一种直行程气柜高度测量系统的制作方法

本发明涉及一种测量装置，尤其是涉及一种直行程气柜高度测量系统。

背景技术：

现有技术中对于底部水封直行程气柜高度的测量常用以下几种测量方式：

1)静压式原理：采用单法兰毛细管远传压力变送器，将毛细管一端固定于直行程气柜钟罩顶部，随着直行程气柜内液位高度的变化引起直行程气柜钟罩的移动，由于毛细管内充油，因此毛细管油柱高度也会相应变化，由于压力与液位高度的变化成正比，间接测量直行程气柜内液位的变化。此方法的缺点是油品的密度随气温变化很大，对于寒冷地区，冬季与夏季的密度变化会引起大致±3％范围的液位波动。另外还存在零点漂移。最致命的是毛细管不宜固定，对于恶劣天气及钟罩的移动，毛细管存在卷入、卡断的风险，不能保证准确测量。例如中国专利cn201476755u公开的基于平行多囊腔恒压柔性储直行程气柜高度测量的装置，由直行程气柜、气囊、配重架、磁铁、测量模块组成，测量模块由芯片等组成的测量电路板和由干簧管、刻度线组成的测量标杆组成，芯片固定于测量电路板上，芯片的8个i/o端口分别连接一个干簧管，干簧管的另一端接地线，干簧管放置于测量标杆上；气囊上放置有配重架，配重架一侧设有磁铁，磁铁位于测量模块一侧，配重架顶部放置有配重，配重、配重架、气囊、磁铁位于直行程气柜内部；测量模块上的测量标杆位于直行程气柜一侧，该专利也没有解决上述技术问题。

2)钢带液位计：钢带固定于设备顶部，变送器和指示表头安装于设备底部，两者之间用滑轮组连接，此方法的缺点是，现在市场上的钢带液位计，大多不带sil认证，其可靠性较低，平均无故障时间不能完全保证。对于严重的霜冻天气，钢带有结冻挂冰风险，有可能导致钢带不能收回盘簧，影响测量。例如中国专利cn2183494公开的用于盛放可燃性气体的湿式螺旋型贮直行程气柜测高装置。它是在贮直行程气柜钟罩上安装一弧形轨道并配有测高滑轮，联接钢丝绳、信息码带、钢带及重锤。通过传感器将信息码带上光信号转换成电信号后传给二次表及报警器，解决了贮直行程气柜的远距离高度监测和限位报警问题，但是也没有解决钢带回收影响测量的问题。

3)顶装式非接触雷达液位计：随着直行程气柜内液位高度的变化引起直行程气柜钟罩的移动，因此非接触雷达液位计需要安装在设备顶部之上，会导致安装高度过高，不利于检修、维护，对于积雪的堆积，会使雷达波遇到积雪导致雷达波散射回波变小，甚至消失。例如中国专利cn103308117a公开的储直行程气柜测高系统，包括：雷达物位计，设置于储直行程气柜的顶部，输出其监测到的储直行程气柜高度数据；风光互补电源，与所述雷达物位计连接，为所述雷达物位计提供电力能源；数据接收显示装置，与所述雷达物位计连接，接收所述雷达物位计输出的高度数据并显示。但是该专利也无法解决雷达信号不稳定导致精确度低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的测量可靠性低，不便于安装维护的缺陷而提供一种底部水封直行程气柜高度测量系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种直行程气柜高度测量系统，包括：

雷达液位仪，倒置安装在直行程气柜顶部边缘的正下方，

反射波组件，安装在直行程气柜顶部边缘，位于所述雷达液位仪的正上方，

检测保护组件，设置在所述雷达液位仪的外侧。

所述雷达液位仪为非接触高频雷达液位计，雷达波从下往上发射，输出模拟信号至反射波组件。通过将雷达液位仪设置在直行程气柜的底部，不需要到直行程气柜顶部进行检修维护，大大降低了维修的风险和成本。雷达液位仪向上发射雷达波，然后接收反射信号来对直行程气柜的高度进行测量，由于设置的反射波组件的下方不会有积雪堆积，这样很好地解决了将雷达液位仪设置在顶部向下发出雷达信号时，信号会消失或者变小的问题。在不改变雷达液位计仪表本身的前提下，在安装的形式上反其道而行之，采用逆向思维反常规做法，把雷达波反向倒打(通常雷达液位计仪表安装要求：雷达波需要从上往下发射，然后雷达的回波从下往上收波，利用时域反射间接测量直行程气柜的高度)，但是这样的安装方式对于环境恶劣的大雪堆积天气，由于雪花的不规则的几何反射导致雷达波的回波的减少及严重丢失，导致雷达液位计在此工况下不能正常工作。将雷达液位计倒打，能够获得了预想不到的更好的技术效果。

所述雷达液位仪还内置防浪涌保护，当直行程气柜布置在空旷的场地时，设置上述组件可以防止雷击。

所述雷达波的波束角≤4°，如果波束角越大，发射波越散波不利于发射波的回收，影响仪表的测量。

所述雷达液位仪安装角度可调，控制雷达波能够准确反射至反射波组件上。

所述反射波组件安装在直行程气柜的钟罩顶部边缘。

所述反射波组件为金属网，采用金属网既抵御了雨天和大风恶劣工况，又能保证雷达波反射率，其结构要求就是尽最大可能将发射波全部收回，并且最少的堆积雨雪。金属网的开孔直径为5～10mm；金属丝的直径为1.5～2.5mm。

所述检测保护组件为保护箱或保温箱，使用保护箱能够避免外力对雷达液位仪产生损坏，保温箱的使用使本申请可以应用在低温环境中，采用电加热等方式保证雷达液位仪工作时的环境温度，对于降雪量较大环境，还可以采用伴热方式融化积雪，伴热形式可根据实际工况考虑电伴热，蒸汽伴热或热水伴热，使得积雪不容易在检测保护组件的顶部堆积，影响检测结果。

所述保护箱或保温箱的顶部为倾斜状、圆弧状、三角形或其他非水平状结构，这样能够进一步使积雪不容易堆积，另外对于普通降水、降雨环境，采用上述斜面、圆弧顶等非水平状结构设计，保证雨雪不堆积，保护箱或者保温箱的顶部不会被压塌。通过上述技术方案保证雷达波的有效发射又要保证雨雪不堆积，通常采用顶部为斜面的保温箱，少量的雨雪会利用几何形状自然滑落，如果大雪导致堆积我们在保温箱中采用了带温度控制器的电伴热带，可以随时调节温度使得雨雪融化，保证雷达液位计在此工况下也可以正常工作。

所述保护箱或保温箱的顶部的材料采用雷达波容易穿透材料，包括ptfe或pp材料，方便雷达波穿透保护箱或保温箱的顶部到达反射波组件，另外上述材料机械强度也较好，不易损坏。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、通过在直行程气柜顶部设置反射波组件，利用对反射波的检测，解决了现有将雷达液位仪安装在直行程气柜顶部，由于雷达信号不稳定导致测量结果不准确的问题(在雨雪有堆积时)；

2、雷达液位仪安装在直行程气柜的下方，一方面方便维修，另一方面避免遭受顶部的恶劣天气的影响，使得使用寿命获得延长；

3、通过设置检测保护组件使得本测试系统能够应用在不同的环境中，应用范围广泛。

附图说明

图1为直行程气柜高度测量系统的安装结构示意图；

图2为雷达液位仪的安装结构示意图；

图3为检测保护组件的结构示意图。

图中，1-雷达液位仪、2-反射波组件、3-检测保护组件、4-维修通道、5-直行程气柜、6-温度控制器、7-顶板、8-石棉隔热层、9-电伴热带。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种直行程气柜高度测量系统，其安装结构如图1所示，包括雷达液位仪1、反射波组件2、检测保护组件3等。雷达液位仪1倒置安装在直行程气柜5顶部边缘的正下方，具体位置根据实际情况可以灵活调整。例如可以设置在直行程气柜5的中间位置，也可以设置在地面上，本实施例是安装在在直行程气柜5的下方，外面罩设有检测保护组件3能够进一步起到保护作用。在雷达液位仪1的下方设置有维修通道，方便进入检修维护。反射波组件2安装在直行程气柜5顶部边缘，位于雷达液位仪1的正上方。

使用的雷达液位仪1为非接触高频雷达液位计，雷达波从下往上发射，输出模拟信号至反射波组件，雷达波的波束角≤4°。通过将雷达液位仪设置在直行程气柜的底部，不需要到直行程气柜顶部进行检修维护，大大降低了维修的风险和成本。雷达液位仪向上发射雷达波，然后接收反射信号来对直行程气柜的高度进行测量，由于设置的反射波组件的下方不会有积雪堆积，这样很好地解决了将雷达液位仪设置在设备顶部向下发出雷达信号时，信号会消失或者变小的问题(有积雪堆积)，从而获得了预想不到的更好的技术效果。并且在雷达液位仪1内置防浪涌保护，而且雷达液位仪1的安装角度可调，控制雷达波能够准确反射至反射波组件2上。

本实施例中反射波组件2安装在直行程气柜的钟罩顶部边缘，从而方便对直行程气柜的高度进行检测。使用的反射波组件2为金属网，采用金属网既抵御了雨雪堆积和大风恶劣工况，又能保证雷达波反射率，金属网的开孔直径为10mm；金属丝的直径为2.5mm。

检测保护组件3的结构如图3所示，本实施例采用的是保温箱，使本申请可以应用在低温环境中，雷达液位仪1设置在保温箱内，在保温箱的上方设有电伴热带9对顶部进行加热，从而融化落在保温箱顶上的积雪，利用温度控制器6控制加热的温度。保温箱的顶板7为倾斜状结构，这样能够进一步使积雪不容易堆积，保温箱的顶部不会被压塌。顶板7采用ptfe材料制作得到，方便雷达波穿透保护箱的顶部到达反射波组件，该种材料机械强度好，不易损坏。另外利用石棉隔热层8组成保温箱的内壁，从而防止热量散发。这样采用电加热等方式保证雷达液位仪工作时的环境温度，对于降雪量较大环境，还可以采用伴热方式融化积雪，伴热形式可根据实际工况考虑电伴热，蒸汽伴热或热水伴热，使得积雪不容易在检测保护组件的顶部堆积，有效防止积雪影响检测结果。

实施例2

一种直行程气柜高度测量系统，其结构与实施例1相同，不同之处在于，本实施例不需要在极低温度环境下使用，因此采用的检测保护组件为保护箱，避免外力对雷达液位仪产生损坏，保护箱的顶部为圆弧状结构，采用这样的非水平状结构可以保证雨雪不堆积，保护箱的顶部不会被压塌。并且保护箱的顶部采用pp材料制作得到，方便雷达波穿透保护箱的顶部到达反射波组件，该种材料机械强度好，不易损坏。使用的金属网的开孔直径为8mm；金属丝的直径为2mm。

实施例3

一种直行程气柜高度测量系统，其结构与实施例1相同，不同之处在于，本实施例采用保护箱的顶部为三角形结构，采用这样的非水平状结构可以保证雨雪不堆积，保护箱的顶部不会被压塌。并且保护箱的顶部采用pp材料制作得到，方便雷达波穿透保护箱的顶部到达反射波组件，该种材料机械强度好，不易损坏，使用的金属网的开孔直径为5mm；金属丝的直径为1.5mm。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。