CN106195631A - 工业气体储罐监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种工业气体储罐监测系统。本发明提供的系统包括罐体、重量传感器、主控制器、GPRS无线传输模块、GPRS天线、服务器；重量传感器设在罐体底部，主控制器与重量传感器连接，GPRS无线传输模块与主控制器连接，GPRS天线与GPRS无线传输模块连接；重量传感器将采集的数据发送给主控制器，主控制器根据接收到的数据计算得到罐体内的状态指标数据，通过GPRS无线传输模块和GPRS天线将状态指标数据发送给服务器；用户通过移动终端查看罐体的状态指标数据。本发明提供的工业气体储罐监测系统，集成了多种高精度传感器，结合互联网技术，实现了远程监控、自动补给提醒、自动结算、优化配送路线等功能，实现工业储罐智能化、信息化、平台化与物联化的需求。

Description

工业气体储罐监测系统
技术领域
本发明涉及电路电子系统与无线通信领域，特别涉及一种工业气体储罐监测系统。
背景技术
工业气体被喻为工业的“血液”，随着中国经济的快速发展，工业气体作为国民经济基础工业要素之一，在国民经济中的重要地位和作用日益凸显。我国工业气体市场空间广阔，众多领域进入快速增长阶段。工业气体行业下游应用领域不断扩展，2002-2012年能源、环保、医疗的需求增长速度超过了传统的钢铁有色，再加上新型煤化工，尤其是煤制天然气大发展、节能减排要求降低能耗以及国三国四标准要求降低汽柴油含硫量将在“十二五”期间加快工业气体的需求增速。随着我国经济建设的稳定发展，国内工业气体的市场需求不断增加，从2008年的588.31亿元逐步增加到2014年的1236亿元。
工业气体作为现代工业重要的基础原料，应用范围十分广泛，在冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材、建筑、食品加工、医药医疗等部门，均使用大量的常用气体或特种气体。随着我国国民经济的快速发展，气体产品应用范围不断扩大，用量不断增加，新产品不断推出，纯度不断提高，市场需求不断扩大，产值增长速度远远超过同期国民经济总值的增长速度，达到年12％的增长率。全国气体产品市场年销售额约为400亿元。虽然工业气体总产值在国民经济生产总值中所占的比例不算大，但它对当前飞速发展的微电子、航空航天、生物工程、新型材料、精密冶金、环境科学等高新技术部门有重要影响，是这些部门不可缺少的原材料气或工艺气。正是由于各种新兴工业部门和现代科学技术的需要和推动，气体工业产品才在品种，质量和数量等方面取得令人瞩目的飞跃发展。
随着微电子、通讯技术、软件技术的飞速发展，无线通讯技术正从神秘的高端技术逐渐普及进入到民用、工业领域。目前，工业领域对气体制造的监控一般都采用PLC来实现，虽然PLC具有开发简单，运行速度快等特点，但是其价格比较昂贵，而且在与PC进行互联通信时，需要PLC开发商提供的系统协议和网络适配器，这无疑更增加了系统投资，也使其在应用的灵活性上受到一定的局限性。随着嵌入式技术的不断发展，嵌入式处理器性能的不断提高，如今嵌入式产品在这一领域的应用增长迅速。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种工业气体储罐监测系统，集成了多种高精度传感器，结合互联网技术，实现了远程监控、自动补给提醒、自动结算、优化配送路线等功能，实现工业储罐智能化、信息化、平台化与物联化的需求。
本发明提供的一种工业气体储罐监测系统，包括：罐体、重量传感器、主控制器、GPRS无线传输模块、GPRS天线、服务器；所述重量传感器设置在所述罐体的底部，所述主控制器与所述重量传感器连接，所述GPRS无线传输模块与所述主控制器连接，所述GPRS天线与所述GPRS无线传输模块连接；所述重量传感器将采集的数据发送给主控制器，所述主控制器用于根据接收到的所述重量传感器采集的数据计算得到所述罐体内的状态指标数据，所述状态指标数据包括液相体积、气相体积、气液百分比、重量数据，通过GPRS无线传输模块和GPRS天线将所述罐体的状态指标数据给所述服务器；所述服务器用于与移动终端通讯，用户通过所述移动终端查看所述罐体的状态指标数据。
优选地，所述服务器用于若所述罐体内的重量数据低于预设的重量阈值时，发送补给提醒给所述移动终端。
优选地，所述罐体内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述主控制器连接，所述主控制器将所述压力传感器采集的压力数据发送给所述服务器，所述服务器用于若所述压力数据超过压力阈值，则发送压力警报给所述移动终端。
优选地，所述罐体外壁还设有显示模块，所述显示模块与所述主控制器连接，所述显示模块用于实时显示所述罐体内的所述状态指标数据、所述压力数据。
优选地，还包括报警器，所述报警器与所述主控制器连接，所述主控制器用于根据所述压力传感器采集的压力数据控制报警器报警。
优选地，所述罐体的充液口设置有液相电磁阀，所述液相电磁阀与所述主控制器连接，所述主控制器用于控制所述液相电磁阀的开闭。
优选地，所述罐体上还设置有GPS定位模块和GPS天线，所述GPS定位模块通过GPS天线将所述罐体的位置发送给所述服务器，用户通过所述移动终端实时获取所述罐体的位置信息。
优选地，所述服务器用于根据所述罐体内的重量数据、位置信息，优化配送路线并发送给所述移动终端。
优选地，包括多个重量传感器，多个所述重量传感器均匀设置在所述罐体的底部，所述主控制器用于根据接收到的多个所述重量传感器采集的数据计算得到所述罐体内的状态指标数据。
优选地，所述主控制器用于在所述罐体充液过程中，通过所述重量传感器采集的数据计算从充液开始到充液结束之间的流量差，并将所述流量差发送给所述服务器，所述服务器根据接收到的所述罐体的流量差计算此次充液的充液量和结算金额，并将所述充液量和所述结算金额发送给所述移动终端。
本发明提供的工业气体储罐监测系统，通过罐体内的高精度传感器采集的数据计算得到液相体积、气相体积、气液百分比、重量数据等状态指标数据，将状态指标数据实时上传服务器，实时监测罐体内的状况，依靠服务器强大的计算功能，对数据进行存储、处理、计算并通过WEB方式为PC端、手机端等终端提供实时数据查询服务，并进行补给提醒、优化配送、运输执行、远程诊断等消息推送服务，从而将原来的被动服务变为主动服务，提高了工业储气罐在使用、运输过程中的安全性和便捷性，实现工业储罐智能化、信息化、平台化与物联化的需求。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的一种工业气体储罐监测系统的结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1所示，本发明实施例提供的一种工业气体储罐监测系统，包括：罐体1、重量传感器2、主控制器3、GPRS无线传输模块4、GPRS天线5、服务器6。重量传感器2设置在罐体1的底部，主控制器3与重量传感器2连接，GPRS无线传输模块4与主控制器3连接，GPRS天线5与GPRS无线传输模块4连接。重量传感器2将采集的数据发送给主控制器3，主控制器3用于根据接收到的重量传感器2采集的数据计算得到罐体1内的状态指标数据，通过GPRS无线传输模块4和GPRS天线5将状态指标数据发送给服务器6；服务器6用于与移动终端7通讯，用户通过移动终端7查看罐体1内的状态指标数据。其中，状态指标数据包括液相体积、气相体积、气液百分比、重量数据等一系列表征罐体1内部状况的参数。
其中，重量传感器可以替换为其它能够测量罐体内状态指标数据的传感器，如压差传感器。
本发明实施例提供的工业气体储罐监测系统，通过罐体1内的高精度重量传感器2获取的数据计算得到液相体积、气相体积、气液百分比、重量数据等状态指标数据，将状态指标数据实时上传服务器，实时监测罐体内的状况，用户通过移动客户端可随时随地了解设备的运行状态并进行相应操作。
为提高传感器的测量精度，罐体1底部均匀设置有多个重量传感器2，主控制器3根据多个重量传感器采集的数据计算得到罐体1内的状态指标数据。优选采用4个重量传感器实现状态指标数据的测量，4个重量传感器能够更精确地找准罐体1的重心，提高测量的精度。
主控制器3集成有高精度传感器芯片，与前端的重量传感器2、压力传感器9等传感器配合使用，进一步提高测量精度，为后端计算提供更精确的数据。
服务器6还具备实时监测、液位报警功能，一旦罐体1内的重量数据低于预设的重量阈值时，服务器6发送补给提醒给用户的移动终端7，提醒用户及时补充罐体1内的液体，同时提醒配送人员提供充液服务，从而将原来的被动服务变为主动服务。另外，可以设定不同的重量阈值，实现液位分级提醒。
由于罐体1内存储的是高压状态下液化的气体，为提高罐体1的安全性，罐体1内设有压力传感器9，压力传感器9与主控制器3连接，主控制器3通过压力传感器9实时监测罐体1内的压力值，并将测到的压力数据发送给服务器6，用户可以通过移动终7端实时查看罐体1内的压力值。若压力数据超过压力阈值，影响使用安全时，服务器6会发送压力警报给移动终端7，同时，通过与主控制器3连接的报警器10进行报警。另外，可以设定不同的压力阈值对应不同的警报级别，实现分级报警。
罐体1外壁还设有显示模块11，显示模块11与主控制器3连接，显示模块11用于实时显示罐体内的液相体积、气相体积、气液百分比、重量数据、压力数据等参数，方便工作人员实时查看罐体1内的状况。显示模块11选用带按键型3.5寸点阵型液晶显示模块，通过按键操控显示模块显示用户需要的界面，并通过按键输入控制指令给主控制器3，实现相关控制。用户还可以通过移动终端7对系统进行控制。
罐体1的充液开口设有具有防盗功能的液相电磁阀8，通过主控制器控制打开液相电磁阀8进行充、放液，液相电磁阀8需由工作人员登录系统输入密码后才可以开启，这样可以防止他人窃取罐体1内的液体。
罐体1上还设置有GPS定位模块12和GPS天线13，GPS定位模块12通过GPS天线13将罐体1的位置上传到服务器6，用户通过可通过手机、PC等移动终端7远程查看罐体1的实时位置。
服务器6根据罐体1的重量数据、位置信息，制定出最优的配送路线并发送给配送人员的移动终端，节省配送时间，提高配送效率。
在罐体1充液过程中，主控制器3根据重量传感器2采集的数据计算从充液开始到充液结束之间的流量差，并将流量差发送给服务器6；服务器6中预存有罐体1内存储的液体对应的单价，服务器6根据流量差和对应的单价计算得到此次充液的充液量和结算金额，并将结算金额、充液量发送给移动终端7，配送人员和用户可实时查看到充液的结算金额、充液量。同时，服务器6会存储每个用户每次的充液量和结算金额，并按月结算，发送账单明细给用户。用户也可以随时查看使用量并打印相关数据。
主控制器3、显示模块11等重要电路安装在IP65等级防水盒内，防水盒内嵌在罐体1外壁，并配有4.2V/2600mAH可充电锂电池和DC5V太阳能电池板，保证系统电路的正常供电。
本发明提供的工业气体储罐监测系统，通过罐体1内的高精度传感器获取的数据计算得到液相体积、气相体积、气液百分比、重量数据等状态指标数据，将状态指标数据实时上传服务器6，实时监测罐体1内的状况，依靠服务器6强大的计算功能，对数据进行存储、处理、计算并通过WEB方式为PC端、手机端等终端提供实时数据查询服务，并进行补给提醒、优化配送、运输执行、远程诊断等消息推送服务，从而将原来的被动服务变为主动服务，提高了工业储气罐在使用、运输过程中的安全性和便捷性，实现工业储罐智能化、信息化、平台化与物联化的需求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种工业气体储罐监测系统，其特征在于，包括：罐体、重量传感器、主控制器、GPRS无线传输模块、GPRS天线、服务器；
所述重量传感器设置在所述罐体的底部，所述主控制器与所述重量传感器连接，所述GPRS无线传输模块与所述主控制器连接，所述GPRS天线与所述GPRS无线传输模块连接；
所述重量传感器将采集的数据发送给主控制器，所述主控制器用于根据接收到的所述重量传感器采集的数据计算得到所述罐体内的状态指标数据，所述状态指标数据包括液相体积、气相体积、气液百分比、重量数据，通过GPRS无线传输模块和GPRS天线将所述罐体的状态指标数据给所述服务器；所述服务器用于与移动终端通讯，用户通过所述移动终端查看所述罐体的状态指标数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务器用于若所述罐体内的重量数据低于预设的重量阈值时，发送补给提醒给所述移动终端。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述罐体内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述主控制器连接，所述主控制器将所述压力传感器采集的压力数据发送给所述服务器，所述服务器用于若所述压力数据超过压力阈值，则发送压力警报给所述移动终端。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述罐体外壁还设有显示模块，所述显示模块与所述主控制器连接，所述显示模块用于实时显示所述罐体内的所述状态指标数据、所述压力数据。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括报警器，所述报警器与所述主控制器连接，所述主控制器用于根据所述压力传感器采集的压力数据控制报警器报警。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述罐体的充液口设置有液相电磁阀，所述液相电磁阀与所述主控制器连接，所述主控制器用于控制所述液相电磁阀的开闭。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述罐体上还设置有GPS定位模块和GPS天线，所述GPS定位模块通过GPS天线将所述罐体的位置发送给所述服务器，用户通过所述移动终端实时获取所述罐体的位置信息。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述服务器用于根据所述罐体内的重量数据、位置信息，优化配送路线并发送给所述移动终端。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，包括多个重量传感器，多个所述重量传感器均匀设置在所述罐体的底部，所述主控制器用于根据接收到的多个所述重量传感器采集的数据计算得到所述罐体内的状态指标数据。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制器用于在所述罐体充液过程中，通过所述重量传感器采集的数据计算从充液开始到充液结束之间的流量差，并将所述流量差发送给所述服务器，所述服务器根据接收到的所述罐体的流量差计算此次充液的充液量和结算金额，并将所述充液量和所述结算金额发送给所述移动终端。
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