、防爆系统供电器，2、总线转换器，3、温度发射接收模块，4-7、四组温度传感器，8、74HC245双向驱动器，9、嵌入式测温系统，10、上位机，11、语言报警模块。
【具体实施方式】
[0018]如图1、2所示，该计量系统主要包括嵌入式测温系统9、温度发射接收模块3、上位机10，四组温度传感器，编号分别为4、5、6、7，每组温度传感器的编号依次为4-1...、5_1...、6-1...、7_1...，以及语言报警模块11 ；
[0019]所述语言报警模块9采用MSP430G2553单片机，其最小系统电路包括片载比较器、低频振荡器、复位电路、片上仿真逻辑电路、ISP下载线接口电路；
[0020]所述温度发射接收模块3由多片DS18B20芯片和一片ΡΤ2262编码芯片、一片ΡΤ2272解码芯片、一个74HC245双向驱动器8组成，DS18B20芯片用来对温度进行采集，ΡΤ2262芯片、ΡΤ2272芯片对采集的原油温度信号来进行编码解码，74HC245双向驱动器8用于将该温度发射接收模块3与嵌入式测温系统9进行连接；
[0021]所述上位机10由PC组成，用于温度监测及质量计量。
[0022]所述语言报警模块11主要由一片ISD4004组成，ISD4004用来发出声音报警。
[0023]工作时，由温度传感器获得的温度信号经过74HC245双向驱动器8传输至嵌入式测温系统9，经数据总线由温度发射接收模块3进行采集接收后一路送给LED数码管，使其显示测得的温度数值，另一路被送入单片机的TXD脚，串口输出至红外的输入端，通过红外发射和接收实现所测数据的远程无线传输，接收端由另一片单片机控制LED对温度进行显示。由防爆系统供电器I给温度发射接收模块提供电源。温度发射接收模块3的总线信号输入端与总线转换器2的总线信号输入端用信号线连接，把信号汇总传输至上位机10中，上位机10与语言报警模块11相连接，用于控制嵌入式测温系统9共同反馈进行报警操作。
[0024]如图2所示为温度发射接收模块的系统电路图，由于单片机的I/O 口负载能力有限，多个传感器要并联使用同一根I/O 口线，为了增加单片机的驱动能力，故而增加了74HC245双向驱动器8来提高单片机I/O 口的驱动能力，采用Ρ2.0 口和温度传感器连接，Ρ3.0连接双向驱动器的控制信号DIR。
[0025]在温度采集、显示、编码及发射部分中，使用DS18B20芯片实现温度的采集，通过MSP430G2553单片机读取原油温度值，并通过LED12864显示原油温度值。同时，通过单片机控制编码芯片ΡΤ2262及发射头将采集到的原油温度的实时值通过ASK调制的方式进行发射。
[0026]在温度接收、解码、显示、串口传输、上位机显示及语音报警部分，通过超再生接收电路和解码芯片PT2272芯片接收发射模块传输的原油温度的实时值，并将解码完成的数据送入MSP430G2553单片机中进行数据的处理，并用LED12864显示接收到的原油温度值。同时，通过串口将温度的实时值发送到PC机上。
[0027]本系统能够用于实现原油温度值的显示、原油质量的计量以及异常情况的监测。针对于原油在升温和降温过程中在罐内的分布状态呈现出均匀或者是分层的趋势，上位机根据不同接收端口的DS18B20温度传感器数据，来判别油温与气温的大小关系，系统甄别不同的关系采用不同的原油温度计算公式来计算罐内原油质量。当监测到温度过高、温度过低的一种异常时，上位机通过串口向单片机MSP430G2553传输控制信息，单片机根据接收到的控制信息控制语言模块ISD4004，从而发出不同的语言报警声音。
【主权项】
1.一种原油多点温度监测的油量精确计量系统，其特征在于该计量系统包括四组温度传感器，编号分别为4、5、6、7，每组传感器至少三个，且四组温度传感器分别用于安置在油罐的浮顶内壁、罐体外侧、计量孔与两个人孔、油罐内壁四个区域； 该计量系统还包括嵌入式测温系统(9)、温度发射接收模块(3)、上位机(10);并有防爆系统供电器(I)给温度发射接收模块(3)提供电源，温度发射接收模块(3)的总线信号输入端与总线转换器(2)的总线信号输入端用信号线连接，把信号汇总传输至上位机系统(10)中； 所述嵌入式测温系统(9)设有MSP430G2553单片机，其最小系统电路包括片载比较器、低频振荡器、复位电路、片上仿真逻辑电路、ISP下载线接口电路； 所述温度发射接收模块(3)由多片DS18B20芯片和一片PT2262编码芯片、一片PT2272解码芯片、一个74HC245双向驱动器(8)组成，其中DS18B20芯片数量与所述温度传感器数量对应，并用来对温度进行采集，PT2262、PT2272对采集的原油温度信号来进行编码解码，74HC245双向驱动器(8)用于将该温度发射接收模块(3)与嵌入式测温系统(9)进行连接。2.如权利要求1所述的原油多点温度监测的油量精确计量系统，其特征在于该计量系统还包括与上位机(10)相连的语言报警模块(11)，该语言报警模块(11)包括一片ISD4004芯片，所述的ISD4004芯片用来发出声音报警。
【专利摘要】一种原油多点温度监测的油量精确计量系统，包括四组温度传感器分别安置在油罐的浮顶内壁、罐体外侧、计量孔与两个人孔、油罐内壁；还包括嵌入式测温系统、温度发射接收模块、上位机；并有防爆系统供电器给温度发射接收模块提供电源，温度发射接收模块的总线信号输入端与总线转换器的总线信号输入端用信号线连接，把信号汇总传输至上位机系统中。该系统能够测量罐内不同横向、纵向的原油温度值并进行远传，具有集成度高，稳定性好，抗干扰能力强的优点，为原油储运库的油品计量工作、减少计量损耗误差及安全高效生产来奠定基础。
【IPC分类】G01K13/10
【公开号】CN204881920
【申请号】CN201520292402
【发明人】黄祖熹, 谢楠, 丛润芝, 张建和, 刘小兵, 邓文俊, 梁文凯, 李福双, 薛倩倩, 沈恩洋, 刘茹意, 庞连芳, 于朋, 李 根, 武斌, 晏伟, 李佳奕
【申请人】振华石油（营口）储运有限责任公司, 中国石油大学(华东)
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年5月7日