傳感器儲(chǔ)油罐液位檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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1、.東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)課程傳感器課程設(shè)計(jì)題目?jī)?chǔ)油罐液位檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)院系專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師2013年7月16日..任務(wù)書(shū)課程傳感器課程設(shè)計(jì)題目?jī)?chǔ)油罐液位檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)號(hào)主要容：本文主要是針對(duì)類似油罐等封閉式液體的液位的測(cè)量，在考慮了各種液位測(cè)量方式后，根據(jù)前文所述，決定要超聲波作為主要手段，采用脈沖回波測(cè)量法。綜合運(yùn)用傳感器的基本原理繪出裝配草圖，選擇合適的傳感器，設(shè)計(jì)控制電路。繪出硬件電路圖，對(duì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，確認(rèn)元器件的工作電流、電壓、頻率和功耗等參數(shù)能滿足電路指標(biāo)的要求，最終完成對(duì)儲(chǔ)油罐液位的測(cè)量。基本要求：1、利用已學(xué)不同種

2、類傳感器，設(shè)計(jì)儲(chǔ)油罐液位測(cè)量電路。2、最終完成對(duì)儲(chǔ)油罐液位的測(cè)量。主要參考資料：[1]黃賢武，筱霞.傳感器原理與應(yīng)用[M].：電子科技大學(xué),2004.[2]洋.電子制作—電子電路設(shè)計(jì)與制作[M].：科學(xué),2005.8.[3]國(guó)鈞，紹業(yè)，王鳳翥.圖書(shū)館目錄[M].：高等教育,1957.8.[4]施文康，余曉芬.檢測(cè)技術(shù)[M].：機(jī)械工業(yè),2010.完成期限2013.7.12—2013.7.16指導(dǎo)教師專業(yè)負(fù)責(zé)人2013年7月16日..摘要超聲波液位測(cè)量是一種非接觸式的測(cè)量方式,它是利用超聲波在同種介質(zhì)中傳播速度相對(duì)恒定以及碰到障礙物能反射的原理研制

3、而成的。與其它方法相比(如電磁的或光學(xué)的方法),它不受光線、被測(cè)對(duì)象顏色的影響，對(duì)于被測(cè)物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力。因此，研究超聲波在高精度測(cè)距系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。試設(shè)計(jì)儲(chǔ)油罐（圓柱體型）液位、溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)現(xiàn)采用的油罐測(cè)量技術(shù)作對(duì)比，選用合適的測(cè)量技術(shù)，保證原油儲(chǔ)罐的安全，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：儲(chǔ)油罐；液位測(cè)量；儀表；現(xiàn)狀..目錄一、設(shè)計(jì)要求1二、方案設(shè)計(jì)11、方案一12、方案二23、方案三2三、傳感器工作原理3四、超聲波測(cè)液位電路圖41、發(fā)射裝置52、接收裝置

4、6五、超聲波測(cè)液位參數(shù)選擇61、總體描述62、參數(shù)計(jì)算73、器件選擇74、系統(tǒng)需要的元器件清單7六、總結(jié)8..儲(chǔ)油罐液位檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)要求我國(guó)石油資源豐富,采油煉油企業(yè)眾多,儲(chǔ)油罐是儲(chǔ)存油品的重要設(shè)備,儲(chǔ)油罐液位的精確計(jì)量對(duì)生產(chǎn)廠庫(kù)存管理及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響很大。但國(guó)許多反應(yīng)罐、大型儲(chǔ)油罐的液位計(jì)量仍采用人工檢尺和分析化驗(yàn)的方法,其他參數(shù)的測(cè)定也沒(méi)有實(shí)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量,這樣易引發(fā)安全事故,無(wú)法為生產(chǎn)操作和管理決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)油罐液位、溫度等參數(shù),可以方便了解生產(chǎn)狀況,及時(shí)監(jiān)視、控制容器液位及溫度等,保障安全平穩(wěn)

5、生產(chǎn)。試設(shè)計(jì)儲(chǔ)油罐（圓柱體型）液位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[1]。二、方案設(shè)計(jì)目前國(guó)外工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用間接的液位測(cè)量方法，如浮子式、液壓式、電容法、超聲波法、磁致伸縮式、光纖等。1、方案一在光通信研究中發(fā)現(xiàn)，光纖受外界環(huán)境因素的影響，如壓力、溫度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等環(huán)境條件變化時(shí)，將引起光纖傳輸?shù)墓獠?，如光?qiáng)、相位、頻率、偏振態(tài)等改變。如果能測(cè)量出光波變化的信息，就可以知道導(dǎo)致這些光波量變化的壓力、溫度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理量的大小，于是就出現(xiàn)了光纖傳感器技術(shù)。光纖傳感器的信號(hào)載體是在光纖中傳輸?shù)墓猓饫w本身是一種介質(zhì)材料，這就賦予了光纖傳感器具有一些常規(guī)傳感

6、器無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，如靈敏度高、響應(yīng)速度快、動(dòng)態(tài)圍大、防電磁干擾、超高壓絕緣、無(wú)源性、防燃防爆、適用于遠(yuǎn)距離遙測(cè)、多路系統(tǒng)無(wú)地回路“串音”千擾、體積小、機(jī)械強(qiáng)度大、可靈活柔性撓曲、材料資源豐富、成本低等。..圖1方案一原理框圖2、方案二差壓法測(cè)液位廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程，但在當(dāng)被測(cè)液的密度隨環(huán)境變化而變化的情況下，差壓法測(cè)液位的誤差很大，針對(duì)上述問(wèn)題有人提出采用溫度補(bǔ)償法，但由于石油原油的組成成分復(fù)雜，各煉油廠提供的石油組分差異很大，甚至同廠不同批次的石油物性參數(shù)也不一致，因此采用溫度補(bǔ)償法有一定的難度[2]。差壓傳感器2液位H定液位H0差壓傳感器1

7、UX2AD637ΔP/V轉(zhuǎn)換ΔP/V轉(zhuǎn)換AD637除法器液位顯示圖2方案二原理框圖3、方案三..總體上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。聲學(xué)式物位檢測(cè)方法就是利用超聲波的性質(zhì)，通過(guò)測(cè)量聲波從發(fā)射至接收到被測(cè)物位界面所反射的回波的時(shí)間間隔來(lái)確定物位的高低超聲波發(fā)射器被置于容器底部，當(dāng)它向液面發(fā)射短促的脈沖時(shí)，在液

8、面處產(chǎn)生反射，回波被超聲接收器接收。若超聲發(fā)射器和接收器到液面的距離為H，聲波在液體中的傳播速度為v，則有如下簡(jiǎn)單關(guān)系：(1)超聲波接收