CN206756265U - 一种非接触式双物位智能检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式双物位智能检测系统，包括用于测量树脂层的高度的树脂物位测量单元及利用雷达技术测量水位的水位测量单元，所述树脂物位测量单元及水位测量单元分别将检测的树脂层的高度及水位传输至控制单元，所述控制单元将接收的电流信号转换为对应的数值通过显示单元进行显示。本实用新型中树脂物位测量单元及水位测量单元均以非接触形式实现同时测量两种物位，测量单元不需要接触海水，无腐蚀现象，延长了设备的使用寿命。

Description

一种非接触式双物位智能检测系统

技术领域

本实用新型涉及双物位检测技术领域，特别是涉及一种非接触式双物位智能检测系统。

背景技术

核电厂废树脂储槽，废树脂储槽内同时存在树脂及水，由于两者密度不同，因此分为两层，针对树脂物位及水位的测量，现在的方案是采用的磁致伸缩类液位计，由于目前废树脂贮槽液位计只能测出水的液位，无法测出树脂的高度，使运行人员在接收新的废树脂时，无法确定排水量，对目前废树脂的实际物位无法准确判断，影响树脂的接收工作。

另外，现有的改进方案中还存在通过在柔性杆上增加一个浮球实现同时检测水位和树脂物位，存在的问题如下：

1、采用的柔性杆，在杆摆动的情况下存在测量误差。

2、柔性杆需要长时间接触海水，容易腐蚀。

3、在注入和排出树脂的过程中容易发生浮球卡死的情况。

4、因为罐内存在辐射，柔性杆需要深入罐内，所以更换和维修的花费巨大。

综上所述，现有技术中对于核电厂废树脂储槽中同时实现对树脂物位及水位的精确测量问题，尚缺乏有效的解决方案。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种非接触式双物位智能检测系统，该系统以非接触形式同时测量两种物位，不需要接触被测液体，延长了设备的使用寿命。

一种非接触式双物位智能检测系统，包括用于测量树脂层的高度的树脂物位测量单元及利用雷达技术测量水位的水位测量单元，所述树脂物位测量单元及水位测量单元分别将检测的树脂层的高度及水位传输至控制单元，所述控制单元将接收的电流信号转换为对应的数值通过显示单元进行显示；

其中，所述树脂物位测量单元及水位测量单元均垂直安装在废树脂储槽的上方，所述树脂物位测量单元及水位测量单元通过固定装置固定在柜体内，所述柜体的下方通过法兰与废树脂储槽相连；

所述柜体的下方壳体设置有圆孔，用于树脂物位测量单元及水位测量单元中激光及雷达信号的传输，所述法兰的中间部分留有水位测量单元的安装孔，用于雷达信号的传输，所述法兰的中间部分一部分为中空的，其用于激光信号的传输。

进一步的，所述控制单元还与集散控制系统进行通信，输出两路同输入信号相同的电流信号将检测的树脂层的高度及水位进行远程传输并显示。

进一步的，所述树脂物位测量单元，包括激光发射器、接收单元及数据处理单元，利用激光发射器发射出激光后，穿过树脂上层水层，到达水与树脂的分界面，在分界面发生反射，接收单元接收到信号后传输至数据处理单元，由数据处理单元计算发射信号和接受信号之间的时间差，从而得出树脂层的高度。

进一步的，所述水位测量单元，包括雷达传感器，所述雷达传感器上设置有天线，所述天线以波束的形式发射电磁波信号，发射波在水表面产生反射，反射回来的回波信号仍由天线接收，信号经智能处理器处理后得出水与雷达传感器之间的距离，送终端显示器进行显示。

进一步的，所述柜体的上壳体上安装有显示单元及接线盒，所述柜体的一个侧面壳体上设置有葛兰头，用于实现对线路的连接。

进一步的，所述接线盒包括底部设置有导轨的导轨盒，导轨盒上设置有导轨盒盖板，导轨盒盖板上设置有提手，上挡板上还设置有钥匙开关，用于实现对柜体的开启及关闭，显示单元中显示面板的附近还设置有指示灯，用于对该设备的使用状态进行指示。

进一步的，所述柜体的上壳体及下壳体均为可拆卸的结构，所述柜体的上壳体上还设置有两个把手。

进一步的，所述控制单元还用于对树脂物位测量单元及水位测量单元的测量时间及测量间隔时间进行控制。

进一步的，所述控制单元还与报警单元相连，当检测到树脂物位或水位超过高低报警值时进行报警。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中树脂物位测量单元及水位测量单元均以非接触形式实现同时测量两种物位，测量单元不需要接触海水，无腐蚀现象，延长了设备的使用寿命，同时测量单元不接触树脂、无浮球，所以也不存在浮球被卡死的现象，利用激光可以穿透水层的原理测树脂物位，量程可达100m，雷达测水位，测量夹角可达3°，深度可达30米。

2、本实用新型高度集成，安装方便，测量与显示全部在一个机箱里，外部只需要连接法兰和接线即可完成安装，维护更方便，本实用新型将测量、控制、显示及报警集成在一个柜体内，一体化设计使用方便，测量精确，更加智能化，便于现场的安装，带现场显示，报警输出，机箱为不锈钢外壳，防尘防水。

3、本实用新型的法兰为专用法兰，是专门针对树脂物位测量单元及水位测量单元在数据测量时为了实现激光信号及雷达信号的传输而设计的，常用的法兰为中空的，本申请的专用法兰为中间预留一部分，以便于安装水位测量单元 使用，其余的月牙状的中空部分用于激光发射使用。

4、本实用新型的上下壳体均为可拆卸结构，便于相关设备损坏时维修方便，且将显示装置直接安装在上壳体上，便于现场对数据的实时监测，另外，专门设置了接线盒，通过接线盒进行整个检测系统的线路连接，在出现故障时便于及时检修。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本实用新型的整体电路组成示意图；

图2为本实用新型的专用法兰结构示意图；

图3为本实用新型的整体结构示意图；

图中，1、树脂物位测量单元，2、水位测量单元，3、控制单元，4、显示单元，5、报警单元，6、法兰盘，7、水位测量单元安装孔，8、中空结构，9、螺栓孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在核电厂废树脂储槽中同时实现对树脂物位及水位的精确测量不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种非接触式双物位智能检测系统。其中，物位测量通常指对工业生产过程中封闭式或敞开容器中物料(固体或液位)的高度进行检测。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种非接触式双物位智能检测系统，包括用于测量树脂层的高度的树脂物位测量单元1及利用雷达技术测量水位的水位测量单元2，树脂物位测量单元1及水位测量单元2分别将检测的树脂层的高度及水位传输至控制单元3，控制单元3将接收的电流信号转换为对应的数值通过显示单元4进行显示。

其中，树脂物位测量单元1及水位测量单元2均垂直安装在废树脂储槽的上方，树脂物位测量单元1及水位测量单元2通过固定装置固定在柜体内，柜体的下方通过法兰盘6与废树脂储槽相连。

控制单元3还与集散控制系统进行通信，输出两路同输入信号相同的电流信号将检测的树脂层的高度及水位进行远程传输并显示。

树脂物位测量单元1，包括激光发射器、接收单元及数据处理单元，树脂物位测量单元采用激光测深原理，利用激光可以穿透水面的特性，利用激光发射器发射出激光后，穿过树脂上层海水，到达海水与树脂的分界面，在分界面发生反射，接收单元接收到信号后传输至数据处理单元，由数据处理单元计算发射信号和接受信号之间的时间差，从而得出树脂层与仪表之间的距离也就能得出树脂层的高度。

激光液位测量单元具有如下特点：精度±10mm，能够有效滤除虚假回波，设置简单，能快速响应物体的变化速度，含有用于直接瞄准的窄光束，测量时不受被测物体表面的角度或粗糙度的影响，不受附近物体和容器形状的影响， 激光液位单元的参数表一如下：

表一

水位测量单元2，主要负责测量水位，包括雷达传感器，所述雷达传感器上设置有天线，所述天线以波束的形式发射电磁波信号，发射波在水表面产生反射，反射回来的回波信号仍由天线接收，信号经智能处理器处理后得出水与雷达传感器之间的距离，送终端显示器进行显示、报警等。

该水位测量单元2的工作频率为80GHz，可接收来自产品表面的不同的，确定的反射，这使得测量更准确和可靠。

水位测量单元2的主要特点如下：精度高：0.25％FS，连续准确测量无需维修且可靠性强，维护方便，操作简单，对干扰回波具有抑制功能，无机械活动 部件安全性高，稳定性高，适用范围广，几乎可以测量所有介质不锈钢接线盒防尘防水，雷达测水位单元参数如下表二所示：

表二

控制单元3还用于对树脂物位测量单元1及水位测量单元2的测量时间及测量间隔时间进行控制。

控制单元3的输入信号来自树脂物位测量单元1及水位测量单元2，根据所设定的量程范围，将各个4～20mA电流信号转换为对应的数值通过显示单元4显示出来，并输出两路同输入信号相同的电流信号，将此信号远程输出，同时 提供四路液位高低报警输出，所有参数的修改可通过按键完成。

其中，控制单元3及显示单元4的特点如下：集成了就地显示、报警、远传输出，提供多种信号和通讯输出，内置自诊断和自检功能，大大降低了失效率，分辨率为128×64的图形点阵液晶，全中文界面，操作方便，具备USB接口，可随时将记录的历史数据转存到U盘上，4M内存用于测量值记录，可记录26万次数据，数据可通过历史曲线追忆，可通过通讯读取，4点报警输出，可选择10种报警方式，报警灵敏度独立设定。具备延时报警功能，可记忆最近6次报警的通道、时间、报警方式，显示内容丰富全面，包括测量值、工程量单位、报警信息、时钟、实时曲线、历史曲线、记录状态。

智能控制单元3及显示单元4的参数如下：供电电源：220VAC±10％50Hz，输入信号：0/4～20mA、0～5V信号，显示范围：-9999～9999mm，小数点位置可设定，显示方式：分辨率为128*64的图形点阵液晶，全中文界面，显示精度：±0.2％FS，光电管LED指示：报警I值、报警II值红色LED,报警点设置：0～100％满量程，电流输出：4～20mA有源，负载阻抗≥500Ω，报警继电器：节点容量7A/250VAC或7A/30VDC，常开触点，工作温度范围：0℃～+50℃，仓储温度：-30℃～+80℃，相对湿度：10～90％RH。

控制单元3还与报警单元5相连，当检测到树脂物位或水位超过高低报警值时进行报警。

如图2所示，为本申请所使用的专用法兰盘6，用于实现与废树脂储槽上的法兰盘相连接固定，该法兰盘的周围设置有多个用于固定使用的螺栓孔9，中部不再全是中空的圆形结构，而是分为两部分结构，一部分为设置有水位测量单元安装孔7的结构，另一部分为月牙形状的中空结构8，该部分用于树脂物位测量单元检测树脂物位时使用。本申请的上述法兰盘在结构上使树脂物位测量单 元及水位测量单元不会相互影响，不存在信号的干扰，从而使得测量数据精确。

如图3所示，本申请将所有的设备均集成在柜体上，柜体为方形结构，包括围板，设置在围板上的上挡板，设置在围板下的机箱底拖，该机箱底拖的中部开设有一个圆孔，树脂物位测量单元通过支撑板固定在围板上，上挡板上设置有显示单元、接线盒，该接线盒包括底部设置有导轨的导轨盒，导轨盒上设置有导轨盒盖板，导轨盒盖板上设置有提手，上挡板上还设置有钥匙开关，用于实现对柜体的开启及关闭，显示单元中显示面板的附近还设置有指示灯，用于对该设备的使用状态进行指示，柜体的上壳体上还设置有两个把手。

本申请的柜体在结构上采用上下可拆卸式固定盖，方便维修和维护。每个模块采用分布式设计，同样方便后期维修更换。柜体的上壳体上安装有显示单元及接线盒，柜体的一个侧面壳体上设置有葛兰头。

本实用新型的上述检测系统能够实现双路模拟量信号输入和输出，并能实时显示液位的数值。

实现对液位超过高低报警值时的报警功能，并能通过面板上的按钮手动取消。

实现对激光液位计和雷达液位计的测量时间及测量间隔控制，比如控制激光和雷达液位计每间隔8小时测量20分钟；或者控制雷达液位计连续工作，激光液位计间歇性的工作；或者控制激光液位计长工作，雷达液位计间歇性的工作。根据现场人员的设定自动完成整个测量过程而不需要现场人员过多的干预。

自动保存报警记录，操作记录，便于后续的查看及对整体检测系统的工作历史状态的跟踪。

本实用新型的上述检测系统还能应用在其他应用场景，只需要满足的条件为：双层物位，上层介质光的穿透强度高，漫反射强度低，下层介质光的漫反 射强度高，穿透强度弱。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种非接触式双物位智能检测系统，其特征是，包括用于测量树脂层的高度的树脂物位测量单元及利用雷达技术测量水位的水位测量单元，所述树脂物位测量单元及水位测量单元分别将检测的树脂层的高度及水位传输至控制单元，所述控制单元将接收的电流信号转换为对应的数值通过显示单元进行显示；

其中，所述树脂物位测量单元及水位测量单元均垂直安装在废树脂储槽的上方，所述树脂物位测量单元及水位测量单元通过固定装置固定在柜体内，所述柜体的下方通过法兰废树脂储槽相连；

所述柜体的下方壳体设置有圆孔，用于树脂物位测量单元及水位测量单元中激光及雷达信号的传输，所述法兰的中间部分留有水位测量单元的安装孔，用于雷达信号的传输，所述法兰的中间部分一部分为中空的，其用于激光信号的传输。

2.如权利要求1所述的一种非接触式双物位智能检测系统，其特征是，所述控制单元还与集散控制系统进行通信，输出两路同输入信号相同的电流信号将检测的树脂层的高度及水位进行远程传输并显示。

3.如权利要求1所述的一种非接触式双物位智能检测系统，其特征是，所述柜体的上壳体上安装有显示单元及接线盒，所述柜体的一个侧面壳体上设置有葛兰头，用于实现对线路的连接。

4.如权利要求3所述的一种非接触式双物位智能检测系统，其特征是，所述接线盒包括底部设置有导轨的导轨盒，导轨盒上设置有导轨盒盖板，导轨盒盖板上设置有提手，上挡板上还设置有钥匙开关， 用于实现对柜体的开启及关闭，显示单元中显示面板的附近还设置有指示灯，用于对所述非接触式双物位智能检测系统的使用状态进行指示。

5.如权利要求3所述的一种非接触式双物位智能检测系统，其特征是，所述柜体的上壳体及下壳体均为可拆卸的结构，所述柜体的上壳体上还设置有两个把手。

6.如权利要求1所述的一种非接触式双物位智能检测系统，其特征是，所述控制单元还用于对树脂物位测量单元及水位测量单元的测量时间及测量间隔时间进行控制。

7.如权利要求1所述的一种非接触式双物位智能检测系统，其特征是，所述控制单元还与报警单元相连，当检测到树脂物位或水位超过高低报警值时进行报警。