[实用新型]一种密闭容器内液体压力监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于测压技术领域，具体涉及一种密闭容器内液体压力监测装置。

背景技术

对密闭容器内液体的测量有介入式测压法和非介入式测压法两种。其中，介入式测压法需要在被测密闭容器上开口，使感压元件与密闭容器内的液体直接接触，从而可直接读出压力值，这类技术比较成熟，设备成本相对较低，但是压力测量的精确性和可靠性不可预知；此外，若密闭容器内为高压、易燃易爆的液体，用介入式测压法的危险性相当大。传统的非介入式测压法主要是将电阻应变片或压电式应变片贴于容器外壁，根据外壁的弹性变形量间接换算出压力变化。这类方法只能测量小管径(十几到几十毫米左右)、薄壁(壁厚小于5毫米)，且外壁因内部液体压力变化的弹性变形量在微米级以上的容器。大直径或者厚壁刚性容器在内部液体压力变化时，外壁几乎为零弹性变形量，无法用传统的非介入式测压方法测量。目前，也出现了一些通过超声波管外测压的仪器，但都仅仅是单独的测压仪器，每次测量都需人工安装仪器，效率低，耗费大量的人力物力，测量成本高。

而且以上方法均是在需要时进行人工测量，无法做到实时监测和长期监测。对于一些恶劣环境或某些特殊环境，不适合工作人员长期监测，不能满足某些特殊环境中的液体需要实时或长期监测的要求。因此，有必要开发一种可以长期实时监测密闭容器内液体实时压力的装置，从而实现长期、实时或根据需要定时监测密闭容器内液体压力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种密闭容器内液体压力监测装置。该装置可实时、长期或根据需要定时监测密闭容器内液体的压力变化情况，测量结果精确、可靠；且该装置降低了工作人员的工作强度，提高了液体压力监测的智能化和监测的工作效率，尤其可用于密封罐体内易燃易爆液体压力的动态监测。

本实用新型实现其发明目的采取的技术方案是：一种密闭容器内液体压力监测装置，包括前端检测模块，所述前端检测模块由贴装于每个密闭容器外壁上的检测子模块组成，其结构特点是：所述每个检测子模块的具体结构是：

超声波传感器：包括贴合于密闭容器外壁上的发射探头和接收探头，用于检测密闭容器内液体的实时压力；

与超声波传感器电连接的射频标签和微控制器一：缓冲储存所述超声波传感器测得的密闭容器内液体的实时压力数据，并将所述压力数据以射频形式传输给信息中转模块；

所述信息中转模块由多个中转子模块组成，所述每个中转子模块的具体结构是：

射频读写器：读取一定距离范围内多个检测子模块的射频标签的实时压力数据；

与所述射频读写器电连接的微控制器二：将所述射频读写器读取的压力数据无线发送至监测控制终端；

所述监测控制终端与信息中转模块近程无线连接，用于控制信息中转模块的每个中转子模块工作，接收、存储所述中转子模块发送来的实时压力数据，并对所述压力数据信息处理分析，判断密闭容器的压力状态。

本实用新型中超声波传感器的测压原理如下：

以透射型超声波传感器为例，如图2所示，发射探头和接收探头分别贴合于密闭容器相对的外壁上的对应位置。工作时，超声波传感器的发射探头发射超声纵波，经耦合进入密闭容器的器壁与液体介质，经过不同介质传播后被接收探头接收。

图中，D、d分别为密闭容器外径与内径；δ为器壁厚度，满足关系式

δ＝(D-d)/2  (1)

超声波在器壁和液体介质传播的时间可表示为

t＝t_s+t_m  (2)

式中，t_s与t_m分别表示超声波在器壁、液体介质传播时间。t_s与t_m可由式(3)、(4)得到，t通过超声传感器可以检测得到。

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