CN207798274U - 一种分布无线式的油罐及液体温度感知浮子 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布无线式的油罐及液体温度感知浮子，包括上位机和中空的主体浮子，主体浮子上对称安装有第一直管和第二直管，第一直管通过密封螺母固接有桶形的天线防护罩，第二直管通过另一个密封螺母与导管的一端固接，导管的另一端固接有温度测量系统；天线防护罩内设置有天线，天线与天线转接导线的一端固接，天线转接导线的另一端依次穿过天线防护罩、第一直管、主体浮子、第二直管和导管伸入温度测量系统内，天线与上位机信号连接。该温度感知浮子体积小、成本低、密封安全性高，适应性广，可对油罐及其他液体的不同区域进行分布物联网式的测温，具有很高的实用性。

Description

一种分布无线式的油罐及液体温度感知浮子

技术领域

本实用新型属于测量设备技术领域，涉及一种主要用于油罐温度测量，同时可适用于测量其它液体温度的分布无线式的油罐及液体温度感知浮子。

背景技术

温度是各个工业领域的一个最基本的环境参数，对于油罐来说，油温关系到原油的储存、体积的计量和安全生产的问题，而对于其它领域温度同样是一个举足轻重的参数指标。对油罐或其它液体温度的测量装置主要有：1）用传感器制成的有线测温探头，将有线测温探头放入一定位置实现测温，其相对于传统的水银温度计加保温盒的测温方式变得更加便捷快速，但是基于有线的测量往往人工的参与量会变大，多数情况下只能进行单点测量，在人工不便的领域，温度的测量便不能实现，而且在没有人工的参与下不能实时地监测油温的变化情况；2）用红外线传感器实现非接触式测温，但是易受环境及周围电磁场的干扰，精度难于保证；3）基于传感器原理下对油罐或其它液体的测温有利用光纤传感器对油温进行分布测量，虽然其绝缘性好，精度高，但是其布置成本高、易折、易碎且耐高温性能欠缺。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种分布无线式的油罐及液体温度感知浮子，可实现分布式、实时可抛的温度测量，温度数据读取方便，减少人工参与量，且精度高、适应性广、安全性能好。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种分布无线式的油罐及液体温度感知浮子，包括上位机和中空的主体浮子，主体浮子上对称安装有第一直管和第二直管，第一直管通过密封螺母固接有桶形的天线防护罩，第二直管通过另一个密封螺母与导管的一端固接，导管的另一端固接有温度测量系统；天线防护罩内设置有天线，天线与天线转接导线的一端固接，天线转接导线的另一端依次穿过天线防护罩、第一直管、主体浮子、第二直管和导管伸入温度测量系统内，天线与上位机信号连接。

本实用新型温度感知浮子基于Zigbee技术实现无线测温，利用主体浮子可平衡漂浮于多种液态环境里测量液体的温度。还可以利用多个温度感知浮子形成分布终端，形成物联网式控制，对多个区域进行分布式测温，配合上位机可对分布区域的温度进行全天候监测，数据读取方便快捷。且体积小、结构简单、制作工艺成本低廉，在人工不便的测量领域，可将测温浮子抛去实现测量，浮子可系绳收回，同时本实用新型温度感知浮子可通过更换不同长度的导管实现液体不同深度的温度测量。

附图说明

图1是本实用新型温度感知浮子一种实施例的示意图。

图2是图1所示温度感知浮子中温度测量系统的示意图。

图3是图1所示温度感知浮子中控制系统的电路示意图。

图中：1.天线，2.天线防护罩，3.主体浮子，4.第一直管，5.第二直管，6.导管，7.天线转接导线，8.封盖，9.温度测量系统，10.上位机，11.壳体，12.橡胶垫，13.电池，14.电池仓外包壳，15.弹簧，16.水银开关，17.天线转接口，18.电源焊盘，19.无线测温电路板，20.贴板式温度传感器，21.配重实心填充块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型温度感知浮子，包括上位机10和中空的主体浮子3，主体浮子3上对称安装有第一直管4和第二直管5，第一直管4通过密封螺母固接有桶形的天线防护罩2，第二直管5通过另一个密封螺母与导管6的一端固接，导管6的另一端连接有温度测量系统9；天线防护罩2内设置有天线1，天线1与天线转接导线7的一端固接，天线转接导线7的另一端依次穿过天线防护罩2、第一直管4、主体浮子3、第二直管5和导管6伸入温度测量系统9内。天线1与上位机10信号连接。

如图2所示，本实用新型温度感知浮子中的温度测量系统9，包括封盖8和壳体11，封盖8与导管6密封连接；封盖8内水平安装有无线测温系统电路板19，无线测温系统电路板19上安装有水银开关16、天线转接口17和贴板式温度传感器20；天线转接导线7的另一端伸入封盖8内，并与天线转接口17相连，贴板式温度传感器20与封盖8的内壁相接触，无线测温系统电路板19下端面设有电源焊盘18；壳体11内竖直安装有桶形的电池仓外包壳14，电池仓外包壳14的开口朝上，电池仓外包壳14底部设有弹簧15，弹簧15上放置有电池13，电池13的负极与弹簧15相接触，电池13位于电池仓外包壳14内，电池13的正极从壳体11的顶部伸出；壳体11与电池仓外包壳14之间填充有配重实心填充块21。

封盖8和壳体11可以通过螺纹连接，此时，在壳体11的螺纹根部需要设置起密封作用的橡胶垫12，以保证封盖8和壳体11密封连接。

封盖8可以制成图2所示的内孔，该内孔为台阶孔，在台阶孔的台阶面上加工有至少两个螺纹孔，该螺纹孔通过螺钉与无线测温系统电路板19相连接。

天线防护罩2采用聚四氟乙烯材料；以保证天线1发送的数据无障碍传输。

无线测温系统电路板19上设有如图3所示的控制系统，该控制系统包括第一芯片U1、第二芯片U2和第三芯片U3，第一芯片U1采用单片机（如PIC16F877A单片机），第二芯片U2采用数字温度传感器（如ADT7320数字温度传感器），第三芯片U3采用RF收发器（如RF收发器CC2530）；第一芯片U1的VDD引脚、第二电容C2的一端和第一电容C1的一端均接水银开关16的一端，水银开关16的另一端接电池13的正极，电池13的负极、第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端和第一芯片U1的VSS引脚接地；第一芯片U1的RC0引脚接第二芯片U2的SLK引脚，第一芯片U1的RC1引脚接第二芯片U2的DOUT引脚，第一芯片U1的RC2引脚接第二芯片U2的DIN引脚，第一芯片U1的RC3引脚接第二芯片U2的CS引脚，第二芯片U2的INT引脚接第二电阻R2的一端，第二芯片U2的CT引脚接第一电阻R1的一端，第二电阻R2的另一端、第一电阻R1的另一端、第三电容C3的一端和第二芯片U2的VDD引脚均接电源VCC，第三电容C3的另一端和第二芯片U2的GND引脚接地；第一芯片U1的RC4引脚接第三芯片U3的PO3引脚，第一芯片U1的RC5引脚接第三芯片U3的PO2引脚，第三芯片U3的RF_P引脚接天线转接口17的第1脚，第三芯片U3的RF_N引脚接天线转接口17的第2脚，第三芯片U3的GND引脚接地。

水银开关16为竖直触发电源。

使用本实用新型温度感知浮子时：先将封盖8和壳体11密封连接，电池13的正极与电源焊盘18相接触；再在主体浮子3上系一根绳，然后将该温度感知浮子放入油罐或其它需要测定温度的液体环境中。由于主体浮子3为空心球体，能提供足够的浮力，主体浮子3浮于液体表面；同时，由于温度测量系统9的重量大于天线1和天线防护罩2的重量之和，使得天线1位于液面上方，导管6和温度测量系统9浸没在液面下。紧贴在利用金属的热传导性能实时快速的采集液面下一定深度液体的温度，并将采集到的温度数据传送给第一芯片U1，通过第一芯片U1的处理，实时地通过天线1和zigbee网络（zigbee网络可以为一个以比如RF收发器为主控芯片的发送器，一个以比如RF收发器为主控芯片的接收器，也可以理解为协调器，这个协调器可以有一个USB转串口，该串口负责接收器与上位机的通信）将采集的液体的温度数据发送给上位机10，上位机10可方便快捷地读取温度数据，同时使用者可将该温度感知浮子置于所要测量的区域，通过上位机10可实时监测该区域的温度情况，也能通过上位机10控制该无线温度感知浮子的开关。温度测量结束后，可通过绳子将该温度感知浮子拉回。

在使用本实用新型温度感知浮子时，也可以将多个本实用新型温度感知浮子抛于不同所要测量的区域，实现分布式对多个区域温度数据的采集，该多个温度感知浮子都可由上位机10控制。

需要测定液体不同深度的温度时，可以更换不同长度的导管6。

Claims (4)

1.一种分布无线式的油罐及液体温度感知浮子，其特征在于，包括上位机（10）和中空的主体浮子（3），主体浮子（3）上对称安装有第一直管（4）和第二直管（5），第一直管（4）通过密封螺母固接有桶形的天线防护罩（2），第二直管（5）通过另一个密封螺母与导管（6）的一端固接，导管（6）的另一端固接有温度测量系统（9）；天线防护罩（2）内设置有天线（1），天线（1）与天线转接导线（7）的一端固接，天线转接导线（7）的另一端依次穿过天线防护罩（2）、第一直管（4）、主体浮子（3）、第二直管（5）和导管（6）伸入温度测量系统（9）内，天线（1）与上位机（10）信号连接。

2.根据权利要求1所述的分布无线式的油罐及液体温度感知浮子，其特征在于，所述的温度测量系统（9）包括封盖（8）和壳体（11），封盖（8）与导管（6）密封固接；封盖（8）内水平安装有无线测温系统电路板（19），无线测温系统电路板（19）上安装有天线转接口（17）、水银开关（16）和贴板式温度传感器（20），无线测温系统电路板（19）的下端面设有电源焊盘（18），天线转接导线（7）的另一端伸入封盖（8）内，并与天线转接口（17）相连，贴板式温度传感器（20）紧贴于封盖（8）内壁上，壳体（11）内设有桶形的开口朝上的电池仓外包壳（14），电池仓外包壳（14）底部设有弹簧（15），弹簧（15）上放置有电池（13），电池（13）的负极与弹簧（15）相接触，壳体（11）与电池仓外包壳（14）之间填充有配重实心填充块（21），无线测温系统电路板（19）上设有控制系统，使用时，封盖（8）和壳体（11）密封连接，电池（13）的正极与电源焊盘（18）相接触。

3.根据权利要求2所述的分布无线式的油罐及液体温度感知浮子，其特征在于，所述的控制系统包括第一芯片（U1）、第二芯片（U2）和第三芯片（U3），第一芯片（U1）采用单片机，第二芯片（U2）采用数字温度传感器，第三芯片（U3）采用RF收发器；第一芯片（U1）的VDD引脚、第二电容（C2）的一端和第一电容（C1）的一端均接水银开关（16）的一端，水银开关（16）的另一端接电池（13）的正极，第一芯片（U1）的VSS引脚、第二电容（C2）的另一端、第一电容（C1）的另一端和电池（13）的负极均接地；第一芯片（U1）的RC0引脚接第二芯片（U2）的SLK引脚，第一芯片（U1）的RC1引脚接第二芯片（U2）的DOUT引脚，第一芯片（U1）的RC2引脚接第二芯片（U2）的DIN引脚，第一芯片（U1）的RC3引脚接第二芯片（U2）的CS引脚，第二芯片（U2）的INT引脚接第二电阻（R2）的一端，第二芯片（U2）的CT引脚接第一电阻（R1）的一端，第二电阻（R2）的另一端、第一电阻（R1）的另一端、第三电容（C3）的一端和第二芯片（U2）的VDD引脚均接电源VCC，第三电容（C3）的另一端和第二芯片（U2）的GND引脚接地；第一芯片（U1）的RC4引脚接第三芯片（U3）的PO3引脚，第一芯片（U1）的RC5引脚接第三芯片（U3）的PO2引脚，第三芯片（U3）的RF_P引脚接天线转接口（17）的第1脚，第三芯片（U3）的RF_N引脚接天线转接口（17）的第2脚，第三芯片（U3）的GND引脚接地。

4.根据权利要求2或3所述的分布无线式的油罐及液体温度感知浮子，其特征在于，所述的水银开关（16）为竖直触发电源。