一种储气柜活塞运行状态测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种储气柜活塞运行状态测量装置，包括位于活塞中部的第一光源、位于储气柜顶中心且与活塞平面保持平行的第一光敏检测板，以及关于第一光轴圆周均布的多个检测单元；各检测单元均分别由共第二光轴设置的第二光源、反射镜和第二光敏检测板；其中，第二光源位于第一光敏检测板周边，反射镜位于第一光源的周边且与活塞表面呈45°夹角设置，第二光敏检测板位于活塞边缘且垂直于活塞设置；通过光源在相应光敏检测板上形成的光斑来测量活塞的运行状态，包括活塞的水平位移、倾斜以及形变。本装置测量精度高、实现成本低、维护简单方便。

A measuring device for the running state of the piston in the gasholder

The utility model relates to a measuring device for the running state of the piston of the gas storage tank, which comprises a first light source in the middle of the piston, a first photosensitive detecting plate in the top center of the gas storage tank and kept parallel with the piston plane, and a plurality of detecting units uniformly distributed around the first optical axis; each detecting unit is respectively detected by a second light source, a reflector and a second photosensitive detector set by a common second optical axis Plate; wherein, the second light source is located at the periphery of the first photosensitive detection plate, the reflector is located at the periphery of the first light source and set at an angle of 45 \u00b0 with the piston surface, the second photosensitive detection plate is located at the edge of the piston and set perpendicular to the piston; the running state of the piston is measured by the light spot formed by the light source on the corresponding photosensitive detection plate, including the horizontal displacement, inclination and deformation of the piston. The device has the advantages of high measurement accuracy, low cost and easy maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种储气柜活塞运行状态测量装置
本技术属于储气柜测量控制
，特别涉及一种储气柜活塞运行状态测量装置。
技术介绍
储气柜在工业企业中广泛用于储存气体，缓解供气量和用气量之间短时间内的不平衡。而在储气柜运行过程中，活塞水平倾斜度是表征储气柜安全运行的重要指标。目前活塞水平倾斜监测一般采用连通器式、油槽密封油液位式和激光测距式几种方式，这几种方式都存在一定问题，分别描述如下：连通器式测量方式必须往连通器内注入水或油等液体，这些液体均存在一定程度的挥发问题，需要经常性补水或补油并重新调平、调零，带来一定的维护难度；密封油液位式是利用不同位置的密封油液位差来测量活塞倾斜，但由于冬季密封油粘度大，密封油流动时间加长，因此密封油液位差与活塞倾斜之间存在一定的时间差，存在测量误差；激光测距式是采用激光测距仪测量活塞边缘与储气柜柜顶高度差的方式来计算活塞倾斜，测量精度较高，能达到毫米级别，但由于活塞与柜顶之间的距离能达到七八十米甚至上百米，此时激光测距精度变差，必须在活塞上安装反光板才能提高精度，但由于柜内密封油飞溅，反射板表面会沉积一层油渍，加上尘土落入，使反射效果降低，测量数据稳定性变差，因此反光板必须定期清理才能达到理想的测量效果，维护成本高。而且高精度防爆激光测距仪价格较高，单台价格在2.5万左右，一般一套监测系统需要4台高精度防爆激光测距仪，成本在10万以上，安装成本高。另一方面以上几种方式都只监测了活塞的倾斜，而并没有监测活塞的水平位移，而活塞过大的水平位移也可能会引起气体泄漏，带来安全隐患。并且若要监测活塞的形变情况，对监测仪的数量具有一定要求，一般况下，如果只测量活塞倾斜可以用3到4个测量设备，如果要实现较为精细的形变监测则需要更多的监测仪才能实现，同样存在不经济的问题。因此，针对以上问题，研发一种能够同时监测活塞倾斜、水平位移和形变，且测量精度高、实现成本低、维护简单的测量装置具有现实意义。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服已有技术的不足之处，提出一种储气柜活塞运行状态测量装置及在线监测系统，能够实时测量储气柜活塞的倾斜、水平位移和形变状态，且结构简单、测量精度高、成本低、维护简单方便。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：本技术提出的一种储气柜活塞运行状态测量装置，其特征在于，包括位于活塞中部的第一光源、位于储气柜顶中心且与活塞平面保持平行的第一光敏检测板，以及关于第一光轴圆周均布的多个检测单元；各检测单元结构相同，均分别由共第二光轴设置的第二光源、反射镜和第二光敏检测板；其中，所述第二光源位于所述第一光敏检测板周边，所述反射镜位于所述第一光源的周边且与活塞表面呈45°夹角设置，所述第二光敏检测板位于活塞边缘且垂直于活塞设置；所述第二光源用于竖直向下发射一束平行光，该平行光经所述反射镜反射在相应的第二光敏检测板上形成光斑，经过该第二光敏检测板检测光斑位置；所述第一光源竖直向上发射一束平行光，该平行光在所述第一光敏检测板上形成光斑，经过该第一光敏检测板检测光斑位置；通过光源在相应光敏检测板上形成的光斑来测量活塞的运行状态，包括活塞的水平位移、倾斜以及形变。本技术提出的另一种储气柜活塞运行状态测量装置，其特征在于，包括位于储气柜顶中心的光源，位于活塞中心处的旋转机构，由该旋转机构驱动的半透半反镜，以及位于活塞边缘呈圆周均布的多个第二光敏检测板，且各第二光敏检测板均垂直于活塞设置；其中，所述半透半反镜与光源共光轴设置，且与活塞的水平面呈45°设置，在所述半透半反镜的下表面平行设置一块第一光敏检测板；所述光源用于竖直向下发射一束平行光，该平行光经过所述半透半反射镜，一部分反射至相应的第二光敏检测板上，一部分透过所述半透半反射镜照射至所述第一光敏检测板，通过所述光源在相应光敏检测板上形成的光斑来测量活塞的运行状态，包括活塞的水平位移、倾斜以及形变。本技术的特点及有益效果：本技术采用平行光光源、反射镜和光敏检测板构成，结构简单，容易实现；所采用光源、反射镜和构成光敏检测板的感光元件均为市售常规产品，价格低廉，系统实现成本低；本技术采用由感光元件测量光斑位置的方式实现，相比较激光测距仪方式需要同时兼顾远距离和高精度的高要求，将激光测距仪的远距离测量方式转换成短距离测量，降低了对检测设备的性能要求，提高测量精度的同时降低了系统成本。此外，本装置较现有技术可低成本实现更多测量点同时测量，可以得到更精确的活塞形变数据，进而更精确的指出反应活塞变形情况，从而指导活塞维护维修工作。附图说明图1为本技术实施例1的一种储气柜活塞运行状态测量装置的整体结构示意图。图2为实施例1中活塞的运动状态发生改变时储气柜顶光源与活塞两侧的光敏检测板之间的光路图。图3为实施例1中活塞的运动状态发生改变时活塞各测量点在假定坐标系中的关系图。图4为本技术实施例2的一种储气柜活塞运行状态测量装置的整体结构示意图。图5为实施例2中活塞的运动状态发生改变时储气柜顶中心光源与活塞边缘光敏检测板之间的光路图。具体实施方式为了使本技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本技术的技术方案进一步详细说明。实施例1本技术实施例1的一种储气柜活塞运行状态测量装置，安装于具有活塞结构的储气柜内，具体位于由活塞顶部和柜顶之间形成的容纳空间内。该测量装置的整体结构如图1所示，包括位于活塞6中部的第一光源4、位于储气柜顶7中心且与活塞6平面保持平行的第一光敏检测板5，以及关于第一光轴(即第一光源4的光轴)圆周均布的n(根据实际需要设定测量单元个数，一般n≥4，测量单元个数越多测量精度越高，但相应地会增加成本，本实施例n＝4)个检测单元。各检测单元结构相同，均分别由共第二光轴(及第二光源1的光轴)设置的第二光源1、反射镜2和第二光敏检测板3；其中，第二光源1位于柜顶7中部第一光敏检测板5周边，反射镜2位于活塞6中部的第一光源4的周边且与活塞6表面呈45°夹角设置，第二光敏检测板3位于活塞6边缘且垂直于活塞设置；第二光源1竖直向下发射一束平行光，该平行光经反射镜2反射在相应的第二光敏检测板3上形成光斑，经过该第二光敏检测板3检测光斑位置；第一光源4竖直向上发射一束平行光，该平行光在第一光敏检测板5上形成光斑，经过第一光敏检测板5检测光斑位置；通过光源在相应光敏检测板上形成的光斑来测量活塞的运行状态(具体是利用相应光敏检测板上光斑的位置变化来反应活塞的运行状态)，包括活塞的水平位移、倾斜以及形变(活塞在未发生形变的情况下是通过各个边缘测量单元测量的倾斜角度是一样的，且是一个固定的值；如果各个边缘测量单元与中心的垂直方向距离不一致，则可判定活塞发生了形变)。本实施例中各组成部件的具体实现方式及功能分别如下：构成各光敏检测板均分别包括信号调理电路(该信号调理电路中设有运算放大器)、单片机以及由多个对光强敏感的感光元件组成的圆形或方形平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种储气柜活塞运行状态测量装置，其特征在于，包括位于活塞中部的第一光源、位于储气柜顶中心且与活塞平面保持平行的第一光敏检测板，以及关于第一光轴圆周均布的多个检测单元；各检测单元结构相同，均分别由共第二光轴设置的第二光源、反射镜和第二光敏检测板；其中，所述第二光源位于所述第一光敏检测板周边，所述反射镜位于所述第一光源的周边且与活塞表面呈45°夹角设置，所述第二光敏检测板位于活塞边缘且垂直于活塞设置；所述第二光源用于竖直向下发射一束平行光，该平行光经所述反射镜反射在相应的第二光敏检测板上形成光斑，经过该第二光敏检测板检测光斑位置；所述第一光源竖直向上发射一束平行光，该平行光在所述第一光敏检测板上形成光斑，经过该第一光敏检测板检测光斑位置；通过光源在相应光敏检测板上形成的光斑来测量活塞的运行状态，包括活塞的水平位移、倾斜以及形变。/n

【技术特征摘要】
1.一种储气柜活塞运行状态测量装置，其特征在于，包括位于活塞中部的第一光源、位于储气柜顶中心且与活塞平面保持平行的第一光敏检测板，以及关于第一光轴圆周均布的多个检测单元；各检测单元结构相同，均分别由共第二光轴设置的第二光源、反射镜和第二光敏检测板；其中，所述第二光源位于所述第一光敏检测板周边，所述反射镜位于所述第一光源的周边且与活塞表面呈45°夹角设置，所述第二光敏检测板位于活塞边缘且垂直于活塞设置；所述第二光源用于竖直向下发射一束平行光，该平行光经所述反射镜反射在相应的第二光敏检测板上形成光斑，经过该第二光敏检测板检测光斑位置；所述第一光源竖直向上发射一束平行光，该平行光在所述第一光敏检测板上形成光斑，经过该第一光敏检测板检测光斑位置；通过光源在相应光敏检测板上形成的光斑来测量活塞的运行状态，包括活塞的水平位移、倾斜以及形变。


2.根据权利要求1所述的储气柜活塞运行状态测量装置，其特征在于，各所述光敏检测板均分别包括信号调理电路、单片机以及由多个对光强敏感的感光元件组成的圆形或方形平面阵列结构。


3.根据权利要求2所述的储气柜活塞运行状态测量装置，其特征在于，相邻所述感光元件的间隔小于等于位移测量精度。


4.根据权利要求2所述的储气柜活塞运行状态测量装置，其特征在于，所述感光元件采用光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻或硅光电池。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏利军，张兴凯，王云海，郑兴凯，韩毅，李战丽，杨裕云，刘洪瑞，薛亮，
申请(专利权)人：北京中安科创科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11