CN210513248U - 运输罐车液态危险品预警监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种运输罐车液态危险品预警监控系统，包括：传感器组、变送器、单片机和显示器；传感器组用于获取罐体内的液体高度信号、压力信号、温度信号和罐体液体出口处的气体浓度信号；变送器与传感器组相连接，用于将多种测量信号转换为各自对应的标准信号；单片机与变送器相连接，将所述标准信号转换为数字信号，以及当各数字信号超出对应的监测阈值时，向显示器发送报警信号；显示器用于显示实时液位高度、液体容积、温度、压力和气体浓度，以及显示报警信号。本申请的技术方案，能够对罐车内的液态危险品进行多方面监控，保证监测数据足够准确；同时便于驾驶员观察以及获取预警信息，从而及时对异常状况做出反应。

Description

运输罐车液态危险品预警监控系统

技术领域

本申请涉及液态危险品运输监控技术领域，尤其涉及一种运输罐车液态危险品预警监控系统。

背景技术

液态危险品，指的是会对人身或环境等造成危害的有毒、易燃、易爆、腐蚀性物品。一些工业原料或产品就被归为这一范畴，在使用罐车运输时，为了避免其泄漏等引起的危害，必输对罐体内的液态危险品的状态进行监测，从而在状态发生异常时及时处理。

目前，运输过程中的液态危险品泄漏，主要是由于罐车侧翻引起的，因此，对其的监测也主要是通过监测罐体内的液位高度实现的，具体的，通常是通过磁性浮球液位计来进行监测，磁性浮球液位计虽然使用方便，但是由于其内部元件为易损元件，罐车颠簸引起的抖动会对内部元件造成损坏，因此长时间使用会导致测量不准；此外，由于其结构限制，其安装和维修难度较大。

也就是说，相关技术中的运输罐车液态危险品监测装置的实用性较低。

实用新型内容

为解决上述问题，本申请提供一种运输罐车液态危险品预警监控系统，以通过设置多种传感器来监测多种状态参数，从而对罐车内的液态危险品进行多方面监控。

本申请的上述目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种运输罐车液态危险品预警监控系统，包括：传感器组、变送器、单片机和显示器；

所述传感器组包括液位传感器、压力传感器、温度传感器和气体传感器；所述液位传感器用于获取罐体内的液体高度信号，所述压力传感器用于获取罐体内的压力信号，所述温度传感器用于获取罐体内的温度信号，所述气体传感器用于获取液体挥发的气体在罐体液体出口处的气体浓度信号；

所述变送器的信号输入端与所述传感器组中各传感器的信号输出端相连接，用于将各传感器获取的多种测量信号转换为各自对应的标准信号；

所述单片机的信号输入端与所述变送器的信号输出端相连接，用于接收所述标准信号，将所述标准信号转换为数字信号，以及当各所述数字信号超出对应的预设的监测阈值时，向所述显示器发送报警信号；

所述显示器的信号输入端与所述单片机相连接，用于显示实时液位高度、液体容积、温度、压力和气体浓度，以及显示所述报警信号。

可选的，所述运输罐车液态危险品预警监控系统还包括：水箱、与所述水箱相连接的水泵和通过输水管道与所述水泵相连接的喷嘴；

所述水泵的控制开关与所述单片机相连接，所述单片机还用于将所述报警信号发送至所述水泵的控制开关，以启动所述水泵；

所述喷嘴设置于罐体上方且位于液体出口附近，用于在所述水泵工作时向罐体上方喷水。

可选的，所述传感器组为多种传感器构成的一体式结构。

可选的，所述传感器组通过法兰固定在罐体外顶部，所述气体传感器的探头位于罐体外部，所述液位传感器、压力传感器和温度传感器的探头均位于罐体内部，所述单片机和所述显示器设置在驾驶室内。

可选的，所述运输罐车液态危险品预警监控系统还包括：与所述单片机相连接的GPRS通信模块，用于获取所述数字信号并远程传输至预设的通讯设备。

可选的，所述运输罐车液态危险品预警监控系统还包括：与所述单片机相连接的GPS模块，用于获取罐车的实时位置信息；所述显示器还用于显示所述实时位置信息；所述GPRS通信模块还用于将所述实时位置信息远程传输至预设的通讯设备。

可选的，所述显示器为触摸式液晶显示器。

可选的，所述单片机的型号为MSP430F2132。

可选的，所述单片机采用8-32V直流供电。

可选的，所述传感器组为型号CMGC303的一体式传感器。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请的实施例提供的技术方案中，通过设置液位传感器、温度传感器、压力传感器和气体传感器，能够获取罐体内液体的高度、温度、压力和气体浓度等多种状态信息，从而可以对罐车内的液态危险品进行多方面监控，保证监测数据足够准确；此外，通过显示器实时显示监测数据，便于驾驶员观察以及获取预警信息，从而及时对异常状况做出反应。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种运输罐车液态危险品预警监控系统的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种运输罐车液态危险品预警监控系统的电路结构示意图；

附图标记：1-传感器组；101-液位传感器；102-压力传感器；103-温度传感器；104-气体传感器；2-变送器；3-单片机；4-显示器；5-罐体；501-液体出口；6-水箱；7-水泵；8-输水管道；9-喷嘴；10-GPRS通信模块；11-GPS模块；12-探杆传感器；13-信号线。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例

请参阅图1和图2，图1为本申请实施例提供的一种运输罐车液态危险品预警监控系统的整体结构示意图，图2为本申请实施例提供的一种运输罐车液态危险品预警监控系统的电路结构示意图。

如图1所示，该监控系统包括：传感器组1、变送器2、单片机3和显示器4；

传感器组1包括液位传感器101、压力传感器102、温度传感器103和气体传感器104；液位传感器101用于获取罐体5内的液体高度信号，压力传感器102用于获取罐体5内的压力信号，温度传感器103用于获取罐体5内的温度信号，气体传感器104用于获取液体挥发的气体在罐体5的液体出口501处的气体浓度信号；

变送器2的信号输入端与传感器组1中各传感器的信号输出端相连接，用于将各传感器获取的多种测量信号转换为各自对应的标准信号；

单片机3的信号输入端与变送器2的信号输出端相连接，用于接收所述标准信号，将所述标准信号转换为数字信号，以及当各数字信号超出对应的预设的监测阈值时，向显示器4发送报警信号；

显示器4的信号输入端与单片机3相连接，用于显示实时液位高度、液体容积、温度、压力和气体浓度，以及显示所述报警信号。

具体的，传感器组1可以通过法兰14固定在罐体外顶部，气体传感器104的探头位于罐体外部，液位传感器101、压力传感器102和温度传感器103的探头均位于罐体内部，单片机3和显示器4设置在驾驶室内。法兰14可以选择国标化工部标准法兰。

液位传感器101可以采用探杆传感器(如图1中标号12所示)，即防溢流探杆，其伸入罐体底部，从而可以检测液位高度，进而在向罐体内装入液体时，防止液体溢出。探杆传感器的具体型号可以是UZK-DL。

温度传感器103用于检测罐体内的温度，压力传感器102主要是用于检测罐体内的气体压力，气体压力的来源主要是罐体内液体的挥发。运输过程中，由于外部阳光照射罐体、罐体晃动等原因，罐体内液体的温度会升高，进而会挥发出更多气体，导致气压升高，因此采用温度传感器103和压力传感器102对该过程进行监测。其中，温度传感器103可以选择WZPK2系列传感器，压力传感器102可以选择BST6600系列传感器。压力传感器102和温度传感器103的测量探头设置在罐体内顶部即可，无需浸入液体中。

气体传感器104主要用于检测罐体5外的液体出口501处的气体浓度，也就是监测挥发气体的泄漏情况，因此需要将其检测探头设置在液体出口501外部附近。气体传感器104可以选择Honeywell公司的S-Series系列传感器，具体型号可以根据被测气体的特性进行选择。

变送器2主要是用于将各传感器采集的物理信号转换为标准的电信号(例如4～20mA电流信号)，从而便于单片机3分析。对于变送器2的型号，根据上述各传感器的种类和型号，选择对应的变送器即可。另外，目前有些型号的传感器(例如上述的BST6600系列)，是传感器与变送器一体的设备，对此就不需要再单独设置对应的变送器。

应当理解的是，以上所述的各传感器的种类和型号仅是示例性的，在具体实施时，技术人员也可以选择其他可行的产品，对此不进行限制。

进一步的，为了便于安装和维护，传感器组1也可以选择多种传感器构成的一体式结构，例如北京晨淼科技有限公司的型号CMGC303的智能型测量传感器，该产品已集成上述各所需传感器，无需进行进一步组装即可直接使用。相应的，变送器2也可以直接选择型号CMGC303的智能型测量变送器。如果选择该型号的产品，传感器组1与变送器2之间也可以通过法兰连接。

变送器2通过信号线13连接单片机3，为了避免外部电磁信号对传输信号的干扰，信号线13可以采用屏蔽电缆，即包含由金属网状编织层构成的屏蔽层的电缆。

单片机3可以选择型号MSP430F2132的产品，该产品采用8-32V直流供电。单片机3接收到变送器2发送的标准电信号后，先将其转换为数字信号(即模数转换)，然后通过RS485数字电路输出至显示器4，以及根据用户预设的监测阈值，必要时向显示器4发出报警信号。其中监测阈值指的是液体液位高度、压力、温度和气体浓度各自分别对应的监测阈值，具体实施时，可以设置与单片机3相连接的存储模块，将监测阈值存储在存储模块中以便单片机3调用。此外，单片机3转换得到的多种数字信号也可以存储至存储模块，以便后期调取和查看。

显示器4具体可以是触摸式液晶显示器，例如西门子公司的型号Smart700IE V3的7寸触摸屏。显示器4连接单片机3，从而将单片机3转换的数字信号进行显示，即显示罐体内液位高度、压力、温度以及液体出口501处的气体浓度。具体实施时，可以通过数字和动画同时显示，即以动画的形式实时显示液面状态，以及以数字的形式显示液体高度、容积、温度、压力和气体浓度等各种数值。

此外，当接收到单片机3发送的报警信号时，显示器4也对其进行显示，从而提醒驾驶员及时对罐车运输液体的实际情况进行查看和处理。

此外，经申请人研究后发现，除罐体内液位高度异常这一情况外，其他异常情况，例如罐体内压力过大、液体出口处气体浓度过高等，都与罐体内温度升高有一定关系，因此，这种情况下，可以对罐体采取降温处理。基于此，本申请实施例还提供以下改进方案。

请继续参阅图1，如图1所示，上述实施例提供的监控系统还包括：水箱6、与水箱6相连接的水泵7和通过输水管道8与水泵7相连接的喷嘴9；

水泵7的控制开关与单片机3相连接，单片机3还用于将报警信号发送至水泵7的控制开关，以启动水泵7；

喷嘴9设置于罐体5上方且位于液体出口501附近，用于在水泵7工作时向罐体5上方喷水。

喷嘴9喷水后，部分水会落到罐体5顶部，从而可以通过蒸发吸热的方式，使罐体内液体降温；并且，喷水形成的水雾可以对外部的泄漏气体进行吸收和稀释，从而避免有毒有害气体直接危害下风位的人员等。

此外，如图2所示，一些实施例中，上述监控系统还可以包括与单片机3相连接的GPRS通信模块10，用于获取单片机3转换得到的数字信号并远程传输至预设的通讯设备，例如计算机等，从而便于远程集中监控以及数据存储。进一步的，还可以将单片机3发出的报警信号远程传输至预设的通讯设备，便于监控人员及早得知罐车侧翻等异常情况。作为一种可行的方案，GPRS通信模块10可以选择宏电H7710。

此外，一些实施例中，上述监控系统还可以包括与单片机3相连接的GPS模块11，用于获取罐车的实时位置信息；显示器4还用于显示实时位置信息；GPRS通信模块10还用于将实时位置信息远程传输至预设的通讯设备，从而便于远程集中监控。作为一种可行的方案，GPS模块11可以选择EPPINNO系列。

需要注意的是，在具体实施时，GPRS通信模块10和GPS模块11也可以选择集成到一起的产品，例如型号GE864-GPS，该型号产品是一款带GPS功能的GPRS无线通信模块。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，包括：传感器组、变送器、单片机和显示器；

所述传感器组包括液位传感器、压力传感器、温度传感器和气体传感器；所述液位传感器用于获取罐体内的液体高度信号，所述压力传感器用于获取罐体内的压力信号，所述温度传感器用于获取罐体内的温度信号，所述气体传感器用于获取液体挥发的气体在罐体液体出口处的气体浓度信号；

所述变送器的信号输入端与所述传感器组中各传感器的信号输出端相连接，用于将各传感器获取的多种测量信号转换为各自对应的标准信号；

所述单片机的信号输入端与所述变送器的信号输出端相连接，用于接收所述标准信号，将所述标准信号转换为数字信号，以及当各所述数字信号超出对应的预设的监测阈值时，向所述显示器发送报警信号；

所述显示器的信号输入端与所述单片机相连接，用于显示实时液位高度、液体容积、温度、压力和气体浓度，以及显示所述报警信号。

2.根据权利要求1所述的运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，还包括：水箱、与所述水箱相连接的水泵和通过输水管道与所述水泵相连接的喷嘴；

所述水泵的控制开关与所述单片机相连接，所述单片机还用于将所述报警信号发送至所述水泵的控制开关，以启动所述水泵；

所述喷嘴设置于罐体上方且位于液体出口附近，用于在所述水泵工作时向罐体上方喷水。

3.根据权利要求1所述的运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，所述传感器组为多种传感器构成的一体式结构。

4.根据权利要求3所述的运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，所述传感器组通过法兰固定在罐体外顶部，所述气体传感器的探头位于罐体外部，所述液位传感器、压力传感器和温度传感器的探头均位于罐体内部，所述单片机和所述显示器设置在驾驶室内。

5.根据权利要求1所述的运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，还包括：与所述单片机相连接的GPRS通信模块，用于获取所述数字信号并远程传输至预设的通讯设备。

6.根据权利要求5所述的运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，还包括：与所述单片机相连接的GPS模块，用于获取罐车的实时位置信息；所述显示器还用于显示所述实时位置信息；所述GPRS通信模块还用于将所述实时位置信息远程传输至预设的通讯设备。

7.根据权利要求1所述的运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，所述显示器为触摸式液晶显示器。

8.根据权利要求1所述的运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，所述单片机的型号为MSP430F2132。

9.根据权利要求8所述的运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，所述单片机采用8-32V直流供电。

10.根据权利要求3所述的运输罐车液态危险品预警监控系统，其特征在于，所述传感器组为型号CMGC303的一体式传感器。

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