储油罐液位、温度实时检测
储油罐设计规范

储油罐设计规范储油罐设计规范主要涵盖了选址、结构设计、施工和监控等方面。
以下是一个包含约1000字的储油罐设计规范:一、选址1. 储油罐应远离居民区、水源地、火灾重点区等重要设施,防止,并满足相关法律法规和标准的要求。
2. 储油罐选址应考虑周围环境的地质情况、地下水位、交通运输便利等因素。
3. 在选址过程中,需要进行充分的现场勘察,并进行必要的勘探试验,以了解土壤的承载力、地下水位、地下水流方向等信息。
二、结构设计1. 储油罐结构应符合国家相关标准和法规的要求。
2. 储油罐应选用符合标准的材料,材料的厚度和质量应符合设计要求。
3. 储油罐应采用双壁或带保温层的结构,以降低温度影响和提高安全性能。
4. 储油罐应采用合适的密封措施,防止油品泄漏及外界物体侵入。
5. 储油罐内壁应进行腐蚀防护处理,以提高使用寿命。
三、施工1. 储油罐的施工应按照设计图纸和相关规范进行,施工现场应设有专人进行质量监督。
2. 施工过程中应加强安全措施,采取有效的防火、防爆措施,并按照安全技术规程操作。
3. 在施工过程中,应定期进行质量检查和监测,确保工程质量。
四、监控1. 储油罐应安装可靠的液位监测系统,实时监测油品的液位情况。
2. 储油罐应配备火灾报警和自动灭火系统,并定期进行测试和维护。
3. 储油罐应配备监控摄像头,实时监测周围环境,发现异常情况及时报警。
五、应急预案1. 储油罐应制定完善的应急预案,明确责任和应急处理程序,并组织相关人员进行应急演练。
2. 储油罐周边应设置消防器材和应急设施,以应对可能发生的紧急情况。
3. 储油罐应配备油品泄漏应急处理设备,并确保设备功能正常。
六、清洁和维护1. 储油罐应定期进行清洗和检查,及时清除杂质和沉淀物。
2. 对于老化或损坏的部件,应及时更换或修理。
3. 储油罐应制定维护计划,定期检查设备和系统的工作状态。
油罐车液位检测

油罐车液位检测随着工业化进程的不断推进,石油化工行业的发展也日益壮大。
而在石油化工生产中,油罐车的运输是一个重要的环节,必须确保油罐内油品的精准和安全。
液位是油罐车运输过程中最基本的参数之一,液位检测准确与否直接影响着燃油的配送并决定了油罐车的安全性。
因此,油罐车液位检测技术显得尤为重要。
一、油罐车液位检测的意义油罐车液位检测是指对油罐内的油品液位高度进行实时监测和记录的过程。
这个技术的意义在于它可以帮助确立油罐容量的准确估算,以及在液体超额运输方面发挥重要作用。
此外,油罐车的液位检测还可以预防运输过程中的油品泄漏和事故发生。
一旦发生事故,可能会导致财产损失和生命安全问题,液位检测技术可以预警并防范这些风险。
二、油罐车液位检测现状目前,油罐车液位检测技术已经有了一定发展,可分为电容式、差压式、微波式、超声波式、磁敏式液位检测等多种技术手段。
1. 电容式液位检测技术电容式液位检测技术是将油罐内部的金属板作为铝电容器的一个极板,油面或油层作为另一个极板,在大气或油面压力的作用下,测量电容值和电压的变化,以计算液体的高度并实现液位检测。
2. 差压式液位检测技术差压式液位检测技术是通过油罐两端测量油管的压力差值,再根据差异来判断油体的高度和液位位置。
但这种技术因为需要两台仪器,造价较高,不是很实用。
3. 微波式液位检测技术微波式液位检测技术采用微波测量原理,利用被测液体物理特性(介电常数)和相关的器件将否微波信号,通过司法运算的过程来计算出液位高度。
这种技术有一定的精度优势,但是价格比较高,维护起来也比较复杂。
4. 超声波式液位检测技术超声波式液位检测技术是在油罐的顶部和底部上分别安装发射和接收传感器,将信号通过超声波的方式穿过油光达到目的。
这种技术的精度非常高,可以实现连续监控油罐的液位变化。
5. 磁敏式液位检测技术磁敏式液位检测技术则是将油罐内的铁磁材料埋入油罐底座中,通过数值和磁场的变化,监测油罐内液体的液位。
油库自动化系统

油库自动化系统简介:油库自动化系统是指利用先进的技术手段对油库进行监控、管理和控制的系统。
通过自动化系统,可以实现对油库中的油品储存、进出库流程、油罐液位、温度等参数的实时监测和控制,提高油库的运行效率和安全性。
本文将详细介绍油库自动化系统的概念、功能、组成部份以及优势。
一、概念:油库自动化系统是指利用计算机、仪器仪表、通信等技术手段对油库进行自动化管理和控制的系统。
它通过实时采集油库中的各种参数数据,并对数据进行处理和分析,实现对油库运行状态的监测和控制。
二、功能:1. 实时监测与控制:油库自动化系统可以实时监测油罐的液位、温度、压力等参数,并根据设定的阈值进行报警和控制。
通过自动化系统,可以及时发现异常情况并采取相应的措施,保证油库的安全运行。
2. 进出库管理:油库自动化系统可以对油品的进出库流程进行管理和控制。
通过系统的电子标签和读卡器,可以实现对油品的自动识别和记录,减少人工操作的错误和漏洞,提高管理的准确性和效率。
3. 数据分析与报表生成:油库自动化系统可以将采集到的数据进行分析和统计,并生成相应的报表。
通过对数据的分析,可以匡助管理者了解油库的运行状况,优化运营策略,并及时做出决策。
4. 远程监控与管理:油库自动化系统支持远程监控和管理功能,可以通过互联网实时查看油库的运行状态,并进行远程控制。
这使得管理者可以随时随地对油库进行监控和管理,提高工作的灵便性和效率。
三、组成部份:油库自动化系统由以下几个主要组成部份构成:1. 传感器:传感器用于采集油罐液位、温度、压力等参数的数据,并将数据传输给控制系统。
传感器的选择应根据实际需求进行,以确保数据的准确性和可靠性。
2. 控制器:控制器是油库自动化系统的核心部份,负责接收传感器采集的数据,并根据预设的逻辑和算法进行处理和控制。
控制器通常采用先进的计算机技术,具备高性能和可靠性。
3. 人机界面:人机界面是管理人员与油库自动化系统进行交互的界面。
储罐液位检测

如何才能拍摄清晰的液位线?
储罐的外壳通常处于环境温度下,使用红外热像进行检测时外壳的温差相对较小,要得到一幅清晰的红外热 图,我们建议: 1 尽量选择热灵敏度较高的热像仪。 2 拍摄时要注意尽量避免测量阳光直设,在阴影处拍摄液位线不容易受到阳光干扰,效果较好。 3 拍摄时注意观察周围有无其他热源,特别对于表面较光亮的储罐,其外壳较易反射周围热源,造成检测干扰,故在拍 摄时若周围有热源,请改变拍摄角度。 4 若储罐内存储的是常温液体,则检测液位线最好在环境温度变化较为明显时刻进行(如早晨太阳升起1小时后至12点前 升温较为明显,下午太阳落山后1至2小时内降温较为明显) 5 调色板模式最好设置在灰度或铁红,这样热像图的液位线较为清晰。 Fluke Corporation 热像仪可望可及,问题点即拍即得
更多热像仪信息请参考: http://www .f液 位 检 测
热像仪应用 — PDM
PDM - Tank liquid level - 20080425
储罐虽然有液位计对液位进行控制,但液位计的失灵会导致空罐和满罐,使生 产突然中断或造成储罐溢出事故,造成巨大损失;红外热像仪可以直接在外表 面拍摄出液位线,帮助设备维护人员及时发现有故障的液位计,或者对存储容 量有明显偏差的罐体进行深入检测,避免潜在的危险。
更多热像仪信息请参考: http://www .fluke. com. cn/
版本号:V1.0
储罐液面 泥浆面 泥浆面
2 液位计在使用时有下列缺点: a) 压差式液位计:测量管容易被储罐内的液体沉积堵塞而失灵。 b) 机械式液位计(如浮子式液位计):液位计的钢带受罐内腐蚀性液体/气体的影响而锈蚀,造成浮子卡死而失灵。 c) 雷达/电容式液位计:储罐内往往有气液混相的情况,对于液位计有较大的干扰影响,造成液位显示偏差。 在液位计无法正常工作或没有液位计的时候,若没有红外热像仪,则需要由设备维护人员爬到罐顶进行目测,一般 正规的操作流程是:办理登高证;带上保险带;必须有另外一名设备维护人员在附近作为监护,以免意外的发生。 使用红外热像仪只需一名设备维护人员,不需办理任何手续,在储罐附近即可进行液位的检测,同时使用红外热像 仪不受储罐内的液体/气体的影响,有利于客户及时发现问题,避免损失。
油罐中使用液位计的两种测量方法 液位计常见问题解决方法

油罐中使用液位计的两种测量方法液位计常见问题解决方法1、间接测量法:利用传感元件测出与液位有关的信号后,再利用电量的转换得到所测液位仪。
例如:某油库某号罐区所使用的差压式液位仪就是测量液体在不同高度所产生的压力差,然后利用计算机通过密度换算,温度补偿等得到液位值。
再比如光导液位仪表是利用光电原理从与浮子罐内浮子相连的信息码带上读取液位编码信息,然后通过二次表翻译成液位值。
此种测量方法较为多而杂,成本高,系统误差大,但可以大大降低劳动强度,能有效适时的避开溢罐等安全事故的发生,简单实现储罐区自动化管理。
2、直接测量:人工测量法是利用计量工具直接测取液位,不需要任何中心转换。
例如,石油化工储运系统用的人工量油尺,浮子钢带式直读液位表(如读取光导表一次表刻度值),磁性液位计,磁翻版液位计等等。
这种测量方法直观、可信度高、使用简单,并且造价低,但人为读数误差较大。
目前在多数石化企业人工检尺仍是测量、掌控液位的紧要方法,并且常常作为标定其他仪表的紧要参考。
其实油库油罐的液位,并不特别紧要,用户实际要了解的并不是液位,而是通过测量液位来了解油罐中油品的实际数量(即吨数),从而防止满溢。
由此分析接受差压法来测液位(实际为吨数)也不失为一个好的选择。
磁翻板和其他任何仪表一样,在使用中都会显现一些这样或那样的情况,今日我们就讲讲当显现假液位怎么办?磁翻板液位计在长期的使用中简单显现假液位的现象,给用户带来了几大的麻烦,造成磁翻板液位计显现假液位的原因有以下几种:1、首先确定液相、气相都是通的!2、用一块磁铁,沿其表面扫一下全程,你即可以体会到会修正好。
3、假如是安全液体,先把液相放掉,执行操作2;4、假如气相的蒸汽压较大,关闭气相伐,将管中液体压回贮罐,执行2,操作。
顶装式磁翻板液位计适用于测量各种不便于侧面安装液位计的容器,特别是地下贮槽内的液位测量。
广泛适用于石油、化工、冶金、电力、轻工及医药等行业和部门。
5、外界干扰信号过大,造成电路得到的是假的信号,不是实际测量的信号;6、液位计内部的波导丝故障,比如松动,密封不好进水生锈等,造成信号失真;7、波导丝安装不正确,信号传递失真;8、信号处理电路故障。
浅析油罐液位检测的几种方法

图 . 饭距离测 晒 4
△f .
/ 八f
图 I 智能式静压液位测量系统图
22 微波法 .
测量基本原理: 电磁波在传播过程中遇到障碍物能 反射回来( 见图 2 , )雷达就是利用这个原理, 通过测量电 磁波从发射到反射的时间差, 计算出电磁波传播的距离, 其测量原理如图3 所示。
静压法测量液位则是间接的方法, 即在通过人工输 人标准密度或直接测量真实密度 P 经转换获得标准密 f 度的情况下, 按照人工输人或直接测量得到的油温换算
为 真实密 然 度, 后用底部压力传感器测得的 压力除以 真
实密度即可得到液位。因而液位的准确与否不但与压力 传感器有关, 且与人工输人或直接测量的标准密度及油 温有关, 其中任一个参数的误差都会导致液位的误差。 所以, 静压法虽然是测量质量的最好方法, 但不是测量液 位的最好方法。
量数据, 可用于罐区管理, 利用 H G得到的信息, T 通过 P C进行批量调和作业。应用 H G技术可直接计算重 L T
量或质量, 同时连续计算密度、 液位和体积。H G没有 T
可动部件, 罐内也没有任何器件, 维护工作量小, 因无磨
, 能 测 管 系 的 技 和 设 ,现 油 罐 智 监 与 理 统 新 术 新 备实 原 储
4所示。
雷达液位计使用频率在 l 附近的微波。油罐相 Oz H 对来说高度不高, 而所要求的精度、 分辨率高, 直接测量
万方数据
兹级的频率。本方法中, 超声波换能器选用频率 .= f 2 z在一般液体中传播速度 r 10 一10m s波 MH , , ( 50 , = ) 0 /
长人 二5 7 5 m s 一 . /。这种波长范围为以下的液面约束 m
图2 波的反射
油库自动化系统

战略创新与组织变革的成功案例研究引言在当今竞争激烈的商业环境中,无论是大型企业还是初创公司,都需要采取创新和变革的策略来应对不断变化的市场需求和竞争压力。
战略创新和组织变革是指企业在经营过程中采取的一系列创新和变革措施,以提高企业的竞争力、适应市场变化,并实现可持续发展。
本文将通过几个成功的案例研究,探讨战略创新与组织变革的关系以及如何成功实施这些策略。
案例一:苹果公司的战略创新与组织变革苹果公司是一个充满创新和变革的典范。
从一家只生产电脑的公司发展成为跨国科技巨头,苹果公司的成功得益于其战略创新和组织变革的实践。
1. 投资研究和开发苹果公司长期致力于研究和开发新技术和产品。
他们在投入大量的时间和资源来研究市场趋势、消费者需求,并不断推出创新产品,如iPhone和iPad。
这种持续的研发投资使得苹果公司能够保持技术领先地位,并在市场上取得竞争优势。
2. 变革领导者苹果公司的创始人史蒂夫·乔布斯是一位变革领导者。
他常常挑战传统观念,推动组织变革。
例如,他在苹果推出iPod时,对音乐行业产生了巨大影响,将音乐下载和播放完全改变了。
他的变革精神激励了整个苹果团队,使其成为具有创新意识和能力的组织。
3. 顾客导向的创新苹果公司一直坚持以顾客需求为导向进行创新。
他们不仅关注产品的功能和性能,也注重产品的用户体验和设计。
通过不断改进用户界面和界面设计,苹果公司创造了独特的产品体验,赢得了消费者的喜爱和忠诚。
案例二:亚马逊公司的创新战略与组织变革亚马逊公司是电子商务领域的领导者,他们通过创新和变革不断拓展业务和提升竞争力。
1. 数据驱动的决策亚马逊公司以数据驱动的决策为基础进行战略创新和组织变革。
他们通过大数据分析和算法来理解消费者行为、市场需求和竞争情况,以此为基础制定战略决策。
这种数据驱动的决策使亚马逊能够迅速响应市场变化,提前做出调整,并实现持续创新。
2. 革新供应链管理亚马逊以革新的供应链管理为基础,实现了高效运营和快速交付。
油库自动化系统

油库自动化系统油库自动化系统是一种集成为了先进技术和设备的系统,旨在提高油库的运营效率和安全性。
该系统通过自动化控制和监测,实现了油库内各个环节的自动化操作和数据管理。
下面将详细介绍油库自动化系统的标准格式文本。
一、系统概述油库自动化系统是基于先进的控制和监测技术,通过集成各种设备和传感器,实现对油库内油品储存、运输、配送等环节的自动化控制和数据管理。
该系统能够实时监测油品储罐的液位、温度和压力等参数,并通过自动化控制设备实现油品的自动加注、搅拌、过滤等操作。
二、系统组成1. 液位监测系统:通过液位传感器实时监测油罐的液位,并将数据传输给控制中心。
该系统能够准确测量油罐的液位,并及时报警,以防止油罐溢出或者过度放空。
2. 温度监测系统:通过温度传感器实时监测油罐内油品的温度,并将数据传输给控制中心。
该系统能够准确测量油品的温度,并根据设定的温度范围进行自动控制,以保证油品的质量。
3. 压力监测系统:通过压力传感器实时监测油罐内的压力,并将数据传输给控制中心。
该系统能够准确测量油罐的压力,并根据设定的压力范围进行自动控制,以保证油罐的安全性。
4. 自动加注系统:通过自动泵站和流量计实现对油罐的自动加注。
该系统能够根据设定的加注量和时间进行自动加注,并实时监测加注过程中的液位和压力,以确保加注的准确性和安全性。
5. 自动搅拌系统:通过搅拌设备和自动控制器实现对油罐内油品的自动搅拌。
该系统能够根据设定的搅拌时间和速度进行自动搅拌,并实时监测搅拌过程中的温度和液位,以保证油品的均匀性和质量。
6. 过滤系统:通过过滤设备和自动控制器实现对油品的自动过滤。
该系统能够根据设定的过滤条件进行自动过滤,并实时监测过滤过程中的压力和流量,以保证油品的纯净度和质量。
三、系统特点1. 高效性:油库自动化系统能够实现对油库内各个环节的自动化控制和数据管理,大大提高了油库的运营效率和生产能力。
2. 安全性:该系统通过实时监测和自动控制,能够及时发现和处理油罐内的异常情况,并采取相应的措施,以保证油罐的安全性和防止事故的发生。
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完成时间:2007.6.18储油罐液位、温度实时检测设计小组名单:任光辉张晨睿王资凯徐梦然韩冬芳朱晨1. 系统总体说明 (1)1.1课题任务规定的设计要求 (1)1.2设计方法比较 (1)1.3设计特色 (1)2. 总体解决方案概述 (2)3. 所用传感器简介[4] [5] (3)3.1光纤传感器 (3)3.2超声波传感器 (4)3.3半导体热敏电阻 (5)4. 系统描述 (6)4.1温度传感器PPM电路[1] [6] (6)4.2超声波测距[2][3] (7)4.3传感器PPM电路[8] (9)4.4复合及脉冲光发射电路 (10)4.5脉冲甄别电路[8] (10)4.6单片机数据处理[7][8] (11)5. 光推动系统的功率与信号通道设计[9][10] (13)5.1光推动系统简介 (13)5.2光推动通道 (13)6. 附录 (14)6.1存在的问题 (14)6.2解决的办法 (14)7. 致谢 (15)8. 参考资料 (16)1.系统总体说明1.1课题任务规定的设计要求我国石油资源丰富,采油炼油企业众多,储油罐是储存油品的重要设备,储油罐液位的精确计量对生产厂库存管理及经济运行影响很大。
但国内许多反应罐、大型储油罐的液位计量仍采用人工检尺和分析化验的方法,其他参数的测定也没有实行实时动态测量,这样易引发安全事故,无法为生产操作和管理决策提供准确的依据。
采用计算机自动监测技术,实时监测储油罐液位、温度等参数,可以方便了解生产状况,及时监视、控制容器液位及温度等,保障安全平稳生产。
试设计储油罐(圆柱体型)液位、温度的实时监测系统。
1.2设计方法比较1.3设计特色采用光纤传输,实现测量无电回路,避免电信号引起的危险,动态效应好,可以远端控制,实现数字脉冲的传输,避免干扰。
2.总体解决方案概述本次设计,我们采用光纤传输光推动油罐多参数侧量,系统的总体方案如图 2.1所示。
它由三部分组成:(1)测量现场的超声波液位传感器及其控制电路以及脉冲位置调制(PPM)电路,三只半导体热敏电阻以及脉冲位置调制(PPM)电路,多个不同宽度窄脉冲信号复用电路,PPM信号发射电路和光电转换供电电路。
(2)二次仪表的脉宽鉴别、信号解调、信号处理以及LD光源驱动电路。
(3)探头与二次仪表之间功率和信号双向光纤传输通道部分。
⎰⎰⎰⎰功率光纤图2.1 系统的总体方案图2.2 系统中传感器安装位置3. 所用传感器简介[4] [5]3.1 光纤传感器在光通信研究中发现,光纤受外界环境因素的影响,如压力、温度、电场、磁场等环境条件变化时,将引起光纤传输的光波量,如光强、相位、频率、偏振态等改变。
如果能测量出光波变化的信息,就可以知道导致这些光波量变化的压力、温度、电场、磁场等物理量的大小,于是就出现了光纤传感器技术。
时至今日,光纤传感器己成为现代传感器技术发展方向之一,各国在光纤传感理论和应用上进行了大量的研究工作。
尤其是近几年,它的发展异常迅速,呈现出巨大的开发潜力,受到一些工业先进国家研究单位的高度重视光纤传感器的信号载体是在光纤中传输的光,而光纤本身是一种介质材料,这就赋予了光纤传感器具有一些常规传感器无可比拟的优点,如灵敏度高、响应速度快、动态范围大、防电磁干扰、超高压绝缘、无源性、防燃防爆、适用于远距离遥测、多路系统无地回路“串音”千扰、体积小、机械强度大、可灵活柔性挠曲、材料资源丰富、成本低等。
由光纤、光源和光探测器组成的典型光纤传感器如图3.1.1(a) 功能型(b) 传导型图3.1.1 光纤传感器结构简介光纤波导原理:光纤由折射率n1(光密介质)较大的纤芯,和折射率n2(光疏介质)较小的包层构成。
当光线以较小的入射角θ1由光密介质1射向光疏介质2(n1>n2)时,根据Snell 定律有:图3.1.2 光纤基本结构2sin 21sin 1θθn n = 当2θ=90º时,c θθ=1,此时有:12sin n n c =θ,c θ称为临界角。
由图可见,当c θθ>1时,光纤再介质内产生连续向前的全反射。
同理,由图和Snell 定律可导出光线由折射率为n0的外界介质(空气n0=1)射入纤芯时实现全反射的临界角为:NA n n n =-=2221001sin θNA 定义为“数值孔径”。
一般: NA = 0.2~0.4 对应张角 11.5º~23.6º3.2 超声波传感器总体上讲,超声波发生器可以分为两大类:一类是用电气方式产生超声波,一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等;机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同,因而用途也各不相同。
目前较为常用的是压电式超声波发生器。
压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。
超声波有两个压电晶片和一个共振板。
当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频率时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。
反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,这时它就成为超声波接收器了。
超声波测距原理是超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为340m/s ,根据计时器记录的时间t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2。
每个传感器的中心频率都存在一定的误差,在40KHz 左右波动,而且超声波传感器发射波束时存在很大的发散角,从而导致方向性较差,而且随着传播距离的增加,在不同的发射角上信号衰减的程度也有变化。
在空气中的发散角及耗散性如图3.2.1 [SHIRLEY P A. An introduction to ultrasonic sensing[J].END,1989(11)]。
图3.2.1超声波在空气中的发散角及耗散性3.3 半导体热敏电阻信号通道探头中的温度敏感元件采用半导体热敏电阻。
选用半导体热敏电阻做一次测温元件的主要原因,一是半导体热敏电阻阻值大,在实现电阻到脉宽的转换时,可减少RC 转换电路的动态功耗;二是具有T-PWM 变换的高灵敏度,响应速度快(时间常数小)和小体积等优点。
但半导体热敏电阻存在特性参数分散性大,互换性差,电阻—一温度 为非线性关系等缺点。
近年来由于材料及工艺的不断改进,其温度敏感特性得到改善,在温度测量与控制中得到广泛应用。
系统中采用高精度(误差<0. 05 0C)的热敏电阻,其阻值与温度的关系为11()0B T T T R R e-=式中:TR —被测温度为T 时的电阻值,R —参考温度为T0时的电阻值,B —热敏电阻的材料系数。
系数B 除与材料有关之外,还与材料所处温度有关。
材料确定之后,近似为一常数。
合理选择B 值对温度值的灵敏度、测量范围、线性处理精度有直接影响,B 值在近似常规条件下,热敏电阻一温度为指数函数关系。
4. 系统描述4.1 温度传感器PPM 电路[1] [6]温度传感器的测量电路如图4.1.1所示。
由移位寄存器CC4015和或非门CD4002构成的分时电路控制开关CD4066,分别把三只半导体热敏电阻和一只参考电阻接入振荡器CD4047,使各电阻值转换为多谐振荡器的脉宽信号t1 ~ t4,脉宽与电阻的关系为()ln()(2)TR DD TR x DD TR DD TR V V V t RC V V V V -=-+- 式中 x = 1、2、3、4,C=0.1uF 。
当TRV =0.5DDV 时,2.2x x t R C=此脉宽信号通过上升沿触发单稳态触发器,用4uS 脉冲位置信号来表征,如图4.1.2所示。
图4.1.1温度传感器PPM 电路V1V1Out图4.1.2电路时序4.2超声波测距[2][3]超声波发射单元包括振荡电路和驱动电路.振荡电路是由反相器CD4069组成的非对称式多谐振荡器,它产生40 kHz的方波脉冲电路如图4.2.1所示.电路中第二级反相器输出的电压由R f(3K电阻和滑动变阻器)的调节,可以改变输入到第一级反相器输入端的相位.当相位达到同相时,实现正反馈,就成了稳定的振荡器.振荡周期公式为T=2.2×R f×C.因为CD4069为CMOS结构,所以逻辑门前的电阻Rp(100M)为第一级反相器的保护电阻.当Rp足够大时,第一级反相器的输入电流可忽略不计.由于超声波换能器中心频率都有偏差,所以R P采用电位计,可以调节到最佳谐振点,这也是不用单片机产生方波的原因.电路中IN1和IN2同时得到相位相反的2路控制脉冲,提供给驱动电路驱动控制采用了L293型直流电机PWM调速芯片,它内部的H桥电路可以产生相位相反的两路脉冲.驱动电路的直流电源电压可以改变,以适应不同传感器对电压的要求.振荡电路中产生方波的两端,分别接到驱动电路1A、4A端.控制输出电路中EN端为输出使能端,它由CON1端口控制,由单片机产生控制信号,通过光纤传输完成对其控制。
图4.2.1超声波发射单元图4.2.2 L293 结构超声波接收单元中包括:模拟放大、滤波电路、电平转换电路,如图4.2.2所示.模拟放大器选用高精度仪用放大器LM318作为信号放大与滤波之用,它的单位增益带宽为15 MHz,超出音频范围能够满足40 kHz的要求。
在放大电路的负反馈回路中接入电容C1构成低通滤波器.电容的选择可由公式.f=1/(2piR1*C)求出,式中.f为采用的超声波频率,R1为第一级的反馈电阻.因为多谐振荡器中有高频分量噪声,所以通过低通滤波器将高频噪声滤掉.经过2极放大后,通过电容耦合,信号与参考电压比较产生高低电平,经过图4.2.2超声波接收单元控制部分由单片产生7-8个周期的高电平,经过放大器驱动后,经GaAs发光二极管(LED)把信号发射出去,在信号控制端I/V转换后,控制L293来产生40KHz的超声波。
光纤图4.2.3单片机控制电路超声波的发生电路4.3 传感器PPM 电路[8]图4.3.1为传感器PPM电路,分别把输出的超声信号和温度信号调制成1us 和4us 的脉冲。
图4.3.1传感器PPM 电路图4.3.2 CD4098管脚分布图其中周期T= RC ,调节1、2和14、15脚上的电阻和电容使得产生4us 和2us 的脉冲4.4复合及脉冲光发射电路为了实现单光纤传输所有脉冲位置信号,用或门把表征超声波2uS脉位信号和表征温度传感器的4uS脉位信号进行电复合,经GaAs发光二极管(LED)把信号发射出去,图4.4.1示出了电复合及脉冲光发射电路。