專利名稱：非接觸式液位監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于超聲檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種厚壁貯罐液位監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
在石油化工系統(tǒng)，對厚壁容器的液位監(jiān)控，是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的必要保障。傳統(tǒng)的監(jiān)控方法是將傳感器置于容器內(nèi)部，而且還需在貯罐的壁上打孔，這無論是對傳感器的安裝使用還是對貯罐的密閉性及強度等都存在著弊端。而中國專利CN2406227Y公開的一種“非插入式防爆超聲報警裝置”無疑是對傳統(tǒng)技術(shù)的重大改進。不過，它雖然彌補了前述缺陷，但是，由于它采用脈沖波工作，故限定“兩個探頭設(shè)定在貯罐外側(cè)壁液面報警線的同一水平高度上相距1.5m～3.0m”，這就使該裝置在安裝使用方面又存有較大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的任務(wù)是針對上述不足提供一種非接觸式液位監(jiān)控裝置，它采用連續(xù)波工作，其中兩個探頭在容器外壁上安裝不受距離遠近及所成角度限制。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種非接觸式液位監(jiān)控裝置，包括安裝在容器外壁上的轉(zhuǎn)接盒和一對超聲探頭，其中一個是超聲發(fā)射探頭，另一個是超聲接收探頭，其特征是兩個探頭的安裝距離為任意尺寸，安裝位置與水平面為任意角度。
這里所說的探頭根據(jù)需要可以設(shè)一對，也可以設(shè)上下兩對，即四個。
這里所說的探頭結(jié)構(gòu)為外套及其包裹著的換能器兩部分，其中換能器結(jié)構(gòu)由耐磨層、壓電元件通過聲學(xué)材料和彈性材料與單芯屏蔽電纜相連接構(gòu)成；外套結(jié)構(gòu)由前壓環(huán)、外殼和密封橡膠構(gòu)成，其中在外殼的底面圓周上設(shè)有磁鐵，電纜線引出至轉(zhuǎn)接盒。
這里所說的轉(zhuǎn)接盒即是本裝置的電路前置級，其前置級電路包括聲波發(fā)射電路和聲波接收電路兩部分，其中聲波發(fā)射電路由一塊六反向器組成，其中的兩個反向器與電阻R1和晶體JT構(gòu)成振蕩回路，其余四個反向器并聯(lián)構(gòu)成緩沖器，通過電容C1與電阻R2耦合至發(fā)射換能器FH；聲波接收電路由接收換能器JH和電阻R3、電容C2、三極管T構(gòu)成濾波、開關(guān)電路，三極管T連接電阻R4、電容C3及二極管D2構(gòu)成濾波整流電路，二極管D2將電信號傳給二次處理級D。
本實用新型的工作過程是，前置級分別通過兩個探頭完成聲波的發(fā)射、接收及信息處理，聯(lián)結(jié)電纜向前級供給電源并傳回接收處理信號，接收處理信號再經(jīng)二次處理級處理后得到兩個控制信號，其中，低電平信號表示液位已達到設(shè)定的監(jiān)控液位，用來啟動聲、光報警信號和控制外部設(shè)備停止向罐內(nèi)輸送液體；高電平信號表示液位已低于監(jiān)控液位，使報警聲、光信號停止。如果在罐體上給上下兩個液位設(shè)置兩對探頭，則當(dāng)下液位控制信號由低電平變?yōu)楦唠娖綍r，表示罐中液位低于監(jiān)控液位，需要啟動補液裝置。
本裝置的理論依據(jù)是厚壁罐的罐壁中的縱橫聲波激發(fā)與轉(zhuǎn)換機理。這種機理使本裝置的探頭為徑向振動聲探頭，前置級中產(chǎn)生的聲信號是連續(xù)聲波，這是它區(qū)別于同類裝置的顯著特征。由于連續(xù)波具有抗干擾能力強，電路簡單可靠，功耗低，設(shè)備安裝不受距離角度限制等優(yōu)點，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型不僅在安裝方式上使其兩個探頭在容器外壁上的位置不受距離遠近及所成角度限制，而且從實質(zhì)上它可實現(xiàn)本安型防爆級別，適合于任何場所使用。


圖1是本實用新型安裝示意圖。
圖2是圖1的A——A剖視圖。
圖3是轉(zhuǎn)接盒內(nèi)前置級聲波發(fā)射電路原理圖。
圖4是轉(zhuǎn)接盒內(nèi)前置級聲波接收電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細說明。
圖1顯示，本實用新型為一種非接觸式液位監(jiān)控裝置，包括安裝在容器外壁上的轉(zhuǎn)接盒H和一對超聲探頭，既超聲發(fā)射探頭T1和超聲接收探頭T2，其中轉(zhuǎn)接盒H內(nèi)設(shè)該裝置前置級電路，該電路前端通過屏蔽電纜分別與兩個探頭連接，后端通過屏蔽電纜與二次處理級D連接。這里兩個探頭的安裝位置不受相互距離及與水平面所成的角度限制。
圖2顯示，本裝置的探頭結(jié)構(gòu)可分為外套及其包裹著的換能器兩部分，其中換能器結(jié)構(gòu)由下到上依次由耐磨層5、壓電元件6、聲學(xué)材料7、彈性材料8及單芯屏蔽電纜4相接觸構(gòu)成；其外套部分的結(jié)構(gòu)由前壓環(huán)1、外殼2和密封橡膠3構(gòu)成，其中在外殼2的底面圓周上設(shè)有磁鐵9。這里的磁鐵使用釹鐵硼材料，用于探頭與罐體的吸合定位，并通過聲耦合劑環(huán)氧樹脂固定在罐體上。該探頭無論是用于聲波發(fā)射還是用于聲波接收，其結(jié)構(gòu)是相同的。
圖3表明，聲波發(fā)射電路由一塊六反向器組成，其中的兩個反向器用作振蕩回路，電阻R1與晶體JT是起振元件，產(chǎn)生連續(xù)方波。其余四個反向器并聯(lián)構(gòu)成緩沖器，通過電容C1與電阻R2耦合至發(fā)射換能器FH產(chǎn)生連續(xù)聲波，電容C1與電阻R2構(gòu)成短路保護電路。
圖4表明，聲波接收電路由電阻R3、電容C2構(gòu)成濾波電路，接收換能器JH將連續(xù)方波接收后，經(jīng)R3、C2過濾，使三極管T導(dǎo)通或關(guān)閉，再經(jīng)R4、C3將信號濾波后，通過二極管D2傳給二次控制儀器。
本實用新型聲波頻率視罐體大小可在30HZ—500HZ之間選擇，其工作電壓Vc為12V。該裝置的振蕩晶體與發(fā)射換能器用同一材料制成，其特點是具有很好的溫度穩(wěn)定性。其電路在低電壓小電流下工作，功耗小，確保本安防爆。
本實用新型適用于各種石油化工厚壁貯罐安裝使用。
權(quán)利要求1.一種非接觸式液位監(jiān)控裝置，包括安裝在容器外壁上的轉(zhuǎn)接盒和一對超聲探頭，其中一個是超聲發(fā)射探頭(T1)，另一個是超聲接收探頭(T2)，其特征是兩個探頭的安裝距離為任意尺寸，安裝位置與水平面為任意角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非接觸式液位監(jiān)控裝置，其特征是所說的探頭是上下兩對，即四個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的非接觸式液位監(jiān)控裝置，其特征是所說的探頭為外套及其包裹著的換能器兩部分，其中換能器結(jié)構(gòu)由耐磨層(5)、壓電元件(6)通過聲學(xué)材料(7)和彈性材料(8)與電纜(4)相連接構(gòu)成；外套結(jié)構(gòu)由前壓環(huán)(1)、外殼(2)和密封橡膠(3)構(gòu)成，其中在外殼(2)的底面圓周上設(shè)有磁鐵(9)，電纜線(4)引出至轉(zhuǎn)換盒(H)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的非接觸式液位監(jiān)控裝置，其特征是所說的轉(zhuǎn)接盒即是本裝置的電路前置級，其前置級電路包括聲波發(fā)射電路和聲波接收電路兩部分，其中聲波發(fā)射電路由一塊六反向器組成，其中的兩個反向器與電阻R1和晶體JT構(gòu)成振蕩回路，其余四個反向器并聯(lián)構(gòu)成緩沖器，通過電容C1與電阻R2耦合至發(fā)射換能器FH；聲波接收電路由接收換能器JH和電阻R3、電容C2、三極管T構(gòu)成濾波、開關(guān)電路，三極管T連接電阻R4、C3及二極管D2構(gòu)成濾波整流電路，二極管D2將電信號傳給二次處理級。
專利摘要本實用新型公開了一種非接觸式液位監(jiān)控裝置,它是針對現(xiàn)有技術(shù)中非插入式防爆超聲報警裝置,其設(shè)定在貯罐外壁的兩個探頭的安裝必須在同一個水平高度上相距1.5m～3.0m的局限而設(shè)計的。其特點是它采用連續(xù)波工作,其兩個探頭在容器外壁上安裝不受距離遠近及所成角度限制。該裝置的振蕩晶體與發(fā)射換能器用同一材料制成,有很好的溫度穩(wěn)定性。其電路在低電壓小電流下工作,功耗小,確保本安防爆。它適用于各種石油化工厚壁貯罐安裝使用,可同時對罐中上下液位實現(xiàn)自動監(jiān)控。
文檔編號G01F23/296GK2491812SQ0123291
公開日2002年5月15日 申請日期2001年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月7日
發(fā)明者邵道遠, 林向真 申請人:承德市本特·思達儀表有限公司