运输车罐体防腐内衬破损检测预警方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种运输车罐体防腐内衬破损检测预警方法和装置，该方法是将防腐金属探测杆伸入运输车罐体内所盛装液体中，将防腐金属探测杆与罐体金属壳体之间看作一个电容器，将其与检测电阻进行串联，通过施加交变电压检测所述检测电阻上的压降，通过估测所述电容器的电容并设计电路，若所述检测电阻上的压降超出所设置的安全压降值则进行预警。本发明专利技术巧妙的从电容器及介质损耗内切角的角度进行考虑实现了对内衬破损的检测和预警。方法简单成本低，易于产业化。易于产业化。易于产业化。

【技术实现步骤摘要】
运输车罐体防腐内衬破损检测预警方法及装置


[0001]本专利技术属于运输车罐体安全
，涉及一种运输车罐体防腐内衬破损检测预警方法及装置。

技术介绍

[0002]危化品运输车的罐体通常为钢衬塑罐，在钢板壳体内侧设置线性低密度改性聚乙烯(LLDPE)内衬，内衬厚度可达15
‑
20mm，使得罐体既有钢制容器的强度和耐压性能，又富有全塑和橡胶制品的防腐蚀、抗冲击等特性；若内衬已经破损或即将破损，则对运输车安全极为不利，因此有必要提供一种成本低、易操作可产业化的内衬破损检测方法及装置。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种运输车罐体防腐内衬破损检测预警方法及装置，从电容器及介质损耗内切角的角度进行考虑实现了对内衬破损的检测和预警。
[0004]一种运输车罐体防腐内衬破损检测预警方法，是将防腐金属探测杆伸入运输车罐体内所盛装液体中，将防腐金属探测杆与罐体金属壳体之间看作一个电容器，将其与检测电阻进行串联，通过施加交变电压检测所述检测电阻上的压降，通过估测所述电容器的电容及设置的安全压降值设计电路，使得若所述检测电阻上的压降超出所述安全压降值则进行预警。所述安全压降值的设置是以所述电容器的容性电流为基准，只要在所述检测电阻上流过的电流在所述容性电流的基础上增大则进行预警。
[0005]一种运输车罐体防腐内衬破损检测预警装置，包括检测及预警显示电路，所述检测及预警显示电路包括变压器、第一防腐金属探测杆S1、罐体金属外壳连接端S4、电阻R52、可调电阻R51、至少一个电压比较器、以及若干分压电阻形成的串联支路、预警LED；
[0006]所述变压器包括原边初级线圈L1和两个次级线圈L2、L3，在L1两端施加交流脉冲电压，L3与可调电阻R51、电阻R52、S1S4所形成的电容器依次串接形成检测回路，电阻R52两端的压降经整流变为直流后连接所述电压比较器的一个输入端，L2经整流变为直流后连接所述若干分压电阻形成的串联支路的一端，所述串联支路另一端接地，所述串联支路的至少一个非端点处连接所述电压比较器的另一输入端，所述电压比较器的输出端连接预警LED。
[0007]所述装置还包括第二防腐金属探测杆S2、第三防腐金属探测杆S3、及频率选择电路，第二、三防腐金属探测杆S2和S3均独立伸入罐体所盛装液体中，所述频率选择电路根据所述S2和S3之间液体电导率数量级的不同，选择输出不同的频率作为变压器的工作频率。
[0008]进一步的，所述的装置为干电池直流供电，可为6V供电；所述变压器的线圈L1、L2、L3匝数比优选为1:1:6；所述的装置还可以包括时序控制电路，用于控制所述装置的启停。
[0009]进一步的，所述频率选择电路根据S2和S3之间液体电导率数量级10
‑1～10
‑4S/m依次输出的频率为1KHz、5khz、25Khz、50Khz。
[0010]本专利技术的方案从电容器介质损耗正切角的角度入手，将运输车罐体看作一个电容器，若罐体内衬出现破损必然引起电容器阻性电流，从而导致电容器串联电阻上电流的增大，由此可以设计电路检测所述串联电阻上的压降，将其与预设安全压降值进行比较从而起到预警检测作用。采用本专利技术的方法及所设计的装置在具体实践中获得了很好的效果，且该方法成本低，易于产业化。
附图说明
[0011]图1是本专利技术装置的结构原理示意图；
[0012]图2是本专利技术装置的一种结构示意图；
[0013]图3是容性电流与阻性电流的关系示意图；
[0014]图4是本专利技术装置的一种示意图；
[0015]图5是本专利技术的一种具体控制电路示意图；
具体实施方式
[0016]下面结合实例对本专利技术的技术方案作进一步详细说明。
[0017]运输车罐体往往需要运输各种液体，且通常为腐蚀液，在罐体的线性低密度聚乙烯完好、无破损的情况下，腐蚀液体和罐车金属壳体，在线性低密度聚乙烯的隔离下可以看成是形成了一个电容器(将腐蚀液看成是导体)，其介电常数及介质损耗正切角和线性低密度聚乙烯的接近：
[0018]*介电常数(2.3
‑
2.8)
[0019]*介质损耗正切角：(0.005～0.006)
[0020]但是，线性低密度聚乙烯破损了以后，必然会造成局部的或细小的渗漏，这些渗漏会改变已确定的介电常数及介质损耗正切角，因此可以从介质损耗正切角的角度对罐体隔离层的破损进行检测及预警。
[0021]结合图1
‑
3，S1、S2、S3均各连接一只钛合金探测杆插入罐体所盛装液体内，S4连接罐体金属壳体，则S1、S4之间就形成了一个电容器Cx，其介质就是聚乙稀和液体，当聚乙稀破损的时候，相当于电容器Cx二端并上了一个电阻，即Rx,电容器的容值可以用三重积分求得,通过圆筒电容计算公式：c＝ErEoS/d；Er＝2；(从资料中查到线性低密度聚乙烯的介电常数是1.9～2，)而 Eo＝8.86
×
10
‑
12
，结合危化品运输车罐体的尺寸，从而估算出C＝0.084uF。因为液体不可能全部灌满，故粗略取其电容为：
[0022]C＝2/3
×
0.084uF＝0.056uF。
[0023]根据介质损耗正切角的相关原理，将该电容器与电阻R52串联，施加交流脉冲电压，则流经R52上的电流就有了Icx，当介质破损时就有阻性电流Irx，其中Icx和Irx的关系为正交关系，其与实际流经R52的电流Im满足： Im2＝Icx2+Irx2，其与检测频率的关系有：Im＝V3/(rx
‑
jwc)；通过R52中的电流 Im在图3中已有形象的表示。所以以Icx的大小作为检测的主要要素，只要介质破损，则R52上的电流Im一定大于Icx；因此，以Icx为基准来设计安全压降值，以此点亮绿色LED，从而告知有关人员车罐内忖无损；考虑外界因素可能的影响，在安全压降值以上一定范围(即容性电流Icx的增大)，点亮黄色 LED，告知有关人员，发出预警信号；将阻性电流Irx与容性电流Icx正交值的大小来判断危化品车罐内忖的破损；以点
亮红色LED，同时启动无线遥控网络装置，以声、光信息告知近、远处有关方面或人员。
[0024]在整个产品装置的设计、调整过程中，碰到的最大问题是各种液体的电导率的差异极大，非线性随机碰到；而且，随着温度、湿度、环境的变化差异太大，因此，在产品装置实地调试过程中不得不随时对理论公式进行系数修正，从理论上讲Icx和Irx应该成正交关系，但是，在实际调整中，或由于车型、液体、温度的变化，我们只能做近似计算，考虑罐体中液体电导率范围在10
‑1～10
‑4数量级范围，电导率越小的液体，其在电路中电容效应越小，为了尽可能测得电流使装置能精准显示，需要提高其交流电压的频率，因此在检测电路中设置频率选择电路。
[0025]图5是实现本专利技术的一种具体电路结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运输车罐体防腐内衬破损检测预警方法，其特征在于，是将防腐金属探测杆伸入运输车罐体内所盛装液体中，将防腐金属探测杆与罐体金属壳体之间看作一个电容器，将其与检测电阻进行串联，通过施加交变电压检测所述检测电阻上的压降，通过估测所述电容器的电容并设计电路，若所述检测电阻上的压降超出所设置的安全压降值则进行预警。2.一种运输车罐体防腐内衬破损检测预警装置，其特征在于，包括检测及预警显示电路，所述检测及预警显示电路包括变压器、第一防腐金属探测杆S1、罐体金属外壳连接端S4、电阻R52、可调电阻R51、至少一个电压比较器、以及若干分压电阻形成的串联支路、预警LED；所述变压器包括原边初级线圈L1和两个次级线圈L2、L3，在L1两端施加交流脉冲电压，L3与可调电阻R51、电阻R52、S1S4所形成的电容器依次串接形成检测回路，电阻R52两端的压降经整流变为直流后连接所述电压比较器的一个输入端，L2经整流变为直流后连接所述若干分压电阻形成的串联支路的一端，所述串联支路另一端接地，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋宇强，李海丹，许佩，
申请(专利权)人：玉柴东特专用汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：