一种高精度光纤煤气柜柜位计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高精度光纤煤气柜柜位计，其包括：测量单元、光码变送器和数据处理器；测量单元与光码变送器连接；光码变送器通过光缆和数据处理器连接；测量单元包括柜内配重、计量钢丝绳和重锤所述的光码变送器包括光耦、光码盘、磁片座、磁钢、主动轮和两个从动轮。本实用新型专利技术不仅体积小、重量轻、功耗较小、利用率高且可以高精度跟随输出。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于煤气柜测量
，特别涉及一种高精度煤气柜柜位计。
技术介绍
我国是一个耗能大国，可燃气体(煤气、石油天然气)年消耗量为17000亿立方米，而且还在呈逐年上升趋势。我国目前无论是燃气上游的生产企业还是中间的贮运环节， 均采用燃气柜对燃气进行贮存。据相关部门统计，我国目前拥有各种类型燃气柜3亿多个。 众所周知，燃气柜内贮存的是及其危险的可燃气体，一旦发生泄露，就会造成中毒、爆炸、环境污染等重大事故，其后果不堪设想。因此，燃气柜的管理历来是燃气生产、贮存企业的重点，也是国家安监管理部门的重点监管对象。对于燃气柜内可燃气体数量的监控又是管理的重中之重。柜位过高(贮存燃气过量)燃气就会冲顶，造成泄漏，并导致燃气柜损坏。柜位过低(贮存燃气太少)造成资源浪费。因此，管理要求必须适时监测柜位。燃气柜体积庞大，最小贮柜体积都在8万立方米以上，高度在50米以上，最大达 150米，且贮存介质易燃易爆有毒，因此要求柜位检测仪表具有极高的防爆性能和大量程、 高精度的特点。国内目前尚无满足此要求的仪表，因此，目前的检测手段是使用进口仪表或依靠人工检尺。进口仪表价格昂贵，用户难以承受。人工检尺由工人按规定的时间和频次进行手工测量，由于是纯手工操作，人工检尺检测频率低，不能进行适时检测，无法实现自动化管理，而且工作量大，检测精度低，操作工人频繁爬上爬下存在安全隐患。近年来，随着石油开采及煤化工工业的发展，各部门对可燃气体自动化计量技术也越来越重视。由于燃气的特殊物理状态导致其采用的储物容器量较大，因此计量精度要求非常高，因为很小的物位高度测量误差都会带来很大的容量误差。欧美一些发达国家从八十年代开始，就借助于微电子、计算机、光纤、超声波、雷达等高科技的迅猛发展，将各种新技术、新方法应用到自动化计量领域，使可燃气体物位自动计量呈现出集功能、精度、现场一体化的新局面。典型的产品有美国FL0ELINE公司的超声波柜位计，荷兰的SUB公司的雷达柜位计。超声波柜位计的测量原理是仪表连续不断向燃气柜内发射超声波信号，并接收回波信号，通过回波时间计算柜内可燃气体高度。在实际使用环境中，介质的温度、压力等可能是变化的，导致声速的值不一定是定值340m/s，而上述方法假定声速是不变的定值的，这在实际使用环境变化的情况下显然会引起很大的测量误差。另外，上述技术确定时间的常规阈值判别方式本身就存在较大的误差，而且，在测量过程中易受电磁干扰影响；雷达柜位计原理与超声波原理相同，只是增大了发射功率和波长，解决了超声波柜位计测量精度低、易受电磁干扰的问题，但由于增大了发射功率，增加了电能量，增大了安全隐患。
技术实现思路
本技术主要目的是为了解决上述问题，提供一种测量现场不带电、无安全隐患、不受电磁干扰的高精度光纤煤气柜柜位计。为了达到上述目的，本技术提供的技术方案是一种高精度光纤煤气柜柜位 3计，其包括测量单元、光码变送器和数据处理器；测量单元与光码变送器连接；光码变送器通过光缆和数据处理器连接；测量单元包括柜内配重、计量钢丝绳和重锤所述的光码变送器包括光耦、光码盘、磁片座、磁钢、主动轮和两个从动轮；主动轮和两个从动轮安装在光码变送器的前端；计量钢丝绳一端与柜内配重连接，并穿过主动轮、两个从动轮后另一端与重锤连接；柜内配重置于煤气柜的活塞内；重锤置于煤气柜外；磁片座安装在主动轮的主动轴后端；磁片座后部安装有从动轴；从动轴的后部安装有上支架和下支架；上支架通过短支柱固定在光码变送器上；上支架和下支架的上部安装有光耦，下部通过长支柱连接； 长支柱的后部安装有光纤勾；光码盘通过码盘夹固定在上支架和下支架之间的从动轴上； 磁片座上下两侧均安装有磁钢；光耦与所述光缆的一端连接；光耦内的光缆的端头上还装有棒形透镜；数据处理器包括光脉冲单元、放大整形单元、倍频处理单元、分CPU处理器、总 CPU处理器、数据存储单元和电源监测单元；光脉冲单元与放大整形单元连接；放大整形单元再与倍频处理单元连接；倍频处理单元再与分CPU处理器连接；分CPU处理器再与总CPU 处理器连接 ’总CPU处理器再通过通讯接口与上位机连接；分CPU处理器分别还与数据存储单元和电源监测单元连接 ’总CPU处理器也连接有电源监测单元；光缆与所述的光脉冲单元连接；光缆为4芯光缆。本技术使用时，当被测煤气柜的界面发生变化时，柜内活塞上升或是下降时带动气柜内配重上下移动，根据动平衡原理计量钢丝在重锤的牵引下上下移动，通过主动轮把钢丝绳的直线位移转化为角位移，带动主动轮旋转，主动轮旋转带动磁片座旋转，磁片座上有磁钢，通过磁耦合带动光码盘旋转，切割由光缆传输过来的光信号形成光脉冲传输回控制室经过数据处理器把光脉冲信号转化为电信号在显示设备上显示出活塞位置。光脉冲处理单元发出两束光信号，经过光纤的传输和光码变送器的处理回到光脉冲处理单元的是两束不规格光脉冲信号，数据处理器将这两束不规格光脉冲信号转变为电脉冲信号，经放大整形单元放大整形后，进倍频处理单元将波形的频率进行调整后，分别进入分CPU处理器经行处理，再由总CPU处理器将素有的信号经行处理后，以标准232或422 串口数据输出给计算机，显示出煤气柜柜位数值；经光缆传输过来的光脉冲信号还可以经处理后，以4-20mA的形式输出，并对柜位经行直接显示，并实现上下限报警功能。数据存储单元的作用是经行数据的存储，电源检测单元的作用是检测是否有MV电源信号。高精度光纤煤气柜柜位计安装在罐区危险场所，智能数据处理器和计算机控制系统安装在安全场合的操作室。柜位计与数据处理器之间通过光缆连接，安全做到罐区无电检测，本质安全防爆。在控制室内通过数据处理器的光电转换电路把电信号转换为光信号通过光缆传输给光码变送器一个连续的光信号，在测量单元内通过与活塞连接的计量钢丝绳带动主动轮旋转，把活塞上下位移转换为角位移，通过主动轮旋转带动光码盘旋转，光码盘旋转切割光缆传输过来的连续光信号形成光脉冲，光脉冲通过光缆传输回控制室内数据处理器的转换电路中，将光脉冲信号转换为电信号，电信号再经过数据处理把电信号转换为数字信号通过液晶显示面板显示为数字，同时电信号同步转换为4 20mA电信号输出给其他需要测量数据的终端。附图说明图1 本技术的使用时安装结构示意图；图2 本技术的光码变送器结构示意图；图3 本技术的数据处理器结构示意图；图4 本技术的主动轮和从动轮连接结构主视图。具体实施方式实施例如图1所示一种高精度光纤煤气柜柜位计，其包括测量单元、光码变送器1和数据处理器2 ；测量单元与光码变送器1连接；光码变送器1通过光缆3和数据处理器2连接；测量单元包括柜内配重4、计量钢丝绳5和重锤6。如图2、图4所示光码变送器1包括光耦7、光码盘8、磁片座9、磁钢10、主动轮11和两个从动轮12 ；主动轮11和两个从动轮12安装在光码变送器1的前端；计量钢丝绳5 —端与柜内配重4连接，并穿过主动轮11、 两个从动轮12后另一端与重锤6连接；柜内配重4置于煤气柜的活塞7内；重锤6置于煤气柜外；磁片座9安装在主动轮11的主动轴13后端；磁片座9后部安装有从动轴14 ；从动轴14的后部安装有上支架15和下支架16 ；上支架15通过短支柱17固定在光码变送器1 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段志鹏，曹福祝，
申请(专利权)人：承德市本特思达仪表有限公司，
类型：实用新型
国别省市：