傳感器儲油罐液位檢測系統(tǒng)設(shè)計.doc

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1、.東北石油大學課程設(shè)計課程傳感器課程設(shè)計題目儲油罐液位檢測系統(tǒng)設(shè)計院系專業(yè)班級學生姓名學生學號指導教師2013年7月16日..任務(wù)書課程傳感器課程設(shè)計題目儲油罐液位檢測系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)學號主要容：本文主要是針對類似油罐等封閉式液體的液位的測量，在考慮了各種液位測量方式后，根據(jù)前文所述，決定要超聲波作為主要手段，采用脈沖回波測量法。綜合運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)計控制電路。繪出硬件電路圖，對參數(shù)進行計算，確認元器件的工作電流、電壓、頻率和功耗等參數(shù)能滿足電路指標的要求，最終完成對儲油罐液位的測量?；疽螅?、利用已學不同種

2、類傳感器，設(shè)計儲油罐液位測量電路。2、最終完成對儲油罐液位的測量。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,2004.[2]洋.電子制作—電子電路設(shè)計與制作[M].：科學,2005.8.[3]國鈞，紹業(yè)，王鳳翥.圖書館目錄[M].：高等教育,1957.8.[4]施文康，余曉芬.檢測技術(shù)[M].：機械工業(yè),2010.完成期限2013.7.12—2013.7.16指導教師專業(yè)負責人2013年7月16日..摘要超聲波液位測量是一種非接觸式的測量方式,它是利用超聲波在同種介質(zhì)中傳播速度相對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(如電磁的或光學的方法),它不受光線、被測對象顏色的影響，對于被測物處于黑暗、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距系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。試設(shè)計儲油罐（圓柱體型）液位、溫度的實時監(jiān)測系統(tǒng)。對現(xiàn)采用的油罐測量技術(shù)作對比，選用合適的測量技術(shù)，保證原油儲罐的安全，降低勞動強度，取得良好的經(jīng)濟效益。關(guān)鍵詞：儲油罐；液位測量；儀表；現(xiàn)狀..目錄一、設(shè)計要求1二、方案設(shè)計11、方案一12、方案二23、方案三2三、傳感器工作原理3四、超聲波測液位電路圖41、發(fā)射裝置52、接收裝置

4、6五、超聲波測液位參數(shù)選擇61、總體描述62、參數(shù)計算73、器件選擇74、系統(tǒng)需要的元器件清單7六、總結(jié)8..儲油罐液位檢測系統(tǒng)設(shè)計一、設(shè)計要求我國石油資源豐富,采油煉油企業(yè)眾多,儲油罐是儲存油品的重要設(shè)備,儲油罐液位的精確計量對生產(chǎn)廠庫存管理及經(jīng)濟運行影響很大。但國許多反應(yīng)罐、大型儲油罐的液位計量仍采用人工檢尺和分析化驗的方法,其他參數(shù)的測定也沒有實行實時動態(tài)測量,這樣易引發(fā)安全事故,無法為生產(chǎn)操作和管理決策提供準確的依據(jù)。采用計算機自動監(jiān)測技術(shù),實時監(jiān)測儲油罐液位、溫度等參數(shù),可以方便了解生產(chǎn)狀況,及時監(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)計儲油罐（圓柱體型）液位的實時監(jiān)測系統(tǒng)[1]。二、方案設(shè)計目前國外工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用間接的液位測量方法，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、磁場等環(huán)境條件變化時，將引起光纖傳輸?shù)墓獠?，如光強、相位、頻率、偏振態(tài)等改變。如果能測量出光波變化的信息，就可以知道導致這些光波量變化的壓力、溫度、電場、磁場等物理量的大小，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、器無可比擬的優(yōu)點，如靈敏度高、響應(yīng)速度快、動態(tài)圍大、防電磁干擾、超高壓絕緣、無源性、防燃防爆、適用于遠距離遙測、多路系統(tǒng)無地回路“串音”千擾、體積小、機械強度大、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、方案二差壓法測液位廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)過程，但在當被測液的密度隨環(huán)境變化而變化的情況下，差壓法測液位的誤差很大，針對上述問題有人提出采用溫度補償法，但由于石油原油的組成成分復雜，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、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統(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。聲學式物位檢測方法就是利用超聲波的性質(zhì)，通過測量聲波從發(fā)射至接收到被測物位界面所反射的回波的時間間隔來確定物位的高低超聲波發(fā)射器被置于容器底部，當它向液面發(fā)射短促的脈沖時，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，則有如下簡單關(guān)系：(1)超聲波接收