威卡油罐數字壓力表設計探討
油罐常用U型壓力計或機械式壓力表作為壓力監控設備,可靠性能低。立足數字儀表的深入發展,探討設計一種用于油罐的壓力監控儀表,可對壓力的測量、顯示等功能的基礎上,實現對壓力的遠程監控,有利于進一步提高油庫管理的信息化、自動化水平。
在油料儲存過程中,為了防止油罐內外壓差過大,特別是負壓過大損壞油罐,油庫需要安裝u型壓力計等壓力監控裝置對罐內壓力進行監控。目前油庫比較普遍使用的是U型壓力計,該裝置具有結構簡單、成本低廉、安裝簡便等優點,然而,在長期的使用過程中,也暴露了許多問題,是油庫不可忽視的安全隱患。
1.油罐壓力監控存在的主要問題
1.1U型壓力計
U型壓力計因其簡單、廉價的優點使其在過去很長一段時間內得到了廣泛運用,同時,其弊端也是顯而易見和不可忽視的。
(1)做工粗糙,影響壓力計效能的正常發揮。壓力計內部的U型管用普通的塑料線卡固定,固定不牢靠,很容易發生松動和脫落,影響正常使用。
(2)開放的U型壓力計容易導致指示液氧化揮發和異物侵入。
(3)密封性能差,引起連通膠管中油氣泄露。
(4)信息化程度低,無法實現儲油信息的自動化。
1.2機械式微壓力檢測儀表
此類儀表近年才被研制出現,具有優于U型壓力計的諸多特點。
(1)外形簡潔美觀。采用圓形表盤不銹鋼外殼,體積較小,檢查維護方便。
(2)全封閉式設計。采用了金屬外殼封裝,能有效防止灰塵等異物侵入到儀表內部,保證儀表內部工作環境良好。
(3)指針表盤指示壓力。該儀表通過波紋管感應氣體壓力驅動指針旋轉,表盤上標識刻度識別氣體壓力,指針位置可以準確地顯示壓力數據。
(4可進行信號傳輸,實現遠程監控。該儀表可將波紋管的機械位移轉換成電訊號,并通過線路輸出到微機等顯示終端,對壓力進行實時監控并可實現壓力報警功能。
2.油罐數字壓力表需求分析
基于對行業現狀的分析,可以得出結論:現有壓力監控裝置仍然不能滿足行業的需要。隨著傳感技術的發展,為研制新的替代產品提供了可能。傳感器是一種檢測裝置,能感受到被測量的信息,并能將檢測感受到的信息,按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。基于新的壓力傳感器,提出了全新的解決方案,設計一種油罐數字壓力表,該裝置滿足如下使用要求:
1)戶外工作穩定性好(工作壽命>6a)、精度高(小到1mmH2O)、重復性好、低溫漂;
2)鋁合金外殼,堅固抗震,本安防爆,防水防塵;
3)具有反相保護、限流保護功能和增強型防雷保護功能,適合比較惡劣的現場環境;
4)微功耗,獨立電池供電,每組電池可3~5a連續供電,并具有電池容量報警功能;
5)動態位液晶數字顯示(相當于41/2位),可以顯示壓力數值和時間,壓力顯示值單位為Pa或mmHp;
6)遠程對壓力監控,可通過通信電纜遠程傳輸壓力信號,實現遠距離終端的壓力同步監控;
7)可選RS485、RS232等通訊模塊;
8)可選4~20mA、0~5V、1~5V、或特殊要求的模擬信號輸出模塊;
9)可選峰值測試功能,300~500次/s的采集速率可保證峰值的真實性;
10)具備在線檢測功能。
3.基本工作原理
該裝置安裝于油罐上,通過壓力傳感器與油罐內氣體空間接觸,感應油罐內氣體壓力后,將壓力轉換為對應的模擬電信號,經過信號處理電路處理,將模擬信號轉換成數字信號,并在液晶顯示屏上顯示壓力數值,方便巡查工作人員檢查罐內空間壓力是否在正常范圍內。當負壓或正壓超過規定數值時,裝置本身能發出聲光報警,提示現場工作人員及時采取措施保護油罐。裝置采用了低功耗電路,可采用電池供電,減少了電纜供電的麻煩,電池可連續工作3~5a,穩定性良好。
4.應用前景分析
該儀表防爆性能優良、使用維護方便、穩定性優良、通用性能好,在軍地油庫和加油站均可得到應用,可靠性和穩定性等*超越現有裝置,可在油料行業中進行推廣。
1)安全防爆。根據該壓力監控裝置所處爆炸危險場所的特殊性,設計采用本質安全型防爆,可通過管道連接安裝在任何方便查庫人員巡檢的位置。因此一般安裝于油罐頂部,也可根據實際需要設置于油罐周圍任何位置上。因此該裝置適用于任何軍內外油料倉庫使用環境,是保障油庫安全的利器。
2)使用維護方便。該裝置通過液晶窗口顯示壓力數值,直接明了,測量,巡檢人員非常容易對油罐的壓力狀況進行判斷,同時能顯示當前查庫時間,還設計了聲光報警功能,提醒巡檢人員或遠程控制終端掌握情況并及時處置。
3)穩定性優良。裝置使用獨立電池供電,采用微功耗電路設計,使電池連續穩定工作時間達到1a以上,期間根本無需進行檢修。控制電路采用單片機電路,其本身具備的穩定性賦予了裝置優良的穩定性能,確保了裝置長時間*工
作。
4)經濟適用。由于該裝置的信息化、自動化程度高,決定了其成本必然有所提高。一旦產品得到推廣,產品形成規模化生產,成本將得到大幅度降低,達到客戶滿意的程度。同時,由于其穩定的工作性能,一次投資多年收益,油庫安全得到有效保證,從這個角度來說是符合經濟適用要求的。
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