CN106679768A - 一种浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备 - Google Patents

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全祯业
侯金华
马志刚
刘永健
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    • G—PHYSICS
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    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Abstract

本发明公开的一种浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，包括：一壳体；一设置在壳体内的流体存储仓，流体存储仓的底部开设有一直通壳体外部的排液口；一导漏管，导漏管的一端连接至泄漏管道的泄漏处，其另一端穿过壳体后伸入流体存储仓内并延伸至流体存储仓的底部；一放置在流体存储仓内的浮子型液位开关；一安装在流体存储仓的排液口内的电磁阀；一设置在壳体内的无线射频模块；一设置在壳体内的电源；以及一设置在壳体内的主控制器，主控制器分别与浮子型液位开关、电磁阀、无线射频模块以及电源连接。本发明的有益效果在于：提高液体泄漏量的检测精度提高，提高时效性，保证人身安全性，可对不同液体的泄漏量进行监测。

Description

一种浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备
技术领域
本发明涉及液体泄漏量监测设备技术领域，尤其涉及一种浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备。
背景技术
目前，治理环境污染已成为人们的共识，有毒有害液体的无组织排放及泄漏尤为突出，该类液体主要包括甲苯、乙酸乙酯、三氯丙酮、二甲苯等物质。随着人们环境意识的加强，对该类液体的泄漏进行更加严格的监测。
根据不同的泄漏量而对有毒有害液体泄漏采取不同的措施进行处理。对已产生泄漏的管道、法兰等部位进行修复或替换。目前的液体泄漏监测仪器主要包括流量传感器流量计、转子式流量计以及电磁流量计仪器等。
使用流量传感器对液体泄漏的流量进行监测时，由于不同的液体有着不同的粘度，所以同一款液体流量传感器测量不同的流体时存在着不同的数值,该类流量传感器对不同的液体存在着较大的误差。使用高精度的流量传感器进行液体微小泄漏量的监测时，则由于设备的昂贵只能对重要部位进行监测，极大降低大范围的适用性。
使用转子式流量计对液体泄漏的流量进行测量时，由于腐蚀、结垢、脏污对于这类流体会因腐蚀转子带来误差,此外由于机械加工的误差，使得该类流量计很难使用在液体微小泄漏的场合中，因此转子式的流量计只适合使用在大流量的液体流量监测。
使用电磁流量计的对液体泄漏的流量进行测量时，输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。由于使用电磁感应原理，对环境的要求较高，需要避免电磁干扰导致产生测量误差，且不能测量电导率较低的液体。
目前的液体泄漏监测仪器存在着各种各样的问题，为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有的液体泄漏监测仪器存在成本高、适用性较差、测量效率低、耗时长、容易受外界环境所影响导致测量精度低等问题，而提供一种测量精度高、时效性佳、保证监测人员的人身安全、适用于不同液体泄漏量监测的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，包括：
一壳体；
一设置在所述壳体内的流体存储仓，所述流体存储仓的底部开设有一直通所述壳体外部的排液口；
一导漏管，所述导漏管的一端连接至泄漏管道的泄漏处，其另一端穿过所述壳体后伸入所述流体存储仓内并延伸至所述流体存储仓的底部；
一放置在所述流体存储仓内的浮子型液位开关；
一安装在所述流体存储仓的排液口内的用于控制所述排液口开闭的电磁阀；
一设置在所述壳体内的用于将相关数据传输至数据服务器的无线射频模块；
一设置在所述壳体内的用于提供电能的电源；以及
一设置在所述壳体内的主控制器，所述主控制器分别与所述浮子型液位开关、电磁阀、无线射频模块以及电源连接；当所述流体存储仓内的液位上升时，推动所述浮子型液位开关中的浮子到达预定位置并产生一个开关闭合信号发送至主控制器，所述主控制器接收到所述开关闭合信号后产生一个阀门开启信号发送至所述电磁阀，使得所述电磁阀打开；所述主控制器将所述浮子型液位开关的闭合次数及时间及时通过所述无线射频模块发送至数据服务器进行处理。
在本发明的一个优选实施例中，还包括一设置在所述壳体内且与所述主控制器连接的用于检测所述壳体内的温湿度的温湿度传感器。
在本发明的一个优选实施例中，所述流体存储的上部侧壁开设有一直通所述壳体外部的溢流窗口。
在本发明的一个优选实施例中，所述电磁阀为防爆电磁阀。
在本发明的一个优选实施例中，在所述电源与主控制器之间设置有一DC-DC转换器。
在本发明的一个优选实施例中，所述电源为大容量的高性能防爆锂亚硫酰氯电池。
在本发明的一个优选实施例中，所述数据服务器为云端服务器或本地服务器。
在本发明的一个优选实施例中，在所述主控制器与无线射频模块之间采用的接口标准为SPI。
在本发明的一个优选实施例中，在所述主控制器与温湿度传感器之间采用的接口标准为IIC。
由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：
1、液体泄漏量的检测精度提高，本发明通过液位定容积分法对液体的微小泄漏量进行监测，被监测的对象存在液体的微小泄漏时，液体泄漏口流出的液体存储在特定的流体存储仓内部，当泄漏的总量达到一个限值时，主控制器进行计数并通过电池阀放空存贮在流体存储仓内的液体，通过液位定容法解决了当发生液体微小流量泄漏时很难被监测到的问题，提高对液体泄漏的测量精度；
2、提高时效性，本发明由于使用了液位定容积分法对液体的微小流量泄漏进行监测，每当主控制器进行计数后可通过无线射频模块把相应的数据上传到云端服务器，具有实时监测的功能，这样克服了实验室仪器检测和便携式仪器检测时效性差、未能及时上报液体泄漏量等问题；
3、保证人身安全性，本发明使用的是无线射频模块可实现远距离数据传输，不需要工作人员到现场对液体泄漏点进行监测，避免了使用实验室仪器检测和便携式仪器检测时检测人员长时间近距离接触有毒、有害液体，从而给带给自身带来危害；
4、不同液体泄漏量监测，本发明使用的液位定容法对泄漏的液体进行监测，对液体的成分及粘度等没有特殊要求，从而可以对多种不同液体进行泄漏总量监测，解决了现有技术在面对不同的液体泄漏监测时需要使用不同设备的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，图中给出的是一种浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，包括壳体(图中未示出)、流体存储仓100、导漏管200、浮子型液位开关300、电磁阀400、无线射频模块500、电源600、温湿度传感器700以及主控制器800。
流体存储仓100设置在壳体内，流体存储仓100的底部开设有一直通壳体外部的排液口110，用于排出存储在流体存储仓100内的液体，流体存储仓100的上部侧壁开设有一直通壳体外部的溢流窗口120，当突然发生大流量泄漏(气、液)时，液体及液体中含有的气体通过溢流窗口120自动泄放到壳体外部，同时溢流窗口120的设置也有利于流体存储仓100流向壳体外部。
导漏管200的一端210连接至泄漏管道的泄漏处，其另一端穿过壳体后伸入流体存储仓100内并延伸至流体存储仓100的底部。
浮子型液位开关300放置在流体存储仓100内，当流体存储仓100内的液体上升至一定高度时，推动浮子型液位开关300中的浮子到达预定位置，使得浮子型液位开关300闭合。
电磁阀400安装在流体存储仓100的排液口110内，用于控制流体存储仓100的排液口110的开闭。在本实施例中，电磁阀400优选地采用防爆电磁阀。
无线射频模块500设置在壳体内，其用于将设备内部的温湿度、浮子型液位开关300的开关次数等相关数据传输到基站点，并通过基站点与云服务器或本地服务器完成数据交汇，该无线射频模块500使用的频段可避免民用频段的无线设备干扰，同时采用AES-128数据加密算法进行加密处理，提高数据传输的安全性。
电源600设置在壳体内，在本实施例中，电源600为电池，优选地择用大容量的高性能防爆锂亚硫酰氯电池，其年自放电率在1％以下(20℃时)，室温状态下可储存10年，使用温度在-60℃～+85℃之间，电池标准为IEC60079-11本质安全。
温湿度传感器700设置在壳体内，其用于检测壳体内的温湿度，这样通过温湿度传感器700的检测数据判断设备的内部环境是否在正常的工作温度范围内，从而降低设备的故障率。
主控制器800设置在壳体内的主控制器，其分别与浮子型液位开关300、电磁阀400、无线射频模块500、电源600以及温湿度传感器700连接。主控制器800中的MCU为32位单片机，具有IIC、SPI等多种类型的接口，同时带有唤醒功能的低功耗模式等特点。主控制器800与无线射频模块500之间采用的接口标准为SPI。主控制器800与温湿度传感器700之间采用的接口标准为IIC。此外，在主控制器800与电源600之间设置有一DC-DC转换器610，这样通过DC-DC转换器610的电路可以进一步地高效保护电池性能，有利于能源的利用率，更加环保。
本发明的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备的工作原理如下：当流体存储仓100内的液位上升时，推动浮子型液位开关300中的浮子到达预定位置，浮子型液位开关300闭合并产生一个开关闭合信号发送至主控制器800，主控制器800接收到浮子型液位开关300发送来的开关闭合信号后并记下开关闭合的次数及时间，同时产生一个阀门开启信号发送至电磁阀400，使得电磁阀400打开，流体存储仓100内的流体被放空，有利于流体存储仓100对液体进行下一次计数，浮子型液位开关300断开，电磁阀400闭合，形成一个循环。主控制器800通过浮子型液位开关300的开关次数来计算泄漏液体的体积。主控制器800将浮子型液位开关300的闭合次数及时间及时通过无线射频模块500发送至数据服务器进行处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，其特征在于，包括：
一壳体；
一设置在所述壳体内的流体存储仓，所述流体存储仓的底部开设有一直通所述壳体外部的排液口；
一导漏管，所述导漏管的一端连接至泄漏管道的泄漏处，其另一端穿过所述壳体后伸入所述流体存储仓内并延伸至所述流体存储仓的底部；
一放置在所述流体存储仓内的浮子型液位开关；
一安装在所述流体存储仓的排液口内的用于控制所述排液口开闭的电磁阀；
一设置在所述壳体内的用于将相关数据传输至数据服务器的无线射频模块；
一设置在所述壳体内的用于提供电能的电源；以及
一设置在所述壳体内的主控制器，所述主控制器分别与所述浮子型液位开关、电磁阀、无线射频模块以及电源连接；当所述流体存储仓内的液位上升时，推动所述浮子型液位开关中的浮子到达预定位置并产生一个开关闭合信号发送至主控制器，所述主控制器接收到所述开关闭合信号后产生一个阀门开启信号发送至所述电磁阀，使得所述电磁阀打开；所述主控制器将所述浮子型液位开关的闭合次数及时间及时通过所述无线射频模块发送至数据服务器进行处理。
2.如权利要求1所述的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，其特征在于，还包括一设置在所述壳体内且与所述主控制器连接的用于检测所述壳体内的温湿度的温湿度传感器。
3.如权利要求1所述的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，其特征在于，所述流体存储的上部侧壁开设有一直通所述壳体外部的溢流窗口。
4.如权利要求1所述的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，其特征在于，所述电磁阀为防爆电磁阀。
5.如权利要求1所述的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，其特征在于，在所述电源与主控制器之间设置有一DC-DC转换器。
6.如权利要求1所述的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，其特征在于，所述电源为大容量的高性能防爆锂亚硫酰氯电池。
7.如权利要求1所述的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，其特征在于，所述数据服务器为云端服务器或本地服务器。
8.如权利要求1所述的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，其特征在于，在所述主控制器与无线射频模块之间采用的接口标准为SPI。
9.如权利要求2所述的浮子开关式液体泄漏量监测无线采集终端设备，其特征在于，在所述主控制器与温湿度传感器之间采用的接口标准为IIC。
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