CN102506681B - 检测管道内运动清蜡小球的压电式压差传感器 - Google Patents
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Abstract
一种检测管道内运动清蜡小球的压电式压差传感器，端盖与第一主体连接，第一主体端盖一侧电路板输出经端盖通孔引出，第一主体一侧有与第一主体中心孔连通的第一进液孔，四个螺孔及两个通孔分布于第一主体上，第一密封圈放置于主体中心孔中，和第一密封圈依次相邻设置第一单面覆铜电极、压电圆片、第二单面覆铜电极以及第二密封圈，第二密封圈置于第二主体中心孔中，第二主体中心孔与第二进液孔连通，第二主体上分布有四个通孔，通孔和螺孔通过螺杆连接，第一单面覆铜电极和第二单面覆铜电极连有导线，导线经过通孔接入电路板；本发明能检测管道内运动清蜡小球位置，并将小球到达的信号传送给自动收球装置，作为自动收球装置的控制信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种压电式压差传感器，具体涉及一种检测管道内运动清蜡小球的压电式压差传感器。
背景技术
投球清蜡是保证油田输油管线畅通的重要技术手段。目前安装在原油集输站的定时自动收球装置是通过事先设定收球频次，来实现无人值守定时自动收球。该装置不能检测管道内运动清蜡小球的位置，未实现智能控制。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种检测管道内运动清蜡小球的压电式压差传感器，能够准确检测管道内运动清蜡小球的位置，并将小球到达的信号以电平信号的形式传送给自动收球装置，作为自动收球装置的控制信号。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种检测管道内运动清蜡小球的压电式压差传感器，包括一个端盖16，端盖16中心有一个通孔17，端盖16与第一主体19固定连接，第一主体19靠近端盖16一侧有凹槽，凹槽内放置电路板22，电路板22输出信号经过通孔17引出，第一主体19一侧有第一进液孔18，第一进液孔18与第一主体中心孔15连通，四个螺孔20均匀分布于第一主体19上，两个第一通孔21关于第一主体19对称面对称分布，第一密封圈7放置于第一主体中心孔15中，第一单面覆铜电极8紧靠第一密封圈7，第一单面覆铜电极8的覆铜面与压电圆片9相邻，压电圆片9另一侧放置第二单面覆铜电极10，第二单面覆铜电极10的覆铜面与压电圆片9相邻，第二单面覆铜电极10紧靠第二密封圈11，第二密封圈11放置于第二主体12中心孔中，第二主体12中心孔与第二进液孔13连通，第二主体12上均匀分布有四个第二通孔14，第二通孔14和螺孔20通过螺杆连接，对整体装置施加预紧力，第一单面覆铜电极8和第二单面覆铜电极10连有导线，导线经过第一通孔21接入电路板22。
所述电路板22的信号调理电路为：第一单面覆铜电极8引出导线与保护二极管D1负极连接，第二单面覆铜电极10引出导线与保护二极管D1正极相接之后接地，集成运算放大器TLC2262的3管脚接电阻R3，同时与保护二极管D1负极相连接，电阻R3另一端接地，集成运算放大器TLC2262的4管脚接地，2管脚与电阻R1相接，同时与电阻R2相连接，电阻R1另一端接地，电阻R2另一端与集成运算放大器TLC2262的1管脚相连接，集成运算放大器TLC2262的8管脚与电容C3相连接，同时接入电源网络VCC，电容C3另一端接地，集成运算放大器TLC2262的1管脚与电阻R4连接，电阻R4另一端与R7连接，同时与电容C1相连接，电阻R7另一端与集成运算放大器TLC2262的5管脚连接，电容C1另一端与集成运算放大器TLC2262的7管脚相连接，集成运算放大器TLC2262的5管脚与电容C2相连接，电容C2另一端接地，集成运算放大器TLC2262的6管脚与电阻R5相连接，同时与电阻R6相连接，电阻R5另一端接地，电阻R6另一端与集成运算放大器TLC2262的7管脚相接，集成运算放大器TLC2262的7管脚与比较器LM2903D的2管脚相接，比较器LM2903D的3管脚同时与电阻R8、R9、R10相连接，电阻R8和R9另一端相连接后接地，电阻R10另一端接入电源网络VCC，比较器LM2903D的8管脚和电源VCC网络相连接，电源网络VCC通过电容C4接地，比较器LM2903D的4管脚接地，1管脚与电阻R11相连接，同时与发光二级管DS1负极相接，发光二极管DS1正极与电阻R12相接，电阻R12的另一端接入电源网络VCC，电阻R11另一端接入电源网络VCC，三口插座J1的供电端1与电感L1相连接，电感L1的另一端与电容C6的正极相连，同时与电容C5的一端相连接，并在此处引出电源网络VCC，电容C6的负极与电容C5的另一端相连后接地，三口插座J2的接地端2接地，信号输出端3与比较器的1管脚相连接。
所述压电式压差传感器整体为圆柱形。
所述端盖16与第一主体19通过螺纹固定连接。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：当清蜡小球远离压电式压差传感器时，压电圆片两端无压差，当清蜡小球运动到传感器进液孔下方时，压电圆片两端产生压差，此时压电圆片两端有压差信号，此压差信号经集成运算放大器TLC2262_A放大两倍，集成运算放大器TLC2262_B与外接电容、电阻组成二阶巴特沃斯滤波器，对放大后的信号进行滤波，滤波后的信号经由比较器LM2903D与1V电压相比较，当滤波信号高于1V时，比较器LM2903D输出低电平，当滤波信号低于1V时，比较器LM2903D输出高电平，电平信号通过三口插座J1的信号输出端3输出，同时电平信号状态通过发光二极管DS1显示，此电平信号将作为自动收球装置的控制信号，因此，本发明压电式压差传感器能够准确检测管道内运动清蜡小球的位置，并将小球到达的信号以电平信号的形式传送给自动收球装置，作为自动收球装置的控制信号。
附图说明
图1为本发明压电式压差传感器机械结构图。
图2为本发明压电式压差传感器原理图。
图3为本发明电路板信号调理电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明工作原理和结构原理作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种检测管道内运动清蜡小球的压电式压差传感器，包括一个端盖16，端盖16中心有一个通孔17，端盖16与第一主体19通过螺纹连接，第一主体19靠近端盖16一侧有圆形凹槽，凹槽内放置电路板22，电路板22输出信号经过通孔17引出，第一主体19一侧有第一进液孔18，第一进液孔18与第一主体中心孔15连通，四个螺孔20均匀分布于第一主体19上，两个第一通孔21关于第一主体19对称面对称分布，第一密封圈7放置于第一主体中心孔15中，第一单面覆铜电极8紧靠第一密封圈7，第一单面覆铜电极8的覆铜面与压电圆片9相邻，压电圆片9另一侧放置第二单面覆铜电极10，第二单面覆铜电极10的覆铜面与压电圆片9相邻，第二单面覆铜电极10紧靠第二密封圈11，第二密封圈11放置于第二主体12中心孔中，第二主体12中心孔与第二进液孔13连通，第二主体12上均匀分布有四个第二通孔14，第二通孔14和螺孔20通过螺杆连接，对整体装置施加预紧力，第一单面覆铜电极8和第二单面覆铜电极10连有导线，导线经过第一通孔21接入电路板22。
如图1所示，本发明一种检测管道内运动清蜡小球的压电式压差传感器，优选的，其整体为圆柱形。
如图2所示，清蜡球2在管道1内运动，管道1内液体流向如图所示，当清蜡球2远离进液孔4时，电极5两侧压力P1和P2相等，此时压电圆片6两端无压差，当清蜡球2运动到进液孔4下方时，P1发生变化，此时压电圆片两端有电压信号输出，此电压信号接入电路板22，经过信号调理电路进行放大，并转变为电平信号输出。
如图3所示，所述电路板22的信号调理电路为：第一单面覆铜电极8引出导线与保护二极管D1负极连接，第二单面覆铜电极10引出导线与保护二极管D1正极相接之后接地，集成运算放大器TLC2262的3管脚接电阻R3，同时与保护二极管D1负极相连接，电阻R3另一端接地，集成运算放大器TLC2262的4管脚接地，2管脚与电阻R1相接，同时与电阻R2相连接，电阻R1另一端接地，电阻R2另一端与集成运算放大器TLC2262的1管脚相连接，集成运算放大器TLC2262的8管脚与电容C3相连接，同时接入电源网络VCC，电容C3另一端接地，集成运算放大器TLC2262的1管脚与电阻R4连接，电阻R4另一端与R7连接，同时与电容C1相连接，电阻R7另一端与集成运算放大器TLC2262的5管脚连接，电容C1另一端与集成运算放大器TLC2262的7管脚相连接，集成运算放大器TLC2262的5管脚与电容C2相连接，电容C2另一端接地，集成运算放大器TLC2262的6管脚与电阻R5相连接，同时与电阻R6相连接，电阻R5另一端接地，电阻R6另一端与集成运算放大器TLC2262的7管脚相接，集成运算放大器TLC2262的7管脚与比较器LM2903D的2管脚相接，比较器LM2903D的3管脚同时与电阻R8、R9、R10相连接，电阻R8和R9另一端相连接后接地，电阻R10另一端接入电源网络VCC，比较器LM2903D的8管脚和电源VCC网络相连接，电源网络VCC通过电容C4接地，比较器LM2903D的4管脚接地，1管脚与电阻R11相连接，同时与发光二级管DS1负极相接，发光二极管DS1正极与电阻R12相接，电阻R12的另一端接入电源网络VCC，电阻R11另一端接入电源网络VCC，三口插座J1的供电端1与电感L1相连接，电感L1的另一端与电容C6的正极相连，同时与电容C5的一端相连接，并在此处引出电源网络VCC，电容C6的负极与电容C5的另一端相连后接地，三口插座J2的接地端2接地，信号输出端3与比较器的1管脚相连接。
当清蜡小球远离压电式压差传感器时，压电圆片Y1两端无压差，当清蜡小球运动到传感器进液孔下方时，压电圆片Y1两端产生压差，此时压电圆片Y1两端有压差信号，信号调理电路以集成运算放大器TLC2262和比较器LM2903D为核心，压电圆片Y1产生的压差信号经集成运算放大器TLC2262_A放大两倍，集成运算放大器TLC2262_B与外接电容、电阻组成二阶巴特沃斯滤波器，对放大后的信号进行滤波，滤波后的信号经由比较器LM2903D与1V电压相比较，当滤波信号高于1V时，比较器LM2903D输出低电平，当滤波信号低于1V时，比较器LM2903D输出高电平，电平信号通过三口插座J1的信号输出端3输出，同时电平信号状态通过发光二极管DS1显示。
Claims (1)
1.一种检测管道内运动清蜡小球的压电式压差传感器，其特征在于：包括一个端盖（16），端盖（16）中心有一个通孔（17），端盖（16）与第一主体（19）固定连接，第一主体（19）靠近端盖（16）一侧有凹槽，凹槽内放置电路板（22），电路板（22）输出信号经过通孔（17）引出，第一主体（19）一侧有第一进液孔（18），第一进液孔（18）与第一主体中心孔（15）连通，四个螺孔（20）均匀分布于第一主体（19）上，两个第一通孔（21）关于第一主体（19）对称面对称分布，第一密封圈（7）放置于第一主体中心孔（15）中，第一单面覆铜电极（8）紧靠第一密封圈（7），第一单面覆铜电极（8）的覆铜面与压电圆片（9）相邻，压电圆片（9）另一侧放置第二单面覆铜电极（10），第二单面覆铜电极（10）的覆铜面与压电圆片（9）相邻，第二单面覆铜电极（10）紧靠第二密封圈（11），第二密封圈（11）放置于第二主体（12）中心孔中，第二主体（12）中心孔与第二进液孔（13）连通，第二主体（12）上均匀分布有四个第二通孔（14），第二通孔（14）和螺孔（20）通过螺杆连接，对整体装置施加预紧力，第一单面覆铜电极（8）和第二单面覆铜电极（10）连有导线，导线经过第一通孔（21）接入电路板（22）。
2、根据权利要求1所述的压电式压差传感器，其特征在于：所述电路板（22）的信号调理电路为：第一单面覆铜电极（8）引出导线与保护二极管D1负极连接，第二单面覆铜电极（10）引出导线与保护二极管D1正极相接之后接地，集成运算放大器TLC2262的3管脚接电阻R3，同时与保护二极管D1负极相连接，电阻R3另一端接地，集成运算放大器TLC2262的4管脚接地，2管脚与电阻R1相接，同时与电阻R2相连接，电阻R1另一端接地，电阻R2另一端与集成运算放大器TLC2262的1管脚相连接，集成运算放大器TLC2262的8管脚与电容C3相连接，同时接入电源网络VCC，电容C3另一端接地，集成运算放大器TLC2262的1管脚与电阻R4连接，电阻R4另一端与R7连接，同时与电容C1相连接，电阻R7另一端与集成运算放大器TLC2262的5管脚连接，电容C1另一端与集成运算放大器TLC2262的7管脚相连接，集成运算放大器TLC2262的5管脚与电容C2相连接，电容C2另一端接地，集成运算放大器TLC2262的6管脚与电阻R5相连接，同时与电阻R6相连接，电阻R5另一端接地，电阻R6另一端与集成运算放大器TLC2262的7管脚相接，集成运算放大器TLC2262的7管脚与比较器LM2903D的2管脚相接，比较器LM2903D的3管脚同时与电阻R8、R9、R10相连接，电阻R8和R9另一端相连接后接地，电阻R10另一端接入电源网络VCC，比较器LM2903D的8管脚和电源VCC网络相连接，电源网络VCC通过电容C4接地，比较器LM2903D的4管脚接地，1管脚与电阻R11相连接，同时与发光二级管DS1负极相接，发光二极管DS1正极与电阻R12相接，电阻R12的另一端接入电源网络VCC，电阻R11另一端接入电源网络VCC，三口插座J1的供电端（1）与电感L1相连接，电感L1的另一端与电容C6的正极相连，同时与电容C5的一端相连接，并在此处引出电源网络VCC，电容C6的负极与电容C5的另一端相连后接地，三口插座J2的接地端（2）接地，信号输出端（3）与比较器的1管脚相连接。
3、根据权利要求1或2所述的压电式压差传感器，其特征在于：所述压电式压差传感器整体为圆柱形。
4、根据权利要求1或2所述的压电式压差传感器，其特征在于：所述端盖（16）与第一主体（19）通过螺纹固定连接。
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