混合层检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种混合层检测装置，包括传动装置，与传动装置连接的传送带，设置在传送带上的超声波探头，超声波探头可以发射和接收超声波，和超声波成像装置，超声波成像装置与超声波探头通过有线或无线方式连接。本实用新型专利技术的装置能够准确地描述混合层的位置以及其中各组分的分布状态。而且，由于混合层的内部分布是实时变动的，通过同步移动一组等距的固定的超声波探头能在更少的时间内，检测整个液层，相较于单个探头，缩短了检测时间，提高了效率，也使得到的数据更贴近事实。工业生产中混合层的识别一直缺少有效的检测装置，本实用新型专利技术填补了这一空白，能够为混合层的识别提供解决装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及液层检测，尤其涉及一种基于超声波技术，用于检测液体储罐中的混合层所处位置及分布状态的混合层检测装置，属于超声波应用

技术介绍
在工业生产中，液体储罐里常含有多种成分。在这种情况下，有可能存在多种物质混合的混合层。了解混合层在液体中的分布及混合层中各组分的分布，可以提高生产效率和产品质量。例如在油品行业，在原油生产中需要把原油中的油和水分离。而在油水分离过程中，存在着油和水的混合层，该状态也称为乳化层。需要对乳化层进行破乳才能使油水比较充分的分离。所以破乳过程中，对乳化层的厚度及乳化程度的实时了解和掌控，可提高油水分离的生产效率和油品质量。其他行业诸如食品、水处理等行业也都期望通过对混合层的了解来指导生产。现有的技术，譬如运用射频导纳或者重力浮子等技术的检测装置，都不能很好地描述混合层的位置和混合层不同组分的分布状态。举例来说，在油品行业中，射频导纳检测装置的工作原理是把电极放入容器内，测量电级和罐壁之间的电容值。作为两极之间介质的油和水介电常数相差很大，油层所产生的电容值很小，可以忽略，电容值的大小基本由水层的高度来决定。所以根据测量电容的大小就能算出容器内水层的高度，这个电容值是个集中参数，它能表达容器中水层的高度，但不能反应出混合层的位置及状态。同样，重力浮子装置利用油水比重的不同，让浮子悬浮在油水界面处，也只能反映水层的高度。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中无法详细地描述混合层的位置及分布状态的缺陷，提出一种基于超声波技术的混合层检测装置，包括传动装置，与传动装置连接的传送带，设置在传送带上的超声波探头，所述超声波探头可以发射和接收超声波，和超声波成像装置，超声波成像装置与超声波探头通过有线或无线方式连接。所述传动装置为一电机。所述传送带为钢带。所述传送带上设置两个或两个以上超声波探头。当设置三个或三个以上超声波探头时，相邻两超声波探头之间的距离相等。所述距离为I米。所述超声波探头的发射方向与传送带的运动方向垂直。所述传送带连续移动。所述传送带以步进方式移动。所述传送带竖直方向移动。和现有技术相比，本技术的优势在于现有技术无法详细地描述混合层的位置及分布状态。本技术的装置能够准确地描述混合层的位置以及其中各组分的分布状态。而且，由于混合层的内部分布是实时变动的，通过同步移动一组等距的固定的超声波探头能在更少的时间内，检测整个液层，相较于单个探头，缩短了检测时间，提高了效率，也使得到的数据更贴近事实。工业生产中混合层的识别一直缺少有效的检测装置，本技术填补了这一空白，能够为混合层的识别提供解决装置。附图说明图1表示水层中的油滴示意图；图2表示图1情况下的超声波回波情况示意图；图3表示图1情况下的超声波回波成像示意图；图4表示实施例的混合层检测装置检测混合层时的示意图，其中，A—液体罐壁B一悬浮颗粒、或液滴C一超声波；图5表示实施例装置得到的回波曲线示意图；图6表示实施例装置得到的回波成像示意图；图7表示混合层检测装置示意图，其中，1-电机2-丝杆3-丝母4-安装法兰5超声波探头6—钢带7—超声波成像装置；图8表示混合层检测装置放入液体罐内测量时的示意图。具体实施方式下面通过具体实施例结合附图对本技术作进一步描述。本技术的混合层检测装置包括一组间隔等距的超声波探头、连接钢带、传动装置，所述超声波探头固定在钢带上，沿着和液面平行的方向发射超声波；所述传动装置带动所述的钢带和超声波探头沿着和液面垂直的方向移动。在使用本技术的混合层的检测装置时操作如下沿着和液面相交的方向由钢带固定连接的等距的一组超声波探头进行移动探测，在移动过程中，所述超声波探头在钢带的联动下沿着和液面平行的方向发射超声波，通过收集超声波的回波生成液体的纵切面超声波图像，通过所述超声波图像确定混合层的位置及分布状态。其中，根据不同的使用需求，钢带可以连续移动或步进移动。在移动的过程中，超声波探头可以持续发射超声波以获得连续图像；所述和液面相交的方向优选为和液面垂直的方向。在一般情况下，液面位于水平方向，则超声波探头优选在竖直方向上移动。但当超声波探头不适宜在竖直方向上移动时，比如液体储罐本身倾斜导致超声波探头不能竖直移动，则超声波探头可以倾斜移动，不影响最终的成像。在生成超声波图像(简称成像)时，优选以高亮度表示大幅回波，以低亮度表示小幅回波。为了满足成像的要求，超声波探头发射的超声波的波长小于反射界面尺寸的两倍，优选小于界面尺寸。在此情况下，将超声波探头发射的超声波的频率设置在2-lOMHz的范围内能适应通常的工业应用需求。本技术所述的混合层可以位于液体储罐所储存的液体中的任何位置，比如底部、中部、或者顶部。本技术所述的混合层指的是一相为液体的混合层，比如油水乳化层(两相均为液体)、固液混合层(一相为液体，另一相为固体)、或者混有固体颗粒的油水乳化层(一相为液体，另两相分别为液体和固体)。本技术利用了超声波探测的原理设计出混合层检测装置，该混合层检测装置能够对液体进行检测成像，来获知混合层的分布位置及混合层中各组分的分布状态。通过超声波探头沿着平行于液面的方向(一般情况下是水平方向)发射超声波，并通过传动装置带动钢带和超声波探头在和液面相交的方向(优选竖直方向)移动，超声波探头经过一个行程的移动，发射的超声波束对它经过的区域就完成一次检测。对一组超声波探头的回波信号进行分析处理，就能还原出检测区域内混合层的分布位置和混合层中各组分的分布状态图。超声波探头检测后能得知混合层的分布位置和混合层中各组分的分布，依据是超声波的反射回波信息。所以产生回波是成像的基础，而产生反射回波的条件有两个。其一是回波产生在两种不同介质形成的界面(例如油水乳化层中水中的油滴或油中的水滴，都存在油水界面)，并且产生界面的两种物质声阻抗差大于千分之一。其二是发射的超声波波长要比反射界面的尺寸(即油滴的球面大小)要小。理论上当波长大于界面尺寸的两倍，则更容易发生衍射和散射，起不到反射的效果。换句话说，波长越小，能分辨的反射物越小。有界面反射区域和无界面反射区域的表现出来的差异在于前者能产生一定幅度的回波，而后者无回波。把这种差异性用图像的方式来表现出来，就是成像。在成像中，确定产生反射的界面坐标位置，并用不同的亮度来区别于无反射区域，就能把检测范围内的反射界面描绘出来。在本技术的原理描述中，把超声波探头发射方向称为X轴，传动装置带动探头移动的方向为Y轴。1、反射界面坐标位置的确定X坐标的确定可以根据同一脉冲波的发射波和反射波的时间差来得到反射界面到探头的距离。Y坐标的确定，由于超声波束水平检测，在产生反射回波那一时刻，反射界面的Y坐标和探头所处的Y坐标一致。所以确定探头的位置就能得知反射界面的Y坐标。探头位置的确定可以设定传动装置来解决。2、反射界面的成像有反射界面区域区别于无反射界面区域的特征，在于反射界面处有一个一定幅度的反射回波。在成像中用明暗度来表示回波幅度的大小，回波幅度大的位置亮度高，无反射区域成暗黑色。那么结合位置坐标，就能将反射界面描绘出来。以油品行业中的油水乳化层来举例。当一束超声波在不同位置对油水乳化层检测时，遇到水层中的油滴(如图1所示)，在油滴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合层检测装置，其特征在于，包括传动装置，与传动装置连接的传送带，设置在传送带上的超声波探头，所述超声波探头可以发射和接收超声波，和超声波成像装置，所述超声波成像装置与超声波探头通过有线或无线方式连接。

【技术特征摘要】
1.一种混合层检测装置，其特征在于，包括传动装置，与传动装置连接的传送带，设置在传送带上的超声波探头，所述超声波探头可以发射和接收超声波，和超声波成像装置，所述超声波成像装置与超声波探头通过有线或无线方式连接。2.如权利要求1所述的混合层检测装置，其特征在于，所述传动装置为一电机。3.如权利要求1所述的混合层检测装置，其特征在于，所述传送带为钢带。4.如权利要求1-3任一所述的混合层检测装置，其特征在于，所述传送带上设置两个或两个以上超声波探头。5.如权利要求4所述的混合层...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雷，张桦，
申请(专利权)人：北京古大仪表有限公司，
类型：实用新型
国别省市：