CN105277226A - 防爆多功能测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防爆多功能测量装置，采用由碳原子蜂巢晶格结构石墨烯作为LNG多功能测量装置防爆外壳，其功效不仅能防止爆炸的冲击，更能防止子弹、炮弹、火箭弹等冲击，可广泛运用军事领域；而且在多功能测量装置负电工作的时候，能够有效地防止静电的产生，从而大大降低事故率；本发明罐体发生危险的时候，其智能主体不仅不受爆炸影响，还能实现自动报警，启动相关安全措施，并传送保存相关数据，为事后分析罐体事故的原因提供直接全面的数据，从而对LNG罐体起很好的监测保护功能。

Description

防爆多功能测量装置

技术领域

本发明涉及测控领域，尤其涉及一种防爆多功能测量装置。

背景技术

石墨烯作为一种具有异乎寻常特性的极薄的碳原子材料，近几年来吸引了研究人员巨大的兴趣。这种材料的强度比同重量的钢材要大207倍，而且能够以极高的效率导热和导电。这种新材料能够支撑起相当于其自身重量40万倍的物体而不发生弯曲。

一个这种石墨烯泡沫承受了力度超过每平方英寸1.45万磅的外力的重击——几乎相当于在世界海洋最深处——约10.9千米深——位于美国关岛沿海的马里亚纳海沟，即所谓的“挑战者”号海渊——的压力。

中国科学院上海硅酸盐研究所的研究人员领导的这项研究称，研究人员利用细小的管状石墨烯构成一个拥有与钻石同等稳定性的蜂窝状结构，从而创造出了这种泡沫状材料，他们新创造出的这种材料能够承受较之以往报道的石墨烯材料更大的冲击，这种材料还可以被挤压成其原始大小的约5%，而且依然能够恢复其原来的形态，而且即使这一过程重复1000次还能保持完好无损。

这种新材料的特性意味着其可以用在防弹衣的内部和坦克的表面作为缓冲垫，以吸收来自射弹(如子弹、炮弹、火箭弹等)的冲击力。

石墨烯作为防爆材料众所周知，但是以这种碳原子蜂巢晶格结构石墨烯作为多功能测量装置防爆外壳保护层国内外没有先例，况且这种碳原子蜂巢晶格结构石墨烯，刚刚被中国科学家发现，2015年9月27日才被国内外媒体报道。

发明内容

本发明提供一种防爆多功能测量装置，采用由碳原子蜂巢晶格结构石墨烯作为LNG多功能测量装置防爆外壳，其功效不仅能防止爆炸的冲击，更能防止子弹、炮弹、火箭弹等冲击，可广泛运用军事领域；而且在多功能测量装置负电工作的时候，能够有效地防止静电的产生，从而大大降低事故率；本发明罐体发生危险的时候，其智能主体不仅不受爆炸影响，还能实现自动报警，启动相关安全措施，并传送保存相关数据，为事后分析罐体事故的原因提供直接全面的数据，从而对LNG罐体起很好的监测保护功能。

为了解决上述技术问题，本发明采用技术方案：

一种防爆多功能测量装置，其特征在于，包括传感测量模块，智能主控模块，安全保护模块和无源供能模块。

所述传感测量模块包括温度传感器，湿度传感器，压力传感器，差压传感器，液位传感器，重量传感器，流量传感器和角度传感器当中的至少一种。

所述智能主控模块包括主体箱，控制电路板，显示屏，第一防静电护垫，第二防静电护垫，防爆进线和防爆进线接头。

所述主体箱包括第一箱体和第二箱体。

所述第一箱体采用分为第一箱体上盖体和下第一箱体箱体，所述第一箱体上盖体设防爆按钮和透视部，所述防爆按钮分开关按钮和复位按钮，所述透视部采用钢化玻璃或碳纤维玻璃制成，所述钢化玻璃或碳纤维玻璃与所述第一箱体上盖体采用密封技术处理；所述第一箱体上盖体与第一箱体下箱体间用防爆螺栓固定，切合面采用防泄漏和防锈蚀技术处理，所述上第一箱体盖体，防爆按钮和第一箱体下箱体均采用石墨烯材料制成，所述第一箱体盖体外壳防护层，第一箱体下箱体外壳防护层均采用采用由碳原子蜂巢晶格结构石墨烯制成，所述第一箱体内置蓄电池组。

所述第二箱体分为第二箱体上箱体和第二箱体下盖体，所述第二箱体上箱体与第一箱体上盖体共用，所述第二箱体下盖体采用石墨烯材料制成，与所述第一箱体下箱体用防爆螺栓固定，切合面采用防泄漏和防锈蚀技术处理，所述第二箱体内置控制电路板和显示屏。

所述第二箱体第二箱体下盖体上置第一防静电护垫，所述第一防静电护垫上置控制电路板，所述控制电路板上设高分率室外可读显示屏。

所述控制电路板包括微处理器，存储单元，电源控制电路，无线传输及定位单元。

所述蓄电池组下置第二防静电护垫，所述第二防静电护垫下置第二防爆隔板，所述第二防爆隔板与第二箱体底板之间有一定距离。

所述第一防静电护垫分为表面层和底层，所述表面层为静电耗散层，电阻10^6-9Ω，；所述底层为导电层，电阻10^3-5Ω，静电散除时间：<0.5s。

所述第二防静电护垫分为表面层和底层，所述表面层为静电耗散层，电阻10^6-9Ω，；所述底层为导电层，电阻10^3-5Ω，静电散除时间：<0.5s。

所述第一箱体分别设有第一防爆接头，第二防爆接头，第三防爆接头，第三防爆接头，第五防爆接头，第六防爆接头。

第一防爆进线穿过第一防爆接头与控制电路板连接，第二防爆进线穿过第二防爆接头与控制电路板连接，第三防爆进线穿过第三防爆接头与控制电路板连接，第四防爆进线穿过第四防爆接头与控制电路板连接，第五防爆进线穿过第五防爆接头与控制电路板连接，第六防爆进线穿过第六防爆接头与蓄电池组连接，第七防爆进线穿过第七防爆接头与控制电路板连接。

所述电源控制电路开启或关闭电源，启动安全报警模块和关闭安全防护阀，所述安全防护阀包括电磁阀或液压阀。

所述无线传输及定位单元包括无线传输和定位系统，所述无线传输包括无线传输模块包括红外线、蓝牙、WEIFI、NFC、GSM、GPRS、UWB、3G、4G、5G等无线传输模块中的至少一种。所述定位系统包括GPS全球定位系统、BDS北斗卫星导航系统、GLONASS格洛纳斯卫星导航系统、GALILEO伽利略卫星定位系统至少一种定位系统。

所述防爆进线包括钢管和或电缆和或防爆软管采用石墨烯材料制成，所述防爆进线接头采用石墨烯材料制成，与所述进线用密封圈和或聚四氟乙烯密封，外贴密封条密封。

所述安全保护模块包括现场报警单元，无线报警单元和安全阀闭关系统。

所述现场报警单元包括蜂鸣器、LED闪光灯，所述LED闪光灯采用色彩红色的闪光灯，或红绿交替的闪光灯，所述蜂鸣器、闪光灯可人工调置。

所述现场报警单元外壳采用采用石墨烯材料制成，LED闪光灯外壳采用钢化玻璃制成。

所述无线报警单元包括无线传输单元，控制中心，数据运营中心和无线接收终端。

所述无线报警单元通过所述无线传输模块向所述控制中心和或所述数据营运中心和或所述无线接收终端发出报警信号，所述控制中心和或所述数据营运中心和或所述无线接收终端设有警报单元，所述控制中心和或所述数据营运中心和或所述无线接收终端警报单元采用与现场报警单元相同或不同的装置。

所述无源供能模块包括供电模块和蓄电模块。

优选地，所述供电模块采用光伏发电，所述光伏组件板通过电源线将电能储存蓄电模块，所述蓄电模块分为第一蓄电池和第二蓄电池，所述光伏组件板发电通过电源线将电能储存于第一蓄电池、第二蓄电池，所述第一蓄电池作主配电池提供能源，提供日常电能消耗，所述第二蓄电池作为副配电池提供能源，在主配电池不能工作的条件下，提供给主控主板或测量电板电源；两者实现无缝切换，在切换时所述电源控制电路先关闭主板电路和测量电路及其他电路，然后进行无缝切换，以免对电路设备造成损害。

所述光伏发组件板在所述第一蓄电池，所述第二蓄电池充满的时，由电源控制电路调整直接向控制电路板供电，或在为所述所述第一蓄电池，所述第二蓄电池充电的时，同时控制电路板或测量电板供电；所述光伏组件板电压低于预设值时，则断开所述光伏组件板供电，直接有蓄电池组供电。

采用上述技术方案后，本发明可彻底地避免智能测量主体因爆炸而发生损坏，从而有效进行罐体自保护功能，同时，将现场数据通过远程传送给控制中心或数据运营中心和存储储存单元，为事故的原因分析，提供最准确的数据。

附图说明

图1为本发明实施例的一种防爆多功能测量装置的外部示意图。

图2为本发明实施例的一种防爆多功能测量装置的内部结构示意图。

图3为本发明实施例的一种防爆多功能测量装置侧面示意图。

1第一箱体、2第一传感器、3第一防爆进线、4第一防爆接头、5第二传感器、6第二防爆进线、7第二防爆接头、8第三传感器、9第三防爆进线，第三防爆接头、10自动安全阀、11第四防爆进线、12第四防爆接头、13第四传感器、14第五防爆进线、15第五防爆接头、16开关按钮、17复位按钮、18防爆螺栓、19、第六防爆进线、20光伏组件板、21第二箱体、22现场报警单元、23第二防爆护垫、24蓄电池组、25显示屏、26上盖透视部、27控制电路板、28端子头、29第六防爆接头，30第二箱体下盖体、31第一防爆护垫、32第一箱体上盖体、33第一箱体下箱体。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施以及具体附图的限制。

实施例一

如图1和图2所示，第一箱体1采用分为第一箱体上盖体32和第一箱体下箱体33，所述第一箱体上盖体32设防爆按钮和透视部26，所述防爆按钮分开关按钮16和复位按钮17，所述透视部26采用钢化玻璃或碳纤维玻璃制成，所述钢化玻璃或碳纤维玻璃与所述上盖体32采用密封技术处理；所述第一箱体上盖体32与第一箱体下箱体33间用防爆螺栓18固定，切合面采用防泄漏和防锈蚀技术处理，所述第一箱体上盖体32，开关按钮16，复位按钮17和第一箱体下箱体33均采用石墨烯材料制成，所述第一箱体盖体外壳防护层，第一箱体下箱体外壳防护层均采用采用由碳原子蜂巢晶格结构石墨烯制成，所述第一箱体内置蓄电池24。

所述第二箱体21分为第二箱体上箱体32和第二箱体下盖体30，所述第二箱体下箱体32与第一箱体上盖体32共用，所述第二箱体下盖体30采用碳原子蜂巢晶格结构石墨烯材料制成，与所述第一箱体下箱体33用防爆螺栓18固定，切合面采用防泄漏和防锈蚀技术处理，所述第二箱体21内置控制电路板27和显示屏25。

所述第二箱体下盖板30上置第一防静电护垫31，所述第一防静电护垫31上置控制电路板27，所述控制电路板27上设高分率室外可读显示屏25。

所述控制电路板27包括微处理器，存储单元，电源控制电路，无线传输及定位单元。

所述蓄电池组24下置第二防静电护垫23，所述第二防静电护垫23与第二箱体21底板之间有一定距离。

实施例二

如图1所示，第一传感器2测得压力信号通过第一防爆进线3穿过第一防爆接头与主体箱1内，与主控主板27连接，将第一传感器2测得信号传输与主板微处理器，主板微处理器将测得压力信号转换成液位数值并在显示屏25显示，并根据预设的参数值判断是否处于危险状态并并向用户控制中心，数据营运中心，无线接收终端报告，同时关闭安全阀10。

第二传感器5测得温度信号通过第二防爆进线6穿过第一防爆接头7与主体箱1内，与主控主板27连接，将第一传感器2测得信号传输与主板微处理器，主板微处理器将测得压力信号转换成液位数值并在显示屏25显示，并根据预设的参数值判断是否处于危险状态并并向用户控制中心，数据营运中心，无线接收终端报告，同时关闭安全阀10。

第三传感器8通过一端三通管与压力传感器低压引管相通，所述低压引管通过罐体顶部与罐内相通，另一端通过高压引管与罐体底部相通，所述第三传感器8测得差压信号通过第三防爆进线9进入主体箱1内，与主控主板27连接，主板微处理器将测得差压信号转换成液位数值并在显示屏25显示，并根据预设液位高度判断是否需要充液，并向用户控制中心，数据营运中心，无线接收终端报告。

第四传感器13测得温度信号通过第五防爆进线14穿过第五防爆接头15与主体箱1内，与主控主板27连接，将第四传感器2测得信号传输与主板微处理器，主板微处理器将测得压力信号转换成液位数值并在显示屏25显示，并根据预设的参数值判断是否处于危险状态并并向用户控制中心，数据营运中心，无线接收终端报告，同时关闭安全阀10。

实施例三

主控板微处理器对传感器测得信号进行分析对比，未发现异常，则静默；如有异常，则启动现场报警单元22，所述现场报警单元包括蜂鸣器、LED闪光灯，所述LED闪光灯采用色彩红色的闪光灯，或红绿交替的闪光灯，所述蜂鸣器、闪光灯可人工调置；并启动无线报警单元，所述无线报警单元通过所述无线传输模块向所述控制中心和或所述数据营运中心和或所述无线接收终端发出报警信号，所述控制中心和或所述数据营运中心和或所述无线接收终端设有警报单元，所述控制中心和或所述数据营运中心和或所述无线接收终端警报单元采用与现场报警单元相同或不同的装置。

实施例四

如图1和图2所示，所述光伏组件板20通过第六防爆进线19穿过第六防爆接头29连接蓄电组24将电能储存蓄电组24，所述蓄电组24分为第一蓄电池和第二蓄电池，所述光伏组件板20电能通过第六防爆进线19储存于第一蓄电池、第二蓄电池，所述第一蓄电池作主配电池提供能源，提供日常电能消耗，所述第二蓄电池作为副配电池提供能源，在主配电池不能工作的条件下，提供给主控主板或测量电板电源；两者实现无缝切换，在切换时所述电源控制电路先关闭主板电路和测量电路及其他电路，然后进行无缝切换，以免对电路设备造成损害。

所述光伏发组件板20在所述第一蓄电池，所述第二蓄电池充满的时，由电源控制电路调整直接向控制电路板供电，或在为所述所述第一蓄电池，所述第二蓄电池充电的时，同时控制电路板或测量电板供电；所述光伏组件板20电压低于预设值时，则断开所述光伏组件板20供电，直接有蓄电池组24供电

实施例五

如图1、图2和图3所示，所述第一箱体1分别设有第一防爆接头4，第二防爆接头7，第三防爆接头9，第三防爆接头12，第五防爆接头15，第六防爆接头29。

第一防爆进线3穿过第一防爆接头4与控制电路板27连接，第二防爆进线6穿过第二防爆接头7与控制电路板27连接，第三防爆进线9穿过第三防爆接头9与控制电路板27连接，第四防爆进线11穿过第四防爆接头12与控制电路板27连接，第五防爆进线14穿过第五防爆接头15与控制电路板27连接，第六防爆进线19穿过第六防爆接头27与蓄电池组连接。

实施例六

当智能系统不能正常工作后，通过人工操作开关按钮16重启或通过复位按钮17将系统恢复到初始状态。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种防爆多功能测量装置，其特征在于，包括传感测量模块，智能主控模块，安全保护模块和无源供能模块，所述智能主控模块包括主体箱，控制电路板，显示屏，第一防静电护垫，第二防静电护垫，防爆进线和防爆进线接头。

2.如权利要求1所述防爆多功能测量装置，其特征在于，所述主体箱包括第一箱体和第二箱体；

所述第一箱体采用分为第一箱体上盖体和下第一箱体箱体，所述第一箱体上盖体设防爆按钮和透视部，所述防爆按钮分开关按钮和复位按钮，所述透视部采用钢化玻璃或碳纤维玻璃制成，所述钢化玻璃或碳纤维玻璃与所述第一箱体上盖体采用密封技术处理；所述第一箱体上盖体与第一箱体下箱体间用防爆螺栓固定，切合面采用防泄漏和防锈蚀技术处理，所述上第一箱体盖体，防爆按钮和第一箱体下箱体均采用石墨烯材料制成，所述第一箱体盖体外壳防护层，第一箱体下箱体外壳防护层均采用采用由碳原子蜂巢晶格结构石墨烯制成，所述第一箱体内置蓄电池组；

所述第二箱体分为第二箱体上箱体和第二箱体下盖体，所述第二箱体上箱体与第一箱体上盖体共用，所述第二箱体下盖体采用石墨烯材料制成，与所述第一箱体下箱体用防爆螺栓固定，切合面采用防泄漏和防锈蚀技术处理，所述第二箱体内置控制电路板和显示屏；

所述控制电路板包括微处理器，存储单元，电源控制电路，无线传输及定位单元。

3.如权利要求2所述防爆多功能测量装置，其特征在于：所述第二箱体第二箱体下盖体上置第一防静电护垫，所述第一防静电护垫上置控制电路板，所述控制电路板上设高分率室外可读显示屏。

4.如权利要求2所述防爆多功能测量装置，其特征在于：所述蓄电池组下置第二防静电护垫，所述第二防静电护垫下置第二防爆隔板，所述第二防爆隔板与第二箱体底板之间有一定距离。

5.如权利要求1、4所述防爆多功能测量装置，其特征在于：所述第一防静电护垫分为表面层和底层，所述表面层为静电耗散层，电阻10^6-9Ω，；所述底层为导电层，电阻10^3-5Ω，静电散除时间：<0.5s；

所述第二防静电护垫分为表面层和底层，所述表面层为静电耗散层，电阻10^6-9Ω，；所述底层为导电层，电阻10^3-5Ω，静电散除时间：<0.5s。

6.如权利要求2所述防爆多功能测量装置，其特征在于：所述第一箱体分别设有第一防爆接头，第二防爆接头，第三防爆接头，第三防爆接头，第五防爆接头，第六防爆接头；

第一防爆进线穿过第一防爆接头与控制电路板连接，第二防爆进线穿过第二防爆接头与控制电路板连接，第三防爆进线穿过第三防爆接头与控制电路板连接，第四防爆进线穿过第四防爆接头与控制电路板连接，第五防爆进线穿过第五防爆接头与控制电路板连接，第六防爆进线穿过第六防爆接头与蓄电池组连接，第七防爆进线穿过第七防爆接头与控制电路板连接。

7.如权利要求1、6所述防爆多功能测量装置，其特征在于：所述防爆进线包括钢体管和或电缆和或防爆软管，采用石墨烯材料制成，所述防爆进线接头采用石墨烯材料制成，与所述进线用密封圈和或聚四氟乙烯密封，外贴密封条密封。

8.如权利要求1所述防爆多功能测量装置，其特征在于：所述安全保护模块包括现场报警单元，无线报警单元和安全阀闭关系统；

所述现场报警单元包括蜂鸣器、LED闪光灯，所述LED闪光灯采用色彩红色的闪光灯，或红绿交替的闪光灯，所述蜂鸣器、闪光灯可人工调置；

所述现场报警单元外壳采用采用石墨烯材料制成，LED闪光灯外壳采用钢化玻璃制成；

所述无线报警单元包括无线传输单元，控制中心，数据运营中心和无线接收终端；

所述无线报警单元通过所述无线传输模块向所述控制中心和或所述数据营运中心和或所述无线接收终端发出报警信号，所述控制中心和或所述数据营运中心和或所述无线接收终端设有警报单元，所述控制中心和或所述数据营运中心和或所述无线接收终端警报单元采用与现场报警单元相同或不同的装置。

9.如权利要求1所述防爆多功能测量装置，其特征在于：所述无源供能模块包括供电模块和蓄电模块；

优选地，所述供电模块采用光伏发电，所述光伏组件板通过电源线将电能储存蓄电模块，所述蓄电模块分为第一蓄电池和第二蓄电池，所述光伏发组件板电通过电源线将电能储存于第一蓄电池、第二蓄电池，所述第一蓄电池作主配电池提供能源，提供日常电能消耗，所述第二蓄电池作为副配电池提供能源，在主配电池不能工作的条件下，提供给控制电路板或测量电板两者实现无缝切换，在切换时所述电源控制电路先关闭主板电路和测量电路及其他电路，然后进行无缝切换，以免对电路设备造成损害。

10.如权利要求1所述防爆多功能测量装置，其特征在于：所述光伏发组件板在所述第一蓄电池，所述第二蓄电池充满的时，由电源控制电路调整直接向控制电路板供电，或在为所述所述第一蓄电池，所述第二蓄电池充电的时，同时控制电路板或测量电板供电；所述光伏组件板电压低于预设值时，则断开所述光伏组件板供电，直接有蓄电池组供电。