CN106556491A - 基于压力表的压力监测调控装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于压力表的压力监测调控装置及其方法。该装置包括压力表、支架、红外检测装置、处理装置、报警装置和电动调压阀，该电动调压阀设在压力表所监测对象的产压和排压管路。该支架包括横杆、竖杆和圆形杆；该压力表固设在横杆。该红外检测装置包括设在表盘刻度的光栅和设于圆形杆上的红外传感器，该红外传感器和光栅对齐配合，通过表盘指针转动遮挡光栅触发红外传感器以产生光栅信号；该处理装置固设在支架上，该处理装置接收光栅信号，依据光栅信号获取表盘指针指向刻度值；通过处理装置刻度值与预设范围比较，在超出预设范围时驱动报警装置发出报警，驱动电动调压阀调控压力。它具有如下优点：可自动化操作，安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于压力表的压力监测调控装置及其方法。
背景技术
压力表(英文名称：pressure gauge)是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表，应用极为普遍，几乎遍及所有的工业流程和科研领域，在热力管网、油气传输、供水供气系统、车辆维修保养厂店等领域随处可见。尤其在工业过程控制与技术测量过程中，由于机械式压力表的弹性敏感元件具有很高的机械强度以及生产方便等特性，使得机械式压力表得到越来越广泛的应用。
但是，普通的压力表只能显示对其所测压力的参数数据，无法实时在线向运维人员显示、提供所测的压力参数，且出现压力异常情况时，不能及时向运维人员提供预警信息，更无法实现对其所测压力及时调节。目前，解决上述缺陷方法是靠人为实时观察、报告，当压力异常时，非常依赖操作人员及时手动调控，这就容易出现误差、偏差，甚至是操作失误等意外情况。特别是，对于复杂的压力管路产生的不同压力的调控，往往涉及多个压力表和压力调节阀，就需要多个操作人员分别人工监测及调控压力，这种复杂的操作，不仅耗费人力、物力、财力，而且还无法保证生产的安全可靠性。
发明内容
本发明提供了基于压力表的压力监测调控装置及其方法，其克服了背景技术中基于压力表的人工压力监测调控所存在的不足。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之一是：
基于压力表的压力监测调控装置，包括压力表10、支架20、红外检测装置30、处理装置40、报警装置50和电动调压阀60，该电动调压阀60设在压力表10所监测对象的产压和排压管路；
该支架20包括一横杆21、一固设在横杆21的竖杆22和一固设在竖杆22之上的圆形杆23；该压力表10固设在横杆21，该圆形杆23和压力表10表盘11平行间隔对齐；
该红外检测装置30包括设在表盘11刻度或刻度对应位置的光栅31和设于圆形杆23上的红外传感器32，该红外传感器32和光栅31对齐配合，通过表盘11指针12转动遮挡光栅31触发红外传感器32以产生光栅信号；
该处理装置40固设在支架20上，该报警装置50固设在支架20或处理装置40上；该处理装置40信号连接红外传感器32以接收光栅信号，依据光栅信号获取表盘11指针12指向刻度值；该处理装置40信号连接报警装置50，该处理装置40信号连接电动调压阀60，通过处理装置40刻度值与预设范围比较，在超出预设范围时驱动报警装置50发出报警，驱动电动调压阀60调控压力。
一实施例之中：该处理装置40固设在竖杆22中部且包括微控处理器41和通信电路42，该微控处理器41和通信电路42信号连接，该微控处理器41和报警装置50信号连接，该通信电路42和红外传感器32信号连接，该通信电路42和电动调压阀60信号连接。
一实施例之中该通信电路42为蓝牙通信电路、WIFI通信电路或ZigBee通信电路。
一实施例之中：还包括远程控制单元70，该远程控制单元70信号连接通信电路42。
一实施例之中：该压力表10下具有基座13，该基座13固接在横杆21第二端部，该竖杆22固接在横杆21第一端部。
一实施例之中：该表盘11的每个刻度都设有一对应的光栅31，该每个光栅31都对齐适配一红外传感器32，该处理装置40中建立有红外传感器32对应的光栅信号和刻度值一一对应的数据库；该处理装置40依据接收的光栅信号从数据库中获取该光栅信号对应的刻度值。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之二是：
上述的基于压力表的压力监测调控装置的压力监测调控方法，包括：
步骤10，将光栅31安装于压力表10表盘11刻度或刻度对应的位置，将压力表10安装在支架20上，将红外传感器32固接在支架20，使红外传感器32和光栅31对齐配合，在监测调控对象的产压和排压管路上设置电动调压阀60；
步骤20，为红外检测装置30、处理装置40和电动调压阀60提供电源；
步骤30，操作人员设置处理装置40的参数，该参数包括预设范围，该预设范围包含允许压力的低压值和允许压力的高压值；
步骤40，监测调控对象产生压力时，表盘11指针12开始转动，指针12指示的表盘11刻度值为监测调控对象的实时压力值；当指针12转动到监测调控对象压力对应的刻度值处时，指针12遮挡该刻度值处的光栅31，触发对齐的红外传感器32以产生光栅信号，红外传感器32将此光栅信号传送给处理装置40；
步骤50，处理装置40接收光栅信号，依据光栅信号获取表盘11指针12指向刻度值，并比较该刻度值和预设范围，如位于预设范围之外，则产生报警指令和调控驱动指令；
步骤60，处理装置40通过报警指令驱动报警装置50发出报警，处理装置40通过调控驱动指令驱动电动调压阀60以调节相应的阀门开度，进行压力调节。
一实施例之中：该步骤60中，处理装置40通过报警指令驱动报警装置50发出报警，处理装置40通过调控驱动指令驱动电动调压阀60调控压力，且在刻度值位于预设范围内时停止指令，通过停止指令控制电动调压阀60停止。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案之三是：
上述的基于压力表的压力监测调控装置的压力监测调控方法，包括：
步骤10，将光栅31安装于压力表10表盘11刻度或刻度对应的位置，将压力表10安装在支架20上，将红外传感器32固接在支架20，使红外传感器32和光栅31对齐配合，在监测调控对象的产压和排压管路上设置电动调压阀60；
步骤20，为红外检测装置30、微控处理器41、通信电路42、电动调压阀60和远程控制单元70提供电源；
步骤30，操作人员操作远程控制单元70并通过通信电路42设置微控处理器41的参数，该参数包括预设范围，该预设范围包含允许压力的低压值和允许压力的高压值；
步骤40，监测调控对象产生压力时，表盘11指针12开始转动，指针12指示的表盘11刻度值为监测调控对象的实时压力值；当指针12转动到监测调控对象压力对应的刻度值处时，指针12遮挡该刻度值处的光栅31，触发对齐的红外传感器32以产生光栅信号，红外传感器32通过通信电路42将此光栅信号传送给微控处理器41；
步骤50，微控处理器41接收光栅信号，依据光栅信号获取表盘11指针12指向刻度值，将此刻度值通过通信电路42发送给远程控制单元70并在远程控制单元70的显示器上显示，远程控制单元70记录数据，并比较该刻度值和预设范围，如位于预设范围之外，则产生报警指令和调控驱动指令；
步骤60，处理装置40通过报警指令驱动报警装置50发出报警，处理装置40通过调控驱动指令驱动电动调压阀60以调节相应的阀门开度，进行压力调节。
一实施例之中：该步骤30中，该参数还包括需采取紧急措施的极限高压值；
该步骤50中，微控处理器41还判断该刻度值是否大于极限高压值，如是则产生紧急指令，设于所监测对象的产压和排压管路上的电动高压阀收到紧急指令时关闭，设于所监测对象的产压和排压管路上的排压阀门打开；
该步骤60中，处理装置40通过报警指令驱动报警装置50发出报警，处理装置40通过调控驱动指令驱动电动调压阀60调控压力，且在刻度值位于预设范围内时停止指令，通过停止指令控制电动调压阀60停止。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
通过指针遮挡该刻度值处的光栅，触发对齐的红外传感器以产生光栅信号，处理装置接收光栅信号，依据光栅信号获取表盘指针指向刻度值，比较该刻度值和预设范围，如位于预设范围之外，则产生报警指令和调控驱动指令，一方面发出报警指令，另一方面调控驱动指令驱动电动调压阀以调节相应的阀门开度，进行压力调节，因此克服了背景技术所存在的不足且产生如下技术效果：a、使用方便，简易安装，价格便宜，智能化程度度，可自动化操作，并可实现代替人工技术化、复杂化的操作，将原本非常繁琐的精细的技术活变得简单方便，更重要的是安全可靠；b、通过指针遮挡该刻度值处的光栅，触发对齐的红外传感器以产生光栅信号，处理装置接收光栅信号，依据光栅信号获取表盘指针指向刻度值，获取刻度值准确，结构简单。
远程控制单元信号连接通信电路，既能实时显示压力刻度值，又能远程控制。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明装置对多个监测对象自动监测调控的结构示意图；
图2为本发明装置的红外检测装置的主视图；
图3为本发明装置在压力表上设置光栅的示意图；
图4为本发明装置的一个基于压力表的压力监测调控装置的侧面示意图，没有绘出远程控制单元和电动调压阀。
具体实施方式
请查阅图1至图4，基于压力表的压力监测调控装置，包括压力表10、支架20、红外检测装置30、处理装置40、报警装置50、电动调压阀60和远程控制单元70，该电动调压阀60设在压力表10所监测对象的产压和排压管路，如监测对象压力容器的产压和排压管路，产压和排压管路如包括一连接压力容器的产压管路和一连接压力容器的排压管路，该电动调压阀60设于产压管路或/和排压管路。
该支架20包括一横杆21、一固设在横杆21第一端部的竖杆22和一固设在竖杆22之上的圆形杆23，圆形杆23下端固接在竖杆22上端，该圆形杆23相对竖杆22轴向对称布置。该压力表10下具有基座13，该基座13固接在横杆21第二端部。该圆形杆23和压力表10表盘11平行间隔对齐。
该红外检测装置30包括设在表盘11刻度或刻度对应位置的光栅31和设于圆形杆23上的红外传感器32，该红外传感器32和光栅31对齐配合，通过表盘11指针12转动遮挡光栅31触发红外传感器32以产生光栅信号。最好，该表盘11的每个刻度都设有一对应的光栅31，该每个光栅31都对齐适配一红外传感器32。该微控处理器41中建立有红外传感器32对应的光栅信号和刻度值一一对应的数据库，该微控处理器41依据接收的光栅信号从数据库中获取该光栅信号对应的刻度值，获取表盘11指针12指向刻度值，获取监测对象实时压力值。
该处理装置40固设在竖杆22中部且包括微控处理器41和通信电路42，该微控处理器41和通信电路42信号连接。该通信电路42如为蓝牙通信电路、WIFI通信电路或ZigBee通信电路。该报警装置50固设在支架20上，该微控处理器41和报警装置50信号连接。该通信电路42和红外传感器32信号连接，以使微控处理器41通过通信电路42能接收光栅信号。该通信电路42和电动调压阀60信号连接，以使微控处理器41通过通信电路42能控制电动调压阀60。该远程控制单元70信号连接通信电路42，以将实时压力刻度值发送给远程控制单元70，以在远程控制单元70的显示器上显示实时压力刻度值，以在远程控制单元70上发出报警提醒操作员。该远程控制单元70如为一计算机或一手机或一IPAD等。该报警装置包括LED灯51和蜂鸣器52。
通过处理装置40刻度值与预设范围比较，在超出预设范围时驱动报警装置50发出报警，驱动电动调压阀60调控压力。该预设范围如包含允许压力的低压值和允许压力的高压值，但并不以此限，如只包括一个预定值，大于预定值即发出报警，即驱动电动调压阀60。该比较如采用比较器。
压力监测调控装置的压力监测调控方法，包括：
步骤10，将光栅31安装于压力表10表盘11刻度或刻度对应的位置，将压力表10安装在支架20上，将红外传感器32固接在支架20，使红外传感器32和光栅31对齐配合，在监测调控对象的产压和排压管路上设置电动调压阀60；
步骤20，为红外检测装置30、微控处理器41、通信电路42、电动调压阀60和远程控制单元70提供电源，通过通信电路42连接该零部件。
步骤30，操作人员操作远程控制单元70并通过通信电路42设置微控处理器41的参数，该参数包括预设范围、需采取紧急措施的极限高压值，该预设范围包含允许压力的低压值和允许压力的高压值；该参数还包括光栅信号和刻度值一一对应的数据库。
步骤40，监测调控对象产生压力时，表盘11指针12开始转动，指针12指示的表盘11刻度值为监测调控对象的实时压力值；当指针12转动到监测调控对象压力对应的刻度值处时，指针12遮挡该刻度值处的光栅31，触发对齐的红外传感器32以产生光栅信号，红外传感器32通过通信电路42将此光栅信号传送给微控处理器41；
步骤50，微控处理器41接收光栅信号，依据光栅信号编号从数据库中获取表盘11指针12指向刻度值，此刻度值为压力实时值，将此刻度值通过通信电路42发送给远程控制单元70并在远程控制单元70的显示器上显示以告知操作人员实时压力值，远程控制单元70记录数据，并比较该刻度值和预设范围，如位于预设范围之外(高于允许压力的高压值，或，低于允许压力的低压值)，则产生报警指令和调控驱动指令，并执行步骤60，同时持续执行步骤40，否则持续执行步骤40；
步骤60，微控处理器41通过通信电路42发送报警指令给报警装置50，驱动报警装置50发出报警，该报警装置如LED灯亮及蜂鸣声响；微控处理器41通过通信电路42发送调控驱动指令给电动调压阀60，驱动电动调压阀60以调节相应的阀门开度，进行压力调节。电动调压阀进行压力调节过程中，压力表实时根据压力的调整而改变压力值；微控处理器41实时自动监测并记录压力表的实时压力值，当实时压力值处于正常允许的范围时，微控处理器发出停止指令，通过停止指令控制电动调压阀60停止。
该步骤50中，微控处理器41还判断该刻度值是否大于极限高压值，如是则产生紧急指令，设于所监测对象的产压和排压管路上的电动高压阀收到紧急指令时关闭，设于所监测对象的产压和排压管路上的排压阀门打开进行紧急泄压，发出报警指令，报警装置接收到报警指令发出报警，根据需要，还可以：微控处理器通过通信电路向远程控制单元发出紧急信号及急停操作报告，请求操作人员人为干预检查故障；否则比较该刻度值和预设范围。
本发明装置的远程控制单元也可以通过通信电路直接启动电动调压阀进行压力调节，包括急停操作；本发明装置的远程控制单元也可以通过通信电路实时与微控处理器建立电性连接，实时设置相关自动监测和调控参数；本发明装置的微控处理器与远程控制单元均可以对自动监测及调控过程的数据进行记录、处理、分析，并形成报告。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (10)
1.基于压力表的压力监测调控装置，包括压力表(10)，其特征在于：还包括支架(20)、红外检测装置(30)、处理装置(40)、报警装置(50)和电动调压阀(60)，该电动调压阀(60)设在压力表(10)所监测对象的产压和排压管路；
该支架(20)包括一横杆(21)、一固设在横杆(21)的竖杆(22)和一固设在竖杆(22)之上的圆形杆(23)；该压力表(10)固设在横杆(21)，该圆形杆(23)和压力表(10)表盘(11)平行间隔对齐；
该红外检测装置(30)包括设在表盘(11)刻度或刻度对应位置的光栅(31)和设于圆形杆(23)上的红外传感器(32)，该红外传感器(32)和光栅(31)对齐配合，通过表盘(11)指针(12)转动遮挡光栅(31)触发红外传感器(32)以产生光栅信号；
该处理装置(40)固设在支架(20)上，该报警装置(50)固设在支架(20)或处理装置(40)上；该处理装置(40)信号连接红外传感器(32)以接收光栅信号，依据光栅信号获取表盘(11)指针(12)指向刻度值；该处理装置(40)信号连接报警装置(50)，该处理装置(40)信号连接电动调压阀(60)，通过处理装置(40)刻度值与预设范围比较，在超出预设范围时驱动报警装置(50)发出报警，驱动电动调压阀(60)调控压力。
2.根据权利要求1所述的基于压力表的压力监测调控装置，其特征在于：该处理装置(40)固设在竖杆(22)中部且包括微控处理器(41)和通信电路(42)，该微控处理器(41)和通信电路(42)信号连接，该微控处理器(41)和报警装置(50)信号连接，该通信电路(42)和红外传感器(32)信号连接，该通信电路(42)和电动调压阀(60)信号连接。
3.根据权利要求2所述的基于压力表的压力监测调控装置，其特征在于：该通信电路(42)为蓝牙通信电路、WIFI通信电路或ZigBee通信电路。
4.根据权利要求2所述的基于压力表的压力监测调控装置，其特征在于：还包括远程控制单元(70)，该远程控制单元(70)信号连接通信电路(42)。
5.根据权利要求1所述的基于压力表的压力监测调控装置，其特征在于：该压力表(10)下具有基座(13)，该基座(13)固接在横杆(21)第二端部，该竖杆(22)固接在横杆(21)第一端部。
6.根据权利要求1所述的基于压力表的压力监测调控装置，其特征在于：该表盘(11)的每个刻度都设有一对应的光栅(31)，该每个光栅(31)都对齐适配一红外传感器(32)，该处理装置(40)中建立有红外传感器(32)对应的光栅信号和刻度值一一对应的数据库；该处理装置(40)依据接收的光栅信号从数据库中获取该光栅信号对应的刻度值。
7.根据权利要求1所述的基于压力表的压力监测调控装置的压力监测调控方法，其特征在于：包括：
步骤10，将光栅(31)安装于压力表(10)表盘(11)刻度或刻度对应的位置，将压力表(10)安装在支架(20)上，将红外传感器(32)固接在支架(20)，使红外传感器(32)和光栅(31)对齐配合，在监测调控对象的产压和排压管路上设置电动调压阀(60)；
步骤20，为红外检测装置(30)、处理装置(40)和电动调压阀(60)提供电源；
步骤30，操作人员设置处理装置(40)的参数，该参数包括预设范围，该预设范围包含允许压力的低压值和允许压力的高压值；
步骤40，监测调控对象产生压力时，表盘(11)指针(12)开始转动，指针(12)指示的表盘(11)刻度值为监测调控对象的实时压力值；当指针(12)转动到监测调控对象压力对应的刻度值处时，指针(12)遮挡该刻度值处的光栅(31)，触发对齐的红外传感器(32)以产生光栅信号，红外传感器(32)将此光栅信号传送给处理装置(40)；
步骤50，处理装置(40)接收光栅信号，依据光栅信号获取表盘(11)指针(12)指向刻度值，并比较该刻度值和预设范围，如位于预设范围之外，则产生报警指令和调控驱动指令；
步骤60，处理装置(40)通过报警指令驱动报警装置(50)发出报警，处理装置(40)通过调控驱动指令驱动电动调压阀(60)以调节相应的阀门开度，进行压力调节。
8.根据权利要求7所述的基于压力表的压力监测调控方法，其特征在于：该步骤60中，处理装置(40)通过报警指令驱动报警装置(50)发出报警，处理装置(40)通过调控驱动指令驱动电动调压阀(60)调控压力，且在刻度值位于预设范围内时停止指令，通过停止指令控制电动调压阀(60)停止。
9.根据权利要求4所述的基于压力表的压力监测调控装置的压力监测调控方法，其特征在于：包括：
步骤10，将光栅(31)安装于压力表(10)表盘(11)刻度或刻度对应的位置，将压力表(10)安装在支架(20)上，将红外传感器(32)固接在支架(20)，使红外传感器(32)和光栅(31)对齐配合，在监测调控对象的产压和排压管路上设置电动调压阀(60)；
步骤20，为红外检测装置(30)、微控处理器(41)、通信电路(42)、电动调压阀(60)和远程控制单元(70)提供电源；
步骤30，操作人员操作远程控制单元(70)并通过通信电路(42)设置微控处理器(41)的参数，该参数包括预设范围，该预设范围包含允许压力的低压值和允许压力的高压值；
步骤40，监测调控对象产生压力时，表盘(11)指针(12)开始转动，指针(12)指示的表盘(11)刻度值为监测调控对象的实时压力值；当指针(12)转动到监测调控对象压力对应的刻度值处时，指针(12)遮挡该刻度值处的光栅(31)，触发对齐的红外传感器(32)以产生光栅信号，红外传感器(32)通过通信电路(42)将此光栅信号传送给微控处理器(41)；
步骤50，微控处理器(41)接收光栅信号，依据光栅信号获取表盘(11)指针(12)指向刻度值，将此刻度值通过通信电路(42)发送给远程控制单元(70)并在远程控制单元(70)的显示器上显示，远程控制单元(70)记录数据，并比较该刻度值和预设范围，如位于预设范围之外，则产生报警指令和调控驱动指令；
步骤60，处理装置(40)通过报警指令驱动报警装置(50)发出报警，处理装置(40)通过调控驱动指令驱动电动调压阀(60)以调节相应的阀门开度，进行压力调节。
10.根据权利要求9所述的基于压力表的压力监测调控方法，其特征在于：
该步骤30中，该参数还包括需采取紧急措施的极限高压值；
该步骤50中，微控处理器(41)还判断该刻度值是否大于极限高压值，如是则产生紧急指令，设于所监测对象的产压和排压管路上的电动高压阀收到紧急指令时关闭，设于所监测对象的产压和排压管路上的排压阀门打开；
该步骤60中，处理装置(40)通过报警指令驱动报警装置(50)发出报警，处理装置(40)通过调控驱动指令驱动电动调压阀(60)调控压力，且在刻度值位于预设范围内时停止指令，通过停止指令控制电动调压阀(60)停止。
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