液化天然气储罐液位控制器制造技术

本发明专利技术涉及一种液化天然气储罐液位控制器，其主要技术特征是它包括C-U转换电路M1、AD转换电路M2、CAN总线隔离接口模块M3、单片机M4、开关量输入输出电路M5、电源模块M6、模拟电子开关电路M7、模拟量输出电路M8，它通过电容式液位传感器P1、压力传感器接口P2、汽化器入口温度传感器接口P3、汽化器出口温度传感器接口P4产生的液位高度信号、储罐压力、汽化器出入口温度信号经AD转换电路M2转换成数字信号，在单片机的控制下，数字信号与具有CAN总线的运输车辆控制电路连接，实现液位高度、储罐压力的实时监测和控制，同时可实现阀门开闭、汽化器辅助电加热控制。它具有线路简单、可靠性高、使用直观方便等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液化天然气储罐液位控制器，属自动控制
，它主要用于对储罐中的低温液化天然气的液位进行实时监测及控制。
技术介绍
天然气的储存主要采用压缩天然气(CNG)与液化天然气(LNG)两种形式。压缩天然气使用高压储罐充装，压力可达20MPa左右，储气量较小。液化天然气则将_160°C的液态天然气充装在保温储罐中，压力小，安全性高，储气量大。目前，天然气的储存越来越多地采用液化天然气形式。在液化天然气的储存和运输过程中，必须对储罐内液化天然气的液位高度进行实时监测和控制。
技术介绍
中，目前国内主要通过电容式液位计产生的液位电容信号对储罐内液化天然气的液位高度进行模拟信号监测，其采用的传统的模拟、数字接口不能直接接入运输车辆的CAN总线控制电路，不能实现信息互通。为克服这些缺陷，对液化天然气储罐液位控制器进行了研制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是要提供一种液化天然气储罐液位控制器，它将电容式液位计产生的液位高度信号、储罐压力、汽化器出入口温度信号经AD转换电路转换成数字信号，在单片机的控制下，数字信号与具有CAN总线的运输车辆控制电路相连接，实现液位高度、储罐压力的实时监测和控制，同时可实现阀门开闭、汽化器辅助电加热控制。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是它包括C-U转换电路、AD转换电路、 CAN总线隔离接口模块、单片机、开关量输入输出电路、电源模块、模拟电子开关电路、模拟量输出电路，C-U转换电路包括C-U转换芯片、电容式液位传感器，C-U转换芯片的型号为CAV444或 CAV424,AD转换电路包括AD转换芯片、基准电压芯片，AD转换芯片的型号为AD7705，基准电压芯片为AD转换电路提供2. 5V基准电压，CAN总线隔离接口模块采用成品CAN总线隔离传输模块，主要作用是做电气隔离，提高系统抗干扰能力，同时连接汽车CAN总线，单片机的型号为PIC18F4680或PIC18F4580，开关量输入输出电路直接从单片机的相应端口引出，它包括2路开关量信号输入线路与2路开关量信号输出线路，电源模块采用成品隔离电源模块，模拟电子开关电路包括模拟电子开关(U201B、U201D、U202A、U202B、U202C、U202D)、压力传感器接口、汽化器入口温度传感器接口、汽化器出口温度传感器接口， 模拟量输出电路具有阻容滤波、控制信号交直流转换功能。本专利技术同现有技术相比所产生的有益效果1、采用单片机做控制核心，通过C-U转换电路和AD转换电路实现数字信号转换，使液位高度、储罐压力、汽化器入口、出口温度等信息更直观地人机互通，同时可实现阀门开闭、 汽化器辅助电加热控制等扩展功能。2、由于控制器采用CAN总线技术进行信号传输，它可直接与同时具有CAN总线控制电路的汽车电子控制电路接口连接，其线路简单、可靠性高、使用直观方便。附图说明图1为本专利技术液化天然气储罐液位控制器的结构方框图。图2为本专利技术液化天然气储罐液位控制器的主控电路图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述参看附图，一种液化天然气储罐液位控制器，它包括C-U转换电路M1、AD转换电路M2、 CAN总线隔离接口模块M3、单片机M4、开关量输入输出电路M5、电源模块M6、模拟电子开关电路M7、模拟量输出电路M8。C-U转换电路Ml包括C-U转换芯片U3、电容式液位传感器Pl，C-U转换芯片U3的型号为 CAV444 或 CAV424。AD转换电路M2包括AD转换芯片U2、基准电压芯片Ul，AD转换芯片U2的型号为 AD7705。CAN总线隔离接口模块M3采用成品CAN总线隔离传输模块，其主要作用是做电气隔离，提高系统抗干扰能力，同时连接汽车CAN总线。单片机M4的型号为PIC18F4680或PIC18F4580，为系统控制核心，提供AD转换、开关量输入输出、CAN总线通讯等控制。开关量输入输出电路M5直接从单片机M4的相应端口引出，它包括2路开关量信号输入线路与2路开关量信号输出线路。电源模块M6采用成品隔离电源模块，从汽车电池获得能量，为系统提供电源供应，同时可提高系统抗干扰能力。模拟电子开关电路M7包括模拟电子开关(U201B、U201D、U202A、U202B、U202C、 U202D)、压力传感器接口 P2、汽化器入口温度传感器接口 P3、汽化器出口温度传感器接口 P4。模拟量输出电路M8具有阻容滤波、控制信号交直流转换功能。液化天然气储罐液位控制器通过电源模块M4从汽车电池获得能量，为系统提供电源供应，基准电压芯片Ul为AD转换电路M2提供2. 5V基准电压。C-U转换电路Ml的电容式液位传感器Pl产生储罐内液化天然气液面高度电容信号，电容信号经过C-U转换芯片U3处理后变成电压信号，该电压信号传至AD转换电路M2， 经AD转换芯片U2处理后转换成数字信号并通过AD转换电路M2的串行口传至单片机M4 进行处理。模拟电子开关电路M7的模拟电子开关(U201B、U201D、U202A、U202B、U202C、 U202D)将压力传感器接口 P2、汽化器入口温度传感器接口 P3、汽化器出口温度传感器接口P4产生的压力信号、汽化器入口、出口温度信号传至AD转换电路M2，经AD转换芯片U2处理后转换成数字信号，并通过AD转换电路M2的串行口传至单片机M4进行处理。液面高度数字信号、储罐压力、汽化器入口、出口温度数字信号经单片机M4处理后传至CAN总线隔离接口模块M3，经CAN总线隔离接口模块M3上的总线接口 P7传至汽车 CAN总线并由汽车仪表显示系统显示。单片机M4通过开关量输入输出电路M5的2路开关量信号输入线路与2路开关量信号输出线路，实现储罐阀门开闭控制、阀门开闭状态检测功能。单片机M4输出2路PWMl、PWM2调制信号，调制信号经由模拟量输出电路M8阻容滤波后转换成直流、大小可变的模拟量信号，实现储罐辅助电加热控制功能。权利要求1.一种液化天然气储罐液位控制器，其特征在于它包括C-U转换电路(Ml)、AD转换电路(M2)、CAN总线隔离接口模块(M3)、单片机(M4)、开关量输入输出电路(M5)、电源模块 (M6 )、模拟电子开关电路(M7 )、模拟量输出电路(M8 )；所述的C-U转换电路(Ml)包括C-U转换芯片(U3)、电容式液位传感器(Pl)； 所述的AD转换电路(M2)包括AD转换芯片(U2)、基准电压芯片(U1)，基准电压芯片 (Ul)为AD转换电路(M2)提供2. 5V基准电压；所述的开关量输入输出电路(M5)直接从单片机(M4)的相应端口引出，它包括2路开关量信号输入线路与2路开关量信号输出线路；所述的模拟电子开关电路(M7)包括模拟电子开关(U201B、U201D、U202A、U202B、 U202C、U202D)、压力传感器接口(P2)、汽化器入口温度传感器接口(P3)、汽化器出口温度传感器接口(P4);C-U转换电路(Ml)的电容式液位传感器(Pl)产生储罐内液化天然气液面高度电容信号，电容信号经过C-U转换芯片(U3)处理后变成电压信号，该电压信号传至AD转换电路 (M2)，经AD转换芯片(U2)处理转换成数字信号后通过AD转换电路(M2)的串行口传至单片机(M4)，单片机(M4)处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种液化天然气储罐液位控制器，其特征在于它包括Ｃ－Ｕ转换电路（Ｍ１）、ＡＤ转换电路（Ｍ２）、ＣＡＮ总线隔离接口模块（Ｍ３）、单片机（Ｍ４）、开关量输入输出电路（Ｍ５）、电源模块（Ｍ６）、模拟电子开关电路（Ｍ７）、模拟量输出电路（Ｍ８）；所述的Ｃ－Ｕ转换电路（Ｍ１）包括Ｃ－Ｕ转换芯片（Ｕ３）、电容式液位传感器（Ｐ１）；所述的ＡＤ转换电路（Ｍ２）包括ＡＤ转换芯片（Ｕ２）、基准电压芯片（Ｕ１），基准电压芯片（Ｕ１）为ＡＤ转换电路（Ｍ２）提供２．５Ｖ基准电压；所述的开关量输入输出电路（Ｍ５）直接从单片机（Ｍ４）的相应端口引出，它包括２路开关量信号输入线路与２路开关量信号输出线路；所述的模拟电子开关电路（Ｍ７）包括模拟电子开关（Ｕ２０１Ｂ、Ｕ２０１Ｄ、Ｕ２０２Ａ、Ｕ２０２Ｂ、Ｕ２０２Ｃ、Ｕ２０２Ｄ）、压力传感器接口（Ｐ２）、汽化器入口温度传感器接口（Ｐ３）、汽化器出口温度传感器接口（Ｐ４）；Ｃ－Ｕ转换电路（Ｍ１）的电容式液位传感器（Ｐ１）产生储罐内液化天然气液面高度电容信号，电容信号经过Ｃ－Ｕ转换芯片（Ｕ３）处理后变成电压信号，该电压信号传至ＡＤ转换电路（Ｍ２），经ＡＤ转换芯片（Ｕ２）处理转换成数字信号后通过ＡＤ转换电路（Ｍ２）的串行口传至单片机（Ｍ４），单片机（Ｍ４）处理后传至ＣＡＮ总线隔离接口模块（Ｍ３），经ＣＡＮ总线隔离接口模块（Ｍ３）上的总线接口Ｐ７传至汽车ＣＡＮ总线并由汽车仪表显示系统显示；模拟电子开关电路（Ｍ７）的模拟电子开关（Ｕ２０１Ｂ、Ｕ２０１Ｄ、Ｕ２０２Ａ、Ｕ２０２Ｂ、Ｕ２０２Ｃ、Ｕ２０２Ｄ）将压力传感器接口（Ｐ２）、汽化器入口温度传感器接口（Ｐ３）、汽化器出口温度传感器接口（Ｐ４）产生的压力信号、汽化器入口、出口温度信号传至ＡＤ转换电路（Ｍ２），经ＡＤ转换芯片（Ｕ２）处理转换成数字信号后通过ＡＤ转换电路（Ｍ２）的串行口传至单片机（Ｍ４），单片机（Ｍ４）处理后传至ＣＡＮ总线隔离接口模块（Ｍ３），经ＣＡＮ总线隔离接口模块（Ｍ３）上的总线接口Ｐ７传至汽车ＣＡＮ总线并由汽车仪表显示系统显示；单片机（Ｍ４）通过开关量输入输出电路（Ｍ５）的２路开关量信号输入线路与２路开关量信号输出线路，实现储罐阀门开闭控制、阀门开闭状态检测功能；单片机（Ｍ４）输出２路ＰＷＭ１、ＰＷＭ２调制信号，调制信号经由模拟量输出电路（Ｍ８）阻容滤波后转换成直流、大小可变的模拟量信号，实现储罐辅助电加热控制功能。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹波，张俊健，肖宁，彭育林，尹捷，尹屹，马敏，王敏辉，喻萍，蒋文松，
申请(专利权)人：江南机器集团有限公司，湖南江南银箭新能源装备有限公司，
类型：发明
国别省市：43