CN206055200U - 一种低温液体储罐的监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低温液体储罐的监控系统，属于低温设备领域，低温储罐内部设有至少能够测量温度、液位及压力的一体式的复合传感器，低温储罐的真空保温层内设有真空传感器；复合传感器及真空传感器与处理器连接，处理器连有无线信号收发模块。本实用新型的目的为提供一种低温液体储罐的监控系统，这种系统能够实时、有效、准确地了解到低温液体储罐内的液位高低、液体的温度、罐体内的压力及夹层的真空度，从而能够及时为低温液体储罐补液或降温，也能够预测低温液体储罐本身的使用寿命，从而提高低温液体储罐的利用率及安全性，降低生产成本、人工成本及安全隐患。
Description
技术领域
本实用新型涉及低温设备领域，特别是一种低温液体储罐的监控系统。
背景技术
低温液体储罐用于贮存和供应低温液化气体（如液氮、液氧、液氩、液体二氧化碳等）的夹套式真空粉末绝热压力容器；真空粉末绝热压力容器产品在使用过程中，由于自身材料放气或真空泄漏等多种因素都可能导致其真空度下降，绝热性能降低，漏热率增加，从而引发低温液体储罐内介质的能源消耗且可能带来安全隐患。
低温液体储罐安放位置一般都放在比较空旷地方或者远离厂区地方，使得监控低温液体储罐的使用情况常困难。一般传统的监控方式是靠查看低温液体储罐自带的简单仪表或者有经验的值班人员进行巡检，这样，不能及时获取低温液体储罐内液体的液位、压力、温度、夹层真空度数据，从而导致不能有效、实时地获取数据，从而大大降低低温液体储罐的利用率。当巡检人员巡检发现液体过少时，再作出相应处理，会导致工期的延误，降低工作效率，增加生产成本，并且通过人员监控的方式，不仅成本高，方式原始，而且安全风险。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型技术的目的在于提供一种低温液体储罐的监控系统，这种系统能够实时、有效、准确地了解到低温液体储罐内的液位高低、液体的温度、罐体内的压力及夹层的真空度，从而能够及时为低温液体储罐补液或降温，也能够预测低温液体储罐本身的使用寿命，从而提高低温液体储罐的利用率及安全性，降低生产成本、人工成本及安全隐患。
本实用新型通过以下技术方案实现：
本实用新型的低温液体储罐的监控系统，其特征在于，低温储罐内部设有至少能够测量温度、液位及压力的一体式的复合传感器，低温储罐的真空保温层内设有真空传感器；复合传感器及真空传感器与处理器连接，处理器连有线或无线信号收发模块，所述有线或无线信号收发模块与远端连有的有线或无线信号收发模块连接。
进一步地，复合传感器包括电容式液位传感器、温度传感器及压力传感器，温度传感器及压力传感器设于电容式液位传感器的内部。
进一步地，处理器连有通讯接口、显示装置及信号传感器接口的任意一个或任意组合。
进一步地，真空传感器为热电偶传感器，采用热电偶传感器测量的真空度，计算低温液体储罐夹层的真空度漏放气速率，公式1:
Q = ((P2 - P1)*V*K)/t 公式1
Q ---被检件真空夹层的漏放气速率,单位为帕立方米每秒(Pa.m^3/s)
P1---夹层空间初始真空度，单位为帕(Pa)
P2---静置时间间隔t后夹层真空度，单位为帕(Pa)
V ---被检件真空夹层几何容积，单位为立方米(m^3)
K ---夹层容积的修正系数，真空绝热K =1，真空多层绝热K=0.9，真空粉末绝热K=0.6
t ---静置时间,单位为秒(s)
根据真空夹层的漏放气速率预测真空产品使用寿命，公式2：
T=P3*V/Q 公式2
T ---真空产品使用寿命,单位为秒(s)
Q ---被检件真空夹层的漏放气速率,单位为帕立方米每秒(Pa.m^3/s)
V ---被检件真空夹层几何容积，单位为立方米(m^3)
P3---终止夹层真空度，单位为帕(Pa)
本方法将终止夹层真空度设置为10Pa,当计算出低温液体储罐使用寿命低于一年，将发出预警信息给关联设备，告知用户做好准备工作；当使用寿命低于半年，将发出报警信息给关联设备，告知用户不能再使用。
进一步地，低温储罐的外部设有检测盒，检测盒紧挨复合传感器设置。
进一步地，温度传感器及压力传感器设于电容式液位传感器的内管中。
进一步地，电容式液位传感器通过二线制与处理器连接，温度传感器通过三线制与处理器连接，压力传感器通过四线线制与处理器连接。温度传感器与处理器的连接方式为在铂热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线，与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，减少引线电阻引起测量误差。
进一步地，热电偶传感器通过四线制与处理器连接。
本实用新型的有益效果是:
通过设有的一体式的复合传感器，能够便于安装，使得安装步骤更少，安装检修更加快捷，减少密封，提高可靠性；通过将复合传感器及真空传感器与处理器或控制器连接，并连有无线信号收发模块，从而能够在远端实时了解到低温液体储罐内的液位高低、液体的温度、罐体内的压力及夹层的真空度，从而能够及时为低温液体储罐补液或降温，也能够预测低温液体储罐本身的使用寿命，从而提高低温液体储罐的利用率及安全性，降低生产成本、人工成本及安全隐患，能够大大避免储罐因内壁破损导致液体渗漏带来的人员伤亡，监控低温液体储罐罐内液位变化情况,结合历史数据，动态分析液体的使用情况，告知客户提前做好规划；温度传感器及压力传感器设于电容式液位传感器的内管中，既能够缩小复合传感器的体积，也能够对温度传感器及压力传感器进行保护，提高复合传感器的可靠性。
附图说明
图1是低温液体储罐的监控系统的结构示意图。
图中标记：1为低温储罐、101为内层、102为外层、103为真空保温层、2为复合传感器、201为电容式液位传感器、202为温度传感器、203为压力传感器、3为真空传感器、4为检测盒。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作详细描述。
如图1所示低温液体储罐的监控系统，所述低温储罐1内部设有至少能够测量温度、液位及压力的一体式的复合传感器2，低温储罐1的真空保温层103内设有真空传感器3；复合传感器及真空传感器3与处理器连接，处理器连有无线或有线信号收发模块，所述有线或无线信号收发模块与远端连有的有线或无线信号收发模块连接，通常连有无线信号收发模块，无线信号收发模块能够更加方便安装，不需要铺设线缆，降低成本。无线信号收发模块为GPRS（3G/4G）信号收发设备，传输速度快，效率高，抗干扰性强。通过无线数据信号传输，能够实时将低温液体储罐的各项状态数据传给远端的控制设备，控制设备连有报警器，使得监控高效，能够准确、实时反映储罐的工作状态，并且能够在必要时进行报警，及时处理险情。
复合传感器2包括电容式液位传感器201、温度传感器202及压力传感器203，温度传感器202及压力传感器203设于电容式液位传感器201的内部。通过这种复合式的传感器，能够减少安装步骤，增加可靠性，并且能够对设于电容式液位传感器201内的温度传感器202及压力传感器203起到保护的作用，提高其可靠性；压力传感器203测得低温储罐1内的压力实时传送给用户，并通过分析出液体的气化情况，当压力超过设定报警阈值时，处理器通过关联设备告知用户作相应处理。
处理器连有通讯接口、显示装置及信号传感器接口的任意一个或任意组合，通常处理器连有通讯接口，显示装置及信号传感器接口，显示装置设于低温储罐1的外壁，可在现场便于了解到低温储罐的实时情况。处理器上设有的通讯接口能够便于对输入数据，通讯接口可为RS485接口，信号传感器接口为4-20mA的信号传感器接口，能够便于数据的传输，使得数据传输高效、准确；处理器可为ARM高性能处理器。
真空传感器3为热电偶传感器，热电偶传感器的精度高，当热电偶传感器自身的漏率不大于10-8Pa·m3·s-1数量级，即可忽略自身的漏率对储罐夹层真空度的影响；热电偶传感器测量储罐真空保温层的真空度，计算出低温液体储罐使用寿命低于一年，将发出预警信息给关联设备，告知用户做好准备工作；当使用寿命低于半年，将发出报警信息给关联设备，告知用户不能再使用。
低温储罐1的外部设有检测盒4，检测盒4紧挨复合传感器2设置。
电容式液位传感器1利用两根不同直径的空心不锈钢管构成一个电容，通过检测电容值，将电容值转换为关于时间的数字信号，通过计算得出储罐内液位的高度。
温度传感器202及压力传感器203设于电容式液位传感器201的内管中，从而方便将温度传感器202、压力传感器203及电容式液位传感器201设为一体式，设置的结构更加合理，能够便于安装，使得安装步骤更少，安装检修更加快捷，减少密封，提高可靠性。
电容式液位传感器201通过二线制与处理器连接；压力传感器203通过四线制与处理器连接，一组提供恒定电流源，一组传输测量信号；温度传感器202通过三线制与处理器连接，连接方式为在铂热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线，与电桥配套使用，可以较好的消除引线电阻的影响，减少引线电阻引起测量误差。
热电偶传感器通过四线制与处理器连接，一组提供恒定电流源，一组差分传输测量信号，可增加传输距离，减少引线电阻误差，使得测量精度更高，电缆引用防爆软管防护，设备的安全性更好。
通过本低温液体储罐的监控系统能够实时、有效、准确地了解到低温液体储罐内的液位高低、液体的温度、罐体内的压力及夹层的真空度，从而能够及时为低温液体储罐补液或降温，也能够预测低温液体储罐本身的使用寿命，从而提高低温液体储罐的利用率及安全性，降低生产成本、人工成本及安全隐患。
Claims (9)
1.一种低温液体储罐的监控系统，其特征在于，低温储罐（1）内部设有至少能够测量温度、液位及压力的一体式的复合传感器（2），低温储罐（1）的真空保温层（103）内设有真空传感器（3）；复合传感器及真空传感器（3）与处理器连接，处理器及控制器连有无线或有线信号收发模块。
2.如权利要求1所述的低温液体储罐的监控系统，其特征在于，复合传感器（2）包括电容式液位传感器（201）、温度传感器（202）及压力传感器（203），温度传感器（202）及压力传感器（203）设于电容式液位传感器（201）的内部。
3.如权利要求1所述的低温液体储罐的监控系统，其特征在于，处理器连有通讯接口、显示装置及信号传感器接口的任意一个或任意组合。
4.如权利要求1所述的低温液体储罐的监控系统，其特征在于，真空传感器（3）为热电偶传感器。
5.如权利要求1所述的低温液体储罐的监控系统，其特征在于，低温储罐（1）的外部设有检测盒（4），检测盒（4）紧挨复合传感器（2）设置。
6.如权利要求2所述的低温液体储罐的监控系统，其特征在于， 温度传感器（202）及压力传感器（203）设于电容式液位传感器（201）的内管中。
7.如权利要求2所述的低温液体储罐的监控系统，其特征在于，电容式液位传感器（201）通过二线制与处理器连接，温度传感器（202）通过三线制与处理器连接,压力传感器（203）通过四线制与处理器连接。
8.如权利要求4所述的低温液体储罐的监控系统，其特征在于，热电偶传感器通过四线制与处理器连接。
9.如权利要求7所述的低温液体储罐的监控系统，其特征在于，温度传感器通过三线制与处理器的连接方式为在铂热电阻的根部的一端连接一根引线，另一端连接两根引线，与电桥配套使用。
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