CN110410666A - 一种基于nb-iot智能无线变送器的物联网系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于NB‑IOT智能无线变送器的物联网系统，包括NB‑IOT智能无线变送器、云端服务器以及终端设备；所述NB‑IOT智能无线变送器安装在LNG罐车的罐体上用于测量罐体内相关数据，并将数据传输到云端服务器上，所述云端服务器将数据处理后传输至终端设备。通过NB‑IOT智能无线变送器对LNG槽体(罐体)进行实时监控，并将相关数据上传云端服务器处理，云端服务器将LNG槽体(罐体)传送到手机等终端设备，用户可对LNG槽体(罐体)内情况了如指掌，出现异常时，可及时处理，避免造成安全事故。
Description
技术领域
本发明属于LNG运输安全领域，尤其涉及一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统。
背景技术
LNG(Liquefied Natural Gas)，即液化天然气的英文缩写。天然气是在气田中自然开采出来的可燃气体，主要由甲烷构成。LNG是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃，使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间，而且具有热值大、性能高等特点。LNG是一种清洁、高效的能源。由于进口LNG有助于能源消费国实现能源供应多元化、保障能源安全，而出口LNG有助于天然气生产国有效开发天然气资源、增加外汇收入、促进国民经济发展，因而LNG贸易正成为全球能源市场的新热点。天然气作为清洁能源越来越受到青睐，很多国家都将LNG列为首选燃料，天然气在能源供应中的比例迅速增加。液化天然气正以每年约12％的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。
LNG槽车(罐车)运输是国内新兴的一种运输行业，也是LNG(液化天然气)异地调配的主要运输方式。据业内知名人士测算，当前全国LNG槽车的数量已经突破2万台，给LNG的异地调配提供了很大的便利。然而，近年来LNG 槽车运输途中发生的安全事故时有见诸报端，LNG槽车运输的安全问题也因此引起相关企业、从业人员以及监管部门的高度重视。为此，探讨当前LNG槽车运输存在的安全隐患并采取行之有效的防范措施显得尤为重要。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种用于LNG槽车(罐车) 运输的基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，使用该物联网系统可以实时了解LNG槽体(罐体)内的情况，出现问题时可以及时处理，避免事故的发生。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，包括NB-IOT智能无线变送器、云端服务器以及终端设备；所述NB-IOT智能无线变送器安装在LNG罐车的罐体上用于测量罐体内相关数据，并将数据传输到云端服务器上，所述云端服务器将数据处理后传输至终端设备。
作为优选，所述NB-IOT智能无线变送器包括NB-IOT智能压力变送器、 NB-IOT智能温度变送器和NB-IOT智能液位变送器。
作为优选，所述NB-IOT智能压力变送器包括：
变送壳体，用于安装变送器的其余部件；
表头，安装在变送壳体上，用于显示实时压力值；
后盖，安装在变送壳体上，用于封闭变送壳体后端；
结构件，安装在变送壳体上，用于封装压力传感器；
压力传感器，安装在结构件内，用于测定待测容器或管道内的压力值；
变送板，封装在变送壳体内，用于接收压力传感器电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB-IOT模组；
NB-IOT模组，安装在变送板上，用于接收变送板传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器；
天线，所述天线与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；
电池模块，所述电池模块安装在变送壳体内，电池模块连接变送板及 NB-IOT模组。
作为优选，所述变送壳体一体铸造成型，包括圆柱桶状的表壳主体、设置在表壳主体上端中心处的安装台以及设置在表壳主体下端中心处的固定部；所述表头安装在表壳主体前端，后盖安装在表壳主体后端，结构件安装在固定部下端；所述安装台横向设置，安装台的上端为矩形平面，安装台的下端呈圆弧形且与表壳主体相切并与表壳主体表面紧密贴合，在安装台的至少一端设置有天线，所述天线与变送板电连接；所述表壳主体内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔和后安装空腔，所述变送板安装在前安装空腔内，变送板与表头电连接，所述电池模块安装在后安装空腔内，电池模块与变送板电连接；所述固定部包括呈竖直圆柱形的连接端以及呈水平U型的固定端，所述固定部开设置竖直的内螺纹，结构件螺纹连接在固定部上。
作为优选，所述结构件包括外壳和压紧件，所述外壳一体成型，外壳包括用于连接表壳主体的上固定端、用于连接管道或密闭容器的下固定端以及位于两者之间连接两者的连接部，上固定端、下固定端和连接部的中心位于一条直线上；所述上固定端和下固定端呈圆柱状且均设有外螺纹，所述连接部的上端为圆柱状，连接部的下端为六角螺母状，其中连接部下端直径＞连接部上端直径＞上固定端直径＞下固定端直径；所述结构件的中心处开设有圆柱状的三级腔体，三级腔体内充盈硅油，所述三级腔体包括位于上端的第一腔体、位于中间的第二腔体以及位于下端的第三腔体，第一腔体、第二腔体和第三腔体直径依次递减，且第一腔体、第二腔体和第三腔体的中心在一条直线上；所述压力传感器呈圆片状，压力传感器安装在第一腔体内，且压力传感器的直径与第一腔体的直径一致；所述压紧件的下端呈圆柱状且设置有外螺纹，压紧件的上端呈六角螺母状，且压紧件的中心处开设有贯通压紧件上下端的通孔；所述压紧件的下端直径与第一腔体的直径一致，压紧件的上端直径大于第一腔体的直径；所述结构件还包括密封圈，所述密封圈呈圆环状，密封圈安装在第一腔体内，且密封圈的下端与压力传感器的上端紧密贴合，密封圈的上端与压紧件的下端紧密贴合。
作为优选，所述于NB-IOT智能温度变送器包括：
变送壳体，用于安装变送器的其余部件；
表头，安装在变送壳体上，用于显示实时温度值；
后盖，安装在变送壳体上，用于封闭变送壳体后端；
结构件，安装在变送壳体上，用于封装温度传感器，
温度传感器，安装在结构件内，用于测定待测装置的温度；
变送板，封装在变送壳体内，用于接收温度传感器电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB-IOT模组；
NB-IOT模组，安装在变送板上，用于接收变送板传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器；
天线，所述天线与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；
电池模块，所述电池模块安装在变送壳体内，电池模块连接变送板及 NB-IOT模组。
作为优选，所述变送壳体一体铸造成型，包括圆柱桶状的表壳主体、设置在表壳主体上端中心处的安装台以及设置在表壳主体下端中心处的固定部；所述表头安装在表壳主体前端，后盖安装在表壳主体后端，结构件安装在固定部下端；所述安装台横向设置，安装台的上端为矩形平面，安装台的下端呈圆弧形且与表壳主体相切并与表壳主体表面紧密贴合，在安装台的至少一端设置有天线，所述天线与变送板电连接；所述表壳主体内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔和后安装空腔，所述变送板安装在前安装空腔内，变送板与表头电连接，所述电池模块安装在后安装空腔内，电池模块与变送板电连接；所述固定部包括呈竖直圆柱形的连接端以及呈水平U型的固定端，所述固定部开设置竖直的内螺纹，结构件螺纹连接在固定部上。
作为优选，所述结构件一体成型，包括与变送壳体连接的安装部以及下端与待测装置连接的冷却管；所述安装部的上端设置有外螺纹，安装部的上端螺纹连接在固定部下端，安装部的下端设置有上限位部，所述上限位部与固定端的下端面相抵；所述冷却管靠近下端处设置有下限位部，所述下限位部在冷却管下端伸入待测装置后与与待测装置相抵；所述安装部中心开设有圆柱状的第一空腔，冷却管的中心开设有第二空腔，所述第一空腔和第二空腔联通且第一空腔的直径大于第二空腔直径，第一空腔和第二空腔的中心在一条直线上，所述第一空腔和第二空腔内充盈硅油，温度传感器设置在第一空腔内。
作为优选，所述NB-IOT智能液位变送器包括：
变送壳体，用于安装变送器的其余部件；
表头，安装在变送壳体上，用于显示实时液位值；
后盖，安装在变送壳体上，用于封闭变送壳体后端；
结构件，安装在变送壳体上，用于封装压力传感器；
探头，与变送板通过防水电线电连接，所述探头伸入待测装置内，用于测量探头所处位置的压力；
压力传感器，安装在探头内，用于测定待测装置的压力值；
变送板，封装在变送壳体内，用于接收压力传感器电信号、将电信号放大、将放大后的电信号经过计算换算出压力传感器所处的液位信息并将信息传输给NB-IOT模组；
NB-IOT模组，安装在变送板上，用于接收变送板传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器；
天线，所述天线与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；
电池模块，所述电池模块安装在变送壳体内，电池模块连接变送板及 NB-IOT模组。
作为优选，所述变送壳体一体铸造成型，包括圆柱桶状的表壳主体、设置在表壳主体上端中心处的安装台以及设置在表壳主体下端中心处的固定部；所述表头安装在表壳主体前端，后盖安装在表壳主体后端，结构件安装在固定部下端；所述安装台横向设置，安装台的上端为矩形平面，安装台的下端呈圆弧形且与表壳主体相切并与表壳主体表面紧密贴合，在安装台的至少一端设置有天线，所述天线与变送板电连接；所述表壳主体内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔和后安装空腔，所述变送板安装在前安装空腔内，变送板与表头电连接，所述电池模块安装在后安装空腔内，电池模块与变送板电连接；所述固定部包括呈竖直圆柱形的连接端以及呈水平U型的固定端，所述固定部开设置竖直的内螺纹，结构件螺纹连接在固定部上；所述结构件上端呈圆柱状且外侧设有外螺纹，结构件的上端螺纹连接在固定部上；所述结构件的下端呈上大下小的圆台状；所述探头包括导水头、基座、管帽以及压线帽，压力传感器设置在基座内；所述导水头、基座、管帽均呈圆柱状，导水头上端螺纹连接在基座下端，导水头的下端开设有与外界连通的导水孔，所示基座上端螺纹连接在管帽下端，所述压线帽呈下大上小的圆台状用于束缚防水电线呈竖直伸入，压线帽的下端与管帽上端螺纹连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.通过NB-IOT智能压力变送器、NB-IOT智能温度变送器和NB-IOT智能液位变送器对LNG槽体(罐体)进行实时监控，并将相关数据上传云端服务器处理，云端服务器将LNG槽体(罐体)传送到手机等终端设备，用户可对LNG槽体(罐体)内情况了如指掌，出现异常时，可及时处理，避免造成安全事故。
2.NB-IOT智能压力变送器通过在变送板中加入NB-IOT模组，取代了外接网关，实现数据的传送，一方面减少了布线，减小了对变送器内部件的影响，保证数据精确度，另一方面变送器的密闭性更好。NB-IOT模组相对于外接网关还具有覆盖范围广，适应各种工作环境，功耗低，电池寿命可达10年以上，成本降低90％以上的优点。
3.NB-IOT智能温度变送器
4.NB-IOT智能液位变送器
附图说明
图1基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统的运作示意图。
图2是NB-IOT智能无线压力变送器的结构示意图一。
图3是NB-IOT智能无线压力变送器的结构示意图二。
图4是NB-IOT智能无线压力变送器的正面视图。
图5是图4的AA剖视图。
图6是NB-IOT智能无线压力变送器的俯视图一。
图7是NB-IOT智能无线压力变送器的侧面视图。
图8是图7的BB剖视图。
图9是NB-IOT智能无线压力变送器的俯视图二。
图10是NB-IOT智能无线压力变送器结构件的结构示意图。
图11是图10的CC剖视图。
图12是NB-IOT智能无线压力变送器结构件的仰视图。
图13是NB-IOT智能无线压力变送器结构件的俯视图。
图14是NB-IOT智能无线压力变送器橡胶塞帽的结构示意图。
图15是图14的DD剖视图。
图16是NB-IOT智能无线压力变送器橡胶塞帽的俯视图。
图17是NB-IOT智能无线压力变送器橡胶塞帽的仰视图。
图18是NB-IOT智能无线温度变送器的结构示意图。
图19是NB-IOT智能无线温度变送器的侧视图。
图20是图19的AA剖视图。
图21是NB-IOT智能无线温度变送器的俯视图。
图22是NB-IOT智能无线温度变送器变送壳体的剖视图。
图23是NB-IOT智能无线温度变送器橡胶塞帽的结构示意图。
图24是图23的BB剖视图。
图25是NB-IOT智能无线温度变送器橡胶塞帽的俯视图。
图26是NB-IOT智能无线温度变送器橡胶塞帽的仰视图。
图27是NB-IOT智能无线液位变送器的结构示意图一。
图28是NB-IOT智能无线液位变送器的侧视图。
图29图28的AA剖视图。
图30是NB-IOT智能无线液位变送器的俯视图。
图31是NB-IOT智能无线液位变送器的结构示意图二。
图32是NB-IOT智能无线液位变送器的正面视图。
图33是图32的BB剖视图。
图34是NB-IOT智能无线液位变送器橡胶塞帽的结构示意图。
图35是图34的CC剖视图。
图36是NB-IOT智能无线液位变送器橡胶塞帽的俯视图。
图37是NB-IOT智能无线液位变送器橡胶塞帽的仰视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
本实施例中将变送壳体与表头的连接端定义为前、前端、前方等，将变送壳体与后盖的连接端定义为后、后端、后方等，将变送壳体的安装主体与出线部的连接处定义为变送壳体的上、上端、上方等，将变送壳体的安装主体与安装部的连接处定义为变送壳体的下、下端、下方等。
如图1所示的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，包括NB-IOT 智能无线变送器、云端服务器以及终端设备；所述NB-IOT智能无线变送器安装在LNG罐车的罐体上用于测量罐体内相关数据，并将数据传输到云端服务器上，所述云端服务器将数据处理后传输至终端设备。NB-IOT智能无线变送器包括NB-IOT智能压力变送器、NB-IOT智能温度变送器和NB-IOT智能液位变送器。
通过NB-IOT智能压力变送器、NB-IOT智能温度变送器和NB-IOT智能液位变送器对LNG槽体(罐体)进行实时监控，并将相关数据上传云端服务器处理，云端服务器将LNG槽体(罐体)传送到手机等终端设备，用户可对LNG槽体(罐体)内情况了如指掌，出现异常时，可及时处理，避免造成安全事故。
如图2～图9所示的NB-IOT智能无线压力变送器，包括变送壳体1、表头 2、后盖3、结构件4、变送板5、NB-IOT模组(图上未标识)、天线7、电池模块8以及压力传感器9。其中变送壳体1用于安装变送器的其余部件；表头 2安装在变送壳体1上，用于显示实时压力值；后盖3安装在变送壳体1上，用于封闭变送壳体1后端；结构件4安装在变送壳体1上，用于封装压力传感器9；压力传感器9安装在结构件4内，用于测定待测容器或管道内的压力值；变送板5封装在变送壳体1内，用于接收压力传感器9电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB-IOT模组；NB-IOT模组安装在变送板5上，用于接收变送板5传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器，NB-IOT模组采用移远BC-28模组；变送板5上设置有用于接收压力传感器9数据并对数据做相应处理的数据处理模块(图上未标示)，该数据处理模块与NB-IOT模组串口连接；天线7安装在变送壳体1内与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；电池模块8安装在变送壳体1内，电池模块8连接变送板5及NB-IOT模组，用于提供电源，电池模块8采用3.6V，19AH锂电池。通过在变送板5中加入NB-IOT模组，取代了外接网关，实现数据的传送，一方面减少了布线，减小了对变送器内部件的影响，保证数据精确度，另一方面变送器的密闭性更好。NB-IOT模组相对于外接网关还具有覆盖范围广，适应各种工作环境，功耗低，电池寿命可达10年以上，成本降低90％以上。内置电池模块代替外接电源，减少布线，增大精度，密封性也更强。表头2为液晶显示表头，其内侧安装有电路板(图上未标识)，该电路板上设置有用于控制液晶显示表头显示的单片机。变送板5插接在电路板上，并且变送板5和电路板串接。压力传感器9的毫伏级电信号通过变送板5进行AD放大后，有规律的传输给NB-IOT模组，并最终发送至云服务器上。
如图2～图9所示，变送壳体1一体成型设置，包括圆柱桶状的表壳主体 11，设置在表壳主体11上端中心处的安装台12，设置在表壳主体11下端中心处的固定部13。表头2安装在表壳主体11前端，后盖3安装在表壳主体11 后端，结构件4安装在固定部13下端。
表壳主体11内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔111和后安装空腔112。变送板5安装在前安装空腔111内，变送板5与表头2电连接，所述电池模块8安装在后安装空腔112内，连接前安装空腔111和后安装空腔112 的腔壁上开设有小孔，和电池模块8通过该小孔与变送板5电连接。通过设置前安装空腔111和后安装空腔112将电池模块8和变送板5分隔开，使得压力变送器内部部件整齐有序，布线简单明确，同时最大化减小了检测误差。
安装台12横向设置，安装台12的上端为矩形平面，该矩形平面可用于安装铭牌。安装台12的下端呈圆弧形且与表壳主体11相切并与表壳主体11表面紧密贴合。安装台12的一端内安装空间，该空间内设置有天线7且该空间与前安装空腔111相通，天线7通过电线与位于前安装空腔111内的变送板5 电连接。在天线7的外侧罩设有橡胶塞帽6，橡胶塞帽6的一端过盈插接在安装台12一端的安装空间内。安装台12的另下端采用六角螺栓封闭。
如图14～17所示，橡胶塞帽6包括圆台形的端部61、圆柱状的防滑部 62以及柱状的塞紧部63。在塞紧部63的端面中心开设有盲孔64，该盲孔64 延伸至防滑部62及端部61。橡胶塞帽6通过塞紧部63过盈插接到安装台12 上，天线7设置在盲孔64内。在防滑部62的外侧设置有多条凸起的防滑棱621，便于安装和拆卸橡胶塞帽6时，手可以握持。通过设置橡胶塞帽6来安放天线 7，一方面能起到很好的密封效果，另一方面由于橡胶不会屏蔽信号的特性，使得变送器信号的发射和接收良好，避免了因安装在变送壳体内而造成的金属屏蔽。
如图2～图9所示，固定部13包括呈竖直圆柱形的连接端131以及呈水平 U型的固定端132。固定部13开设置竖直的内螺纹。
如图10～图13所示，结构件4包括外壳41和压紧件42。其中外壳41一体成型，包括用于连接表壳主体11的上固定端411、用于连接管道或密闭容器的下固定端412以及位于两者之间连接两者的连接部413，上固定端411、下固定端412和连接部413的中心位于一条直线上。上固定端411和下固定端412 呈圆柱状且均设有外螺纹，结构件4通过上固定端411和固定部13螺纹连接，结构件4通过下固定端412与待测容器(或管道)螺纹连接，固定部的固定端通过一定的紧固件将结构件牢牢固定在待测容器(或管道)上，固定方便而牢固。
连接部413的上端为圆柱状，连接部413的下端为六角螺母状，其中连接部413下端直径＞连接部413上端直径＞上固定端411直径＞下固定端412直径；所述结构件4的中心处开设有圆柱状的三级腔体，三级腔体内充盈硅油，所述三级腔体包括位于上端的第一腔体43、位于中间的第二腔体44以及位于下端的第三腔体45，第一腔体43、第二腔体44和第三腔体45直径依次递减，且第一腔体43、第二腔体44和第三腔体45的中心在一条直线上；所述压力传感器9呈圆片状，压力传感器9安装在第一腔体43内，且压力传感器9的直径与第一腔体43的直径一致。压紧件42的下端呈圆柱状且设置有外螺纹，压紧件42的上端呈六角螺母状，且压紧件42的中心处开设有贯通压紧件42上下端的通孔；所述压紧件42的下端直径与第一腔体43的直径一致，压紧件42 的上端直径大于第一腔体43的直径。结构件4还包括密封圈46，所述密封圈 46呈圆环状，密封圈46安装在第一腔体43内，且密封圈46的下端与压力传感器9的上端紧密贴合，密封圈46的上端与压紧件42的下端紧密贴合。结构件外壳的三级腔体设计，在第一腔体和第二腔体内充盈硅油，起到缓冲的作用，保证压力传感器不会损坏，压力传感器安装在第一腔体内，其直径与第一腔体直径保持一致，贴合第一腔体的腔壁，由于第二腔体直径小于第一腔体，从而第一腔体下端形成台阶，支撑住压力传感器，而压力传感器的上端通过密封圈与压紧件下端相抵，从而被固定，一方面密封性能好，另一方面充分保证了压力传感器的安全，延长其使用寿命。
如图18～图22所示的NB-IOT智能无线温度变送器，包括变送壳体1、表头2、后盖3、结构件4、变送板5、NB-IOT模组(图上未标识)、天线7、电池模块8以及温度传感器9。其中变送壳体1用于安装变送器的其余部件；表头2安装在变送壳体1上，用于显示实时温度值；后盖3安装在变送壳体1上，用于封闭变送壳体1后端；结构件4安装在变送壳体1上，用于封装温度传感器9；温度传感器9安装在结构件4内，用于测定待测容器或管道内的温度；变送板5封装在变送壳体1内，用于接收温度传感器9电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB-IOT模组；NB-IOT模组安装在变送板5上，用于接收变送板5传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器，NB-IOT模组采用移远BC-28模组；变送板5上设置有用于接收温度传感器9数据并对数据做相应处理的数据处理模块(图上未标示)，该数据处理模块与NB-IOT模组串口连接；天线7安装在变送壳体1内与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；电池模块8安装在变送壳体1内，电池模块8连接变送板5及NB-IOT模组，用于提供电源，电池模块8采用3.6V，19AH锂电池。通过在变送板5中加入NB-IOT模组，取代了外接网关，实现数据的传送，一方面减少了布线，减小了对变送器内部件的影响，保证数据精确度，另一方面变送器的密闭性更好。NB-IOT模组相对于外接网关还具有覆盖范围广，适应各种工作环境，功耗低，电池寿命可达10年以上，成本降低90％以上。内置电池模块代替外接电源，减少布线，增大精度，密封性也更强。表头2为液晶显示表头，其内侧安装有电路板(图上未标识)，该电路板上设置有用于控制液晶显示表头显示的单片机。变送板5插接在电路板上，并且变送板5和电路板串接。温度传感器9的毫伏级电信号通过变送板5进行AD放大后，有规律的传输给NB-IOT模组，并最终发送至云服务器上。
如图18～图22所示，变送壳体1一体成型设置，包括圆柱桶状的表壳主体11，设置在表壳主体11上端中心处的安装台12，设置在表壳主体11下端中心处的固定部13。表头2安装在表壳主体11前端，后盖3安装在表壳主体 11后端，结构件4安装在固定部13下端。
表壳主体11内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔111和后安装空腔112。变送板5安装在前安装空腔111内，变送板5与表头2电连接，所述电池模块8安装在后安装空腔112内，连接前安装空腔111和后安装空腔112 的腔壁上开设有小孔，和电池模块8通过该小孔与变送板5电连接。通过设置前安装空腔111和后安装空腔112将电池模块8和变送板5分隔开，使得温度变送器内部部件整齐有序，布线简单明确，同时最大化减小了检测误差。
安装台12横向设置，安装台12的上端为矩形平面，该矩形平面可用于安装铭牌。安装台12的下端呈圆弧形且与表壳主体11相切并与表壳主体11表面紧密贴合。安装台12的一端内安装空间，该空间内设置有天线7且该空间与前安装空腔111相通，天线7通过电线与位于前安装空腔111内的变送板5 电连接。在天线7的外侧罩设有橡胶塞帽6，橡胶塞帽6的一端过盈插接在安装台12一端的安装空间内。安装台12的另下端采用六角螺栓封闭。
如图23～26所示，橡胶塞帽6包括圆台形的端部61、圆柱状的防滑部 62以及柱状的塞紧部63。在塞紧部63的端面中心开设有盲孔64，该盲孔64 延伸至防滑部62及端部61。橡胶塞帽6通过塞紧部63过盈插接到安装台12 上，天线7设置在盲孔64内。在防滑部62的外侧设置有多条凸起的防滑棱621，便于安装和拆卸橡胶塞帽6时，手可以握持。通过设置橡胶塞帽6来安放天线 7，一方面能起到很好的密封效果，另一方面由于橡胶不会屏蔽信号的特性，使得变送器信号的发射和接收良好，避免了因安装在变送壳体内而造成的金属屏蔽。
如图18～图23所示，固定部13包括呈竖直圆柱形的连接端131以及呈水平U型的固定端132。固定部13开设有竖直的内螺纹。
如图18～图23所示，结构件4一体成型，包括与变送壳体1连接的安装部41以及下端与待测装置连接的冷却管42。
安装部41的上端设置有外螺纹，安装部41的上端螺纹连接在固定部13 下端。安装部41的下端设置有上限位部43，上限位部43与固定端132的下端面相抵。冷却管42靠近下端处设置有下限位部44，下限位部44在冷却管42 下端伸入待测装置后与与待测装置相抵。结构件通过安装部与表壳主体的固定部螺纹连接，通过冷却管下端与待测装置连接，固定部的固定端通过一定的紧固件将结构件牢牢固定在待测装置上，固定方便而牢固。通过设置上限位部和下限位部限定了安装的深度，安装更方便，同时也避免了因安装失误对变送器造成损伤。
安装部41中心开设有圆柱状的第一空腔411，冷却管42的中心开设有第二空腔421，所述第一空腔411和第二空腔421联通且第一空腔411的直径大于第二空腔421直径，第一空腔411和第二空腔421的中心在一条直线上，所述第一空腔411和第二空腔421内充盈硅油，温度传感器设置在第一空腔411 内。结构件第一腔体和第二腔体的设计，在第一腔体和第二腔体内充盈硅油，起到降温及缓冲的作用，保证温度传感器不会因接触高温而损坏，温度传感器安装在第一腔体内，其直径与第一腔体直径保持一致，贴合第一腔体的腔壁，由于第二腔体直径小于第一腔体，从而第一腔体下端形成台阶，支撑住温度传感器，而温度传感器的上端也将被固定，充分保证了温度传感器的安全，延长其使用寿命。
如图27～图33所示的NB-IOT智能无线液位变送器，包括变送壳体1、表头2、后盖3、结构件4、变送板5、探头a、NB-IOT模组(图上未标识)、天线7以及电池模块8压力传感器9安装在探头a内。其中变送壳体1用于安装变送器的其余部件；表头2安装在变送壳体1上，用于显示实时液位值；后盖3安装在变送壳体1上，用于封闭变送壳体1后端；结构件4安装在变送壳体1上，用于将变送器固定在待测装置上；变送板5封装在变送壳体1内，用于接收压力传感器9电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给 NB-IOT模组；NB-IOT模组安装在变送板5上，用于接收变送板5传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器，NB-IOT模组采用移远BC-28模组；变送板 5上设置有用于接收压力传感器9数据并对数据做相应处理的数据处理模块 (图上未标示)，该数据处理模块与NB-IOT模组串口连接；天线7安装在变送壳体1内与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；电池模块8安装在变送壳体1内，电池模块8连接变送板5及NB-IOT模组，用于提供电源，电池模块8采用3.6V，19AH锂电池。通过在变送板5中加入NB-IOT模组，取代了外接网关，实现数据的传送，一方面减少了布线，减小了对变送器内部件的影响，保证数据精确度，另一方面变送器的密闭性更好。NB-IOT模组相对于外接网关还具有覆盖范围广，适应各种工作环境，功耗低，电池寿命可达10年以上，成本降低90％以上。内置电池模块代替外接电源，减少布线，增大精度，密封性也更强。表头2为液晶显示表头，其内侧安装有电路板(图上未标识)，该电路板上设置有用于控制液晶显示表头显示的单片机。变送板5插接在电路板上，并且变送板5和电路板串接。压力传感器9的毫伏级电信号通过变送板5 进行AD放大后，有规律的传输给NB-IOT模组，并最终发送至云服务器上。
如图27～图33所示，变送壳体1一体成型设置，包括圆柱桶状的表壳主体11，设置在表壳主体11上端中心处的安装台12，设置在表壳主体11下端中心处的固定部13。表头2安装在表壳主体11前端，后盖3安装在表壳主体 11后端，结构件4安装在固定部13下端。
表壳主体11内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔111和后安装空腔112。变送板5安装在前安装空腔111内，变送板5与表头2电连接，所述电池模块8安装在后安装空腔112内，连接前安装空腔111和后安装空腔112 的腔壁上开设有小孔，和电池模块8通过该小孔与变送板5电连接。通过设置前安装空腔111和后安装空腔112将电池模块8和变送板5分隔开，使得液位变送器内部部件整齐有序，布线简单明确，同时最大化减小了检测误差。
安装台12横向设置，安装台12的上端为矩形平面，该矩形平面可用于安装铭牌。安装台12的下端呈圆弧形且与表壳主体11相切并与表壳主体11表面紧密贴合。安装台12的一端内安装空间，该空间内设置有天线7且该空间与前安装空腔111相通，天线7通过电线与位于前安装空腔111内的变送板5 电连接。在天线7的外侧罩设有橡胶塞帽6，橡胶塞帽6的一端过盈插接在安装台12一端的安装空间内。安装台12的另下端采用六角螺栓封闭。
如图34～图37所示，橡胶塞帽6包括圆台形的端部61、圆柱状的防滑部62以及柱状的塞紧部63。在塞紧部63的端面中心开设有盲孔64，该盲孔 64延伸至防滑部62及端部61。橡胶塞帽6通过塞紧部63过盈插接到安装台 12上，天线7设置在盲孔64内。在防滑部62的外侧设置有多条凸起的防滑棱621，便于安装和拆卸橡胶塞帽6时，手可以握持。通过设置橡胶塞帽6来安放天线7，一方面能起到很好的密封效果，另一方面由于橡胶不会屏蔽信号的特性，使得变送器信号的发射和接收良好，避免了因安装在变送壳体内而造成的金属屏蔽。
如图27～图33所示，固定部13包括呈竖直圆柱形的连接端131以及呈水平U型的固定端132。固定部13开设置竖直的内螺纹。
结构件4一体成型，结构件4上端呈圆柱状且外侧设有外螺纹，结构件4 的上端螺纹连接在固定部13上。结构件4的下端呈上大下小的圆台状。结构件下端的收口涉及对防水电线起到束缚的作用，保证了防水电线竖直进入变送壳体，保证了防水电线被牢固限定，防止因防水电线的移动对变送器内的部件造成损害。
探头a包括导水头a1、基座a2、管帽a3以及压线帽a4，压力传感器设置在基座a2内；所述导水头a1、基座a2、管帽a3均呈圆柱状，导水头a1上端螺纹连接在基座a2下端，导水头a1的下端开设有与外界连通的导水孔，所示基座a2上端螺纹连接在管帽a3下端，所述压线帽a4呈下大上小的圆台状用于束缚防水电线b呈竖直伸入，压线帽a4的下端与管帽a3上端螺纹连接。待测装置内的液体通过导水孔进入，与压力传感器接触，压力传感器检测出所处位置的压力值并传输给变送板，经变送板上数据处理模块的处理后得出压力传感器所处位置的液位信息，并在表头处显示，同时NB-IOT模组将液位信息无线传输给云服务器。压线帽上小下大的设计将防水电线牢固限定，防止因防水电线的移动对压力传感器的造成损害。将压力传感器设置在基座内，并且基座与管帽分离的设计，便于压力传感器的更换，降低成本。
Claims (10)
1.一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：包括NB-IOT智能无线变送器、云端服务器以及终端设备；所述NB-IOT智能无线变送器安装在LNG罐车的罐体上用于测量罐体内相关数据，并将数据传输到云端服务器上，所述云端服务器将数据处理后传输至终端设备。
2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：所述NB-IOT智能无线变送器包括NB-IOT智能压力变送器、NB-IOT智能温度变送器和NB-IOT智能液位变送器。
3.根据权利要求2所述的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：所述NB-IOT智能压力变送器包括：
变送壳体(1)，用于安装变送器的其余部件；
表头(2)，安装在变送壳体(1)上，用于显示实时压力值；
后盖(3)，安装在变送壳体(1)上，用于封闭变送壳体(1)后端；
结构件(4)，安装在变送壳体(1)上，用于封装压力传感器(9)；
压力传感器(9)，安装在结构件(4)内，用于测定待测容器或管道内的压力值；
变送板(5)，封装在变送壳体(1)内，用于接收压力传感器(9)电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB-IOT模组；
NB-IOT模组，安装在变送板(5)上，用于接收变送板(5)传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器；
天线(7)，所述天线(7)与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；
电池模块(8)，所述电池模块(8)安装在变送壳体(1)内，电池模块(8)连接变送板(5)及NB-IOT模组。
4.根据权利要求3所述的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：所述变送壳体(1)一体铸造成型，包括圆柱桶状的表壳主体(11)、设置在表壳主体(11)上端中心处的安装台(12)以及设置在表壳主体(11)下端中心处的固定部(13)；所述表头(2)安装在表壳主体(11)前端，后盖(3)安装在表壳主体(11)后端，结构件(4)安装在固定部(13)下端；所述安装台(12)横向设置，安装台(12)的上端为矩形平面，安装台(12)的下端呈圆弧形且与表壳主体(11)相切并与表壳主体(11)表面紧密贴合，在安装台(12)的至少一端设置有天线(7)，所述天线(7)与变送板(5)电连接；所述表壳主体(11)内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔(111)和后安装空腔(112)，所述变送板(5)安装在前安装空腔(111)内，变送板(5)与表头(2)电连接，所述电池模块(8)安装在后安装空腔(112)内，电池模块(8)与变送板(5)电连接；所述固定部(13)包括呈竖直圆柱形的连接端(131)以及呈水平U型的固定端(132)，所述固定部(13)开设置竖直的内螺纹，结构件(4)螺纹连接在固定部(13)上。
5.据权利要求4所述的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：所述结构件(4)包括外壳(41)和压紧件(42)，所述外壳(41)一体成型，外壳(41)包括用于连接表壳主体(11)的上固定端(411)、用于连接管道或密闭容器的下固定端(412)以及位于两者之间连接两者的连接部(413)，上固定端(411)、下固定端(412)和连接部(413)的中心位于一条直线上；所述上固定端(411)和下固定端(412)呈圆柱状且均设有外螺纹，所述连接部(413)的上端为圆柱状，连接部(413)的下端为六角螺母状，其中连接部(413)下端直径＞连接部(413)上端直径＞上固定端(411)直径＞下固定端(412)直径；所述结构件(4)的中心处开设有圆柱状的三级腔体，三级腔体内充盈硅油，所述三级腔体包括位于上端的第一腔体(43)、位于中间的第二腔体(44)以及位于下端的第三腔体(45)，第一腔体(43)、第二腔体(44)和第三腔体(45)直径依次递减，且第一腔体(43)、第二腔体(44)和第三腔体(45)的中心在一条直线上；所述压力传感器(9)呈圆片状，压力传感器(9)安装在第一腔体(43)内，且压力传感器(9)的直径与第一腔体(43)的直径一致；所述压紧件(42)的下端呈圆柱状且设置有外螺纹，压紧件(42)的上端呈六角螺母状，且压紧件(42)的中心处开设有贯通压紧件(42)上下端的通孔；所述压紧件(42)的下端直径与第一腔体(43)的直径一致，压紧件(42)的上端直径大于第一腔体(43)的直径；所述结构件(4)还包括密封圈(46)，所述密封圈(46)呈圆环状，密封圈(46)安装在第一腔体(43)内，且密封圈(46)的下端与压力传感器(9)的上端紧密贴合，密封圈(46)的上端与压紧件(42)的下端紧密贴合。
6.根据权利要求2所述的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：所述于NB-IOT智能温度变送器包括：
变送壳体(1)，用于安装变送器的其余部件；
表头(2)，安装在变送壳体(1)上，用于显示实时温度值；
后盖(3)，安装在变送壳体(1)上，用于封闭变送壳体(1)后端；
结构件(4)，安装在变送壳体(1)上，用于封装温度传感器(9)，温度传感器(9)，安装在结构件(4)内，用于测定待测装置的温度；
变送板(5)，封装在变送壳体(1)内，用于接收温度传感器(9)电信号、将电信号放大以及将放大后的电信号传输给NB-IOT模组；
NB-IOT模组，安装在变送板(5)上，用于接收变送板(5)传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器；
天线(7)，所述天线(7)与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；
电池模块(8)，所述电池模块(8)安装在变送壳体(1)内，电池模块(8)连接变送板(5)及NB-IOT模组。
7.根据权利要求6所述的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：所述变送壳体(1)一体铸造成型，包括圆柱桶状的表壳主体(11)、设置在表壳主体(11)上端中心处的安装台(12)以及设置在表壳主体(11)下端中心处的固定部(13)；所述表头(2)安装在表壳主体(11)前端，后盖(3)安装在表壳主体(11)后端，结构件(4)安装在固定部(13)下端；所述安装台(12)横向设置，安装台(12)的上端为矩形平面，安装台(12)的下端呈圆弧形且与表壳主体(11)相切并与表壳主体(11)表面紧密贴合，在安装台(12)的至少一端设置有天线(7)，所述天线(7)与变送板(5)电连接；所述表壳主体(11)内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔(111)和后安装空腔(112)，所述变送板(5)安装在前安装空腔(111)内，变送板(5)与表头(2)电连接，所述电池模块(8)安装在后安装空腔(112)内，电池模块(8)与变送板(5)电连接；所述固定部(13)包括呈竖直圆柱形的连接端(131)以及呈水平U型的固定端(132)，所述固定部(13)开设置竖直的内螺纹，结构件(4)螺纹连接在固定部(13)上。
8.根据权利要求7所述的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：所述结构件(4)一体成型，包括与变送壳体(1)连接的安装部(41)以及下端与待测装置连接的冷却管(42)；所述安装部(41)的上端设置有外螺纹，安装部(41)的上端螺纹连接在固定部(13)下端，安装部(41)的下端设置有上限位部(43)，所述上限位部(43)与固定端(132)的下端面相抵；所述冷却管(42)靠近下端处设置有下限位部(44)，所述下限位部(44)在冷却管(42)下端伸入待测装置后与与待测装置相抵；所述安装部(41)中心开设有圆柱状的第一空腔(411)，冷却管(42)的中心开设有第二空腔(421)，所述第一空腔(411)和第二空腔(421)联通且第一空腔(411)的直径大于第二空腔(421)直径，第一空腔(411)和第二空腔(421)的中心在一条直线上，所述第一空腔(411)和第二空腔(421)内充盈硅油，温度传感器设置在第一空腔(411)内。
9.根据权利要求2所述的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：所述NB-IOT智能液位变送器包括：
变送壳体(1)，用于安装变送器的其余部件；
表头(2)，安装在变送壳体(1)上，用于显示实时液位值；
后盖(3)，安装在变送壳体(1)上，用于封闭变送壳体(1)后端；
结构件(4)，安装在变送壳体(1)上，用于封装压力传感器(9)；
探头(a)，与变送板(5)通过防水电线(b)电连接，所述探头(a)伸入待测装置内，用于测量探头(a)所处位置的压力；
压力传感器(9)，安装在探头(a)内，用于测定待测装置的压力值；
变送板(5)，封装在变送壳体(1)内，用于接收压力传感器(9)电信号、将电信号放大、将放大后的电信号经过计算换算出压力传感器(9)所处的液位信息并将信息传输给NB-IOT模组；
NB-IOT模组，安装在变送板(5)上，用于接收变送板(5)传输的电信号，并将数据无线传输到云服务器；
天线(7)，所述天线(7)与NB-IOT模组连接，用于增强发射信号；
电池模块(8)，所述电池模块(8)安装在变送壳体(1)内，电池模块(8)连接变送板(5)及NB-IOT模组。
10.根据权利要求3所述的一种基于NB-IOT智能无线变送器的物联网系统，其特征在于：所述变送壳体(1)一体铸造成型，包括圆柱桶状的表壳主体(11)、设置在表壳主体(11)上端中心处的安装台(12)以及设置在表壳主体(11)下端中心处的固定部(13)；所述表头(2)安装在表壳主体(11)前端，后盖(3)安装在表壳主体(11)后端，结构件(4)安装在固定部(13)下端；所述安装台(12)横向设置，安装台(12)的上端为矩形平面，安装台(12)的下端呈圆弧形且与表壳主体(11)相切并与表壳主体(11)表面紧密贴合，在安装台(12)的至少一端设置有天线(7)，所述天线(7)与变送板(5)电连接；所述表壳主体(11)内部设置有前后两个独立分隔的前安装空腔(111)和后安装空腔(112)，所述变送板(5)安装在前安装空腔(111)内，变送板(5)与表头(2)电连接，所述电池模块(8)安装在后安装空腔(112)内，电池模块(8)与变送板(5)电连接；所述固定部(13)包括呈竖直圆柱形的连接端(131)以及呈水平U型的固定端(132)，所述固定部(13)开设置竖直的内螺纹，结构件(4)螺纹连接在固定部(13)上；所述结构件(4)上端呈圆柱状且外侧设有外螺纹，结构件(4)的上端螺纹连接在固定部(13)上；所述结构件(4)的下端呈上大下小的圆台状；所述探头(a)包括导水头(a1)、基座(a2)、管帽(a3)以及压线帽(a4)，压力传感器设置在基座(a2)内；所述导水头(a1)、基座(a2)、管帽(a3)均呈圆柱状，导水头(a1)上端螺纹连接在基座(a2)下端，导水头(a1)的下端开设有与外界连通的导水孔(a11)，所示基座(a2)上端螺纹连接在管帽(a3)下端，所述压线帽(a4)呈下大上小的圆台状用于束缚防水电线(b)呈竖直伸入，压线帽(a4)的下端与管帽(a3)上端螺纹连接。
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