本發(fā)明涉及雙物位檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種非接觸式雙物位智能檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

核電廠廢樹脂儲(chǔ)槽，廢樹脂儲(chǔ)槽內(nèi)同時(shí)存在樹脂及水，由于兩者密度不同，因此分為兩層，針對(duì)樹脂物位及水位的測(cè)量，現(xiàn)在的方案是采用的磁致伸縮類液位計(jì)，由于目前廢樹脂貯槽液位計(jì)只能測(cè)出水的液位，無(wú)法測(cè)出樹脂的高度，使運(yùn)行人員在接收新的廢樹脂時(shí)，無(wú)法確定排水量，對(duì)目前廢樹脂的實(shí)際物位無(wú)法準(zhǔn)確判斷，影響樹脂的接收工作。

另外，現(xiàn)有的改進(jìn)方案中還存在通過在柔性桿上增加一個(gè)浮球?qū)崿F(xiàn)同時(shí)檢測(cè)水位和樹脂物位，存在的問題如下：

1、采用的柔性桿，在桿擺動(dòng)的情況下存在測(cè)量誤差。

2、柔性桿需要長(zhǎng)時(shí)間接觸海水，容易腐蝕。

3、在注入和排出樹脂的過程中容易發(fā)生浮球卡死的情況。

4、因?yàn)楣迌?nèi)存在輻射，柔性桿需要深入罐內(nèi)，所以更換和維修的花費(fèi)巨大。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于核電廠廢樹脂儲(chǔ)槽中同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂物位及水位的精確測(cè)量問題，尚缺乏有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種非接觸式雙物位智能檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以非接觸形式同時(shí)測(cè)量?jī)煞N物位，不需要接觸被測(cè)液體，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

一種非接觸式雙物位智能檢測(cè)系統(tǒng)，包括用于測(cè)量樹脂層的高度的樹脂物位測(cè)量單元及利用雷達(dá)技術(shù)測(cè)量水位的水位測(cè)量單元，所述樹脂物位測(cè)量單元及水位測(cè)量單元分別將檢測(cè)的樹脂層的高度及水位傳輸至控制單元，所述控制單元將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)值通過顯示單元進(jìn)行顯示；

其中，所述樹脂物位測(cè)量單元及水位測(cè)量單元均垂直安裝在廢樹脂儲(chǔ)槽的上方，所述樹脂物位測(cè)量單元及水位測(cè)量單元通過固定裝置固定在柜體內(nèi)，所述柜體的下方通過法蘭與廢樹脂儲(chǔ)槽相連；

所述柜體的下方殼體設(shè)置有圓孔，用于樹脂物位測(cè)量單元及水位測(cè)量單元中激光及雷達(dá)信號(hào)的傳輸，所述法蘭的中間部分留有水位測(cè)量單元的安裝孔，用于雷達(dá)信號(hào)的傳輸，所述法蘭的中間部分一部分為中空的，其用于激光信號(hào)的傳輸。

進(jìn)一步的，所述控制單元還與集散控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，輸出兩路同輸入信號(hào)相同的電流信號(hào)將檢測(cè)的樹脂層的高度及水位進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸并顯示。

進(jìn)一步的，所述樹脂物位測(cè)量單元，包括激光發(fā)射器、接收單元及數(shù)據(jù)處理單元，利用激光發(fā)射器發(fā)射出激光后，穿過樹脂上層水層，到達(dá)水與樹脂的分界面，在分界面發(fā)生反射，接收單元接收到信號(hào)后傳輸至數(shù)據(jù)處理單元，由數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算發(fā)射信號(hào)和接受信號(hào)之間的時(shí)間差，從而得出樹脂層的高度。

進(jìn)一步的，所述水位測(cè)量單元，包括雷達(dá)傳感器，所述雷達(dá)傳感器上設(shè)置有天線，所述天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號(hào)，發(fā)射波在水表面產(chǎn)生反射，反射回來(lái)的回波信號(hào)仍由天線接收，信號(hào)經(jīng)智能處理器處理后得出水與雷達(dá)傳感器之間的距離，送終端顯示器進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步的，所述柜體的上殼體上安裝有顯示單元及接線盒，所述柜體的一個(gè)側(cè)面殼體上設(shè)置有葛蘭頭，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的連接。

進(jìn)一步的，所述接線盒包括底部設(shè)置有導(dǎo)軌的導(dǎo)軌盒，導(dǎo)軌盒上設(shè)置有導(dǎo)軌盒蓋板，導(dǎo)軌盒蓋板上設(shè)置有提手，上擋板上還設(shè)置有鑰匙開關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)柜體的開啟及關(guān)閉，顯示單元中顯示面板的附近還設(shè)置有指示燈，用于對(duì)該設(shè)備的使用狀態(tài)進(jìn)行指示。

進(jìn)一步的，所述柜體的上殼體及下殼體均為可拆卸的結(jié)構(gòu)，所述柜體的上殼體上還設(shè)置有兩個(gè)把手。

進(jìn)一步的，所述控制單元還用于對(duì)樹脂物位測(cè)量單元及水位測(cè)量單元的測(cè)量時(shí)間及測(cè)量間隔時(shí)間進(jìn)行控制。

進(jìn)一步的，所述控制單元還與報(bào)警單元相連，當(dāng)檢測(cè)到樹脂物位或水位超過高低報(bào)警值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明中樹脂物位測(cè)量單元及水位測(cè)量單元均以非接觸形式實(shí)現(xiàn)同時(shí)測(cè)量?jī)煞N物位，測(cè)量單元不需要接觸海水，無(wú)腐蝕現(xiàn)象，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，同時(shí)測(cè)量單元不接觸樹脂、無(wú)浮球，所以也不存在浮球被卡死的現(xiàn)象，利用激光可以穿透水層的原理測(cè)樹脂物位，量程可達(dá)100m，雷達(dá)測(cè)水位，測(cè)量夾角可達(dá)3°，深度可達(dá)30米。

2、本發(fā)明高度集成，安裝方便，測(cè)量與顯示全部在一個(gè)機(jī)箱里，外部只需要連接法蘭和接線即可完成安裝，維護(hù)更方便，本發(fā)明將測(cè)量、控制、顯示及報(bào)警集成在一個(gè)柜體內(nèi)，一體化設(shè)計(jì)使用方便，測(cè)量精確，更加智能化，便于現(xiàn)場(chǎng)的安裝，帶現(xiàn)場(chǎng)顯示，報(bào)警輸出，機(jī)箱為不銹鋼外殼，防塵防水。

3、本發(fā)明的法蘭為專用法蘭，是專門針對(duì)樹脂物位測(cè)量單元及水位測(cè)量單元在數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)為了實(shí)現(xiàn)激光信號(hào)及雷達(dá)信號(hào)的傳輸而設(shè)計(jì)的，常用的法蘭為中空的，本申請(qǐng)的專用法蘭為中間預(yù)留一部分，以便于安裝水位測(cè)量單元使用，其余的月牙狀的中空部分用于激光發(fā)射使用。

4、本發(fā)明的上下殼體均為可拆卸結(jié)構(gòu)，便于相關(guān)設(shè)備損壞時(shí)維修方便，且將顯示裝置直接安裝在上殼體上，便于現(xiàn)場(chǎng)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，另外，專門設(shè)置了接線盒，通過接線盒進(jìn)行整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的線路連接，在出現(xiàn)故障時(shí)便于及時(shí)檢修。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的整體電路組成示意圖；

圖2為本發(fā)明的專用法蘭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1、樹脂物位測(cè)量單元，2、水位測(cè)量單元，3、控制單元，4、顯示單元，5、報(bào)警單元，6、法蘭盤，7、水位測(cè)量單元安裝孔，8、中空結(jié)構(gòu)，9、螺栓孔。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在核電廠廢樹脂儲(chǔ)槽中同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂物位及水位的精確測(cè)量不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N非接觸式雙物位智能檢測(cè)系統(tǒng)。其中，物位測(cè)量通常指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中封閉式或敞開容器中物料(固體或液位)的高度進(jìn)行檢測(cè)。

本申請(qǐng)的一種典型的實(shí)施方式中，如圖1所示，一種非接觸式雙物位智能檢測(cè)系統(tǒng)，包括用于測(cè)量樹脂層的高度的樹脂物位測(cè)量單元1及利用雷達(dá)技術(shù)測(cè)量水位的水位測(cè)量單元2，樹脂物位測(cè)量單元1及水位測(cè)量單元2分別將檢測(cè)的樹脂層的高度及水位傳輸至控制單元3，控制單元3將接收的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)值通過顯示單元4進(jìn)行顯示。

其中，樹脂物位測(cè)量單元1及水位測(cè)量單元2均垂直安裝在廢樹脂儲(chǔ)槽的上方，樹脂物位測(cè)量單元1及水位測(cè)量單元2通過固定裝置固定在柜體內(nèi)，柜體的下方通過法蘭盤6與廢樹脂儲(chǔ)槽相連。

控制單元3還與集散控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，輸出兩路同輸入信號(hào)相同的電流信號(hào)將檢測(cè)的樹脂層的高度及水位進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸并顯示。

樹脂物位測(cè)量單元1，包括激光發(fā)射器、接收單元及數(shù)據(jù)處理單元，樹脂物位測(cè)量單元采用激光測(cè)深原理，利用激光可以穿透水面的特性，利用激光發(fā)射器發(fā)射出激光后，穿過樹脂上層海水，到達(dá)海水與樹脂的分界面，在分界面發(fā)生反射，接收單元接收到信號(hào)后傳輸至數(shù)據(jù)處理單元，由數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算發(fā)射信號(hào)和接受信號(hào)之間的時(shí)間差，從而得出樹脂層與儀表之間的距離也就能得出樹脂層的高度。

激光液位測(cè)量單元具有如下特點(diǎn)：精度±10mm，能夠有效濾除虛假回波，設(shè)置簡(jiǎn)單，能快速響應(yīng)物體的變化速度，含有用于直接瞄準(zhǔn)的窄光束，測(cè)量時(shí)不受被測(cè)物體表面的角度或粗糙度的影響，不受附近物體和容器形狀的影響，激光液位單元的參數(shù)表一如下：

表一

水位測(cè)量單元2，主要負(fù)責(zé)測(cè)量水位，包括雷達(dá)傳感器，所述雷達(dá)傳感器上設(shè)置有天線，所述天線以波束的形式發(fā)射電磁波信號(hào)，發(fā)射波在水表面產(chǎn)生反

該水位測(cè)量單元2的工作頻率為80ghz，可接收來(lái)自產(chǎn)品表面的不同的，確定的反射，這使得測(cè)量更準(zhǔn)確和可靠。

該水位測(cè)量單元2的光束角為14°，而角α為arctan(28/100)＝15.6°，角β為arctan(72/100)＝35.7°角α加角β為51.3°遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雷達(dá)液位計(jì)的光束角(14°)。

水位測(cè)量單元2的主要特點(diǎn)如下：精度高：0.25％fs，連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量無(wú)需維修且可靠性強(qiáng)，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單，對(duì)干擾回波具有抑制功能，無(wú)機(jī)械活動(dòng)部件安全性高，穩(wěn)定性高，適用范圍廣，幾乎可以測(cè)量所有介質(zhì)不銹鋼接線盒防塵防水，雷達(dá)測(cè)水位單元參數(shù)如下表二所示：

表二

控制單元3還用于對(duì)樹脂物位測(cè)量單元1及水位測(cè)量單元2的測(cè)量時(shí)間及測(cè)量間隔時(shí)間進(jìn)行控制。

控制單元3的輸入信號(hào)來(lái)自樹脂物位測(cè)量單元1及水位測(cè)量單元2，根據(jù)所設(shè)定的量程范圍，將各個(gè)4～20ma電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)值通過顯示單元4顯示出來(lái)，并輸出兩路同輸入信號(hào)相同的電流信號(hào)，將此信號(hào)遠(yuǎn)程輸出，同時(shí)提供四路液位高低報(bào)警輸出，所有參數(shù)的修改可通過按鍵完成。

其中，控制單元3及顯示單元4的特點(diǎn)如下：集成了就地顯示、報(bào)警、遠(yuǎn)傳輸出，提供多種信號(hào)和通訊輸出，內(nèi)置自診斷和自檢功能，大大降低了失效率，分辨率為128×64的圖形點(diǎn)陣液晶，全中文界面，操作方便，具備usb接口，可隨時(shí)將記錄的歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到u盤上，4m內(nèi)存用于測(cè)量值記錄，可記錄26萬(wàn)次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可通過歷史曲線追憶，可通過通訊讀取，4點(diǎn)報(bào)警輸出，可選擇10種報(bào)警方式，報(bào)警靈敏度獨(dú)立設(shè)定。具備延時(shí)報(bào)警功能，可記憶最近6次報(bào)警的通道、時(shí)間、報(bào)警方式，顯示內(nèi)容豐富全面，包括測(cè)量值、工程量單位、報(bào)警信息、時(shí)鐘、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、記錄狀態(tài)。

智能控制單元3及顯示單元4的參數(shù)如下：供電電源：220vac±10％50hz，輸入信號(hào)：0/4～20ma、0～5v信號(hào)，顯示范圍：-9999～9999mm，小數(shù)點(diǎn)位置可設(shè)定，顯示方式：分辨率為128*64的圖形點(diǎn)陣液晶，全中文界面，顯示精度：±0.2％fs，光電管led指示：報(bào)警i值、報(bào)警ii值紅色led,報(bào)警點(diǎn)設(shè)置：0～100％滿量程，電流輸出：4～20ma有源，負(fù)載阻抗≥500ω，報(bào)警繼電器：節(jié)點(diǎn)容量7a/250vac或7a/30vdc，常開觸點(diǎn)，工作溫度范圍：0℃～+50℃，倉(cāng)儲(chǔ)溫度：-30℃～+80℃，相對(duì)濕度：10～90％rh。

控制單元3還與報(bào)警單元5相連，當(dāng)檢測(cè)到樹脂物位或水位超過高低報(bào)警值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。

如圖2所示，為本申請(qǐng)所使用的專用法蘭盤6，用于實(shí)現(xiàn)與廢樹脂儲(chǔ)槽上的法蘭盤相連接固定，該法蘭盤的周圍設(shè)置有多個(gè)用于固定使用的螺栓孔9，中部不再全是中空的圓形結(jié)構(gòu)，而是分為兩部分結(jié)構(gòu)，一部分為設(shè)置有水位測(cè)量單元安裝孔7的結(jié)構(gòu)，另一部分為月牙形狀的中空結(jié)構(gòu)8，該部分用于樹脂物位測(cè)量單元檢測(cè)樹脂物位時(shí)使用。本申請(qǐng)的上述法蘭盤在結(jié)構(gòu)上使樹脂物位測(cè)量單元及水位測(cè)量單元不會(huì)相互影響，不存在信號(hào)的干擾，從而使得測(cè)量數(shù)據(jù)精確。

如圖3所示，本申請(qǐng)將所有的設(shè)備均集成在柜體上，柜體為方形結(jié)構(gòu)，包括圍板，設(shè)置在圍板上的上擋板，設(shè)置在圍板下的機(jī)箱底拖，該機(jī)箱底拖的中部開設(shè)有一個(gè)圓孔，樹脂物位測(cè)量單元通過支撐板固定在圍板上，上擋板上設(shè)置有顯示單元、接線盒，該接線盒包括底部設(shè)置有導(dǎo)軌的導(dǎo)軌盒，導(dǎo)軌盒上設(shè)置有導(dǎo)軌盒蓋板，導(dǎo)軌盒蓋板上設(shè)置有提手，上擋板上還設(shè)置有鑰匙開關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)柜體的開啟及關(guān)閉，顯示單元中顯示面板的附近還設(shè)置有指示燈，用于對(duì)該設(shè)備的使用狀態(tài)進(jìn)行指示，柜體的上殼體上還設(shè)置有兩個(gè)把手。

本申請(qǐng)的柜體在結(jié)構(gòu)上采用上下可拆卸式固定蓋，方便維修和維護(hù)。每個(gè)模塊采用分布式設(shè)計(jì)，同樣方便后期維修更換。柜體的上殼體上安裝有顯示單元及接線盒，柜體的一個(gè)側(cè)面殼體上設(shè)置有葛蘭頭。

本發(fā)明的上述檢測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)雙路模擬量信號(hào)輸入和輸出，并能實(shí)時(shí)顯示液位的數(shù)值。

實(shí)現(xiàn)對(duì)液位超過高低報(bào)警值時(shí)的報(bào)警功能，并能通過面板上的按鈕手動(dòng)取消。

實(shí)現(xiàn)對(duì)激光液位計(jì)和雷達(dá)液位計(jì)的測(cè)量時(shí)間及測(cè)量間隔控制，比如控制激光和雷達(dá)液位計(jì)每間隔8小時(shí)測(cè)量20分鐘；或者控制雷達(dá)液位計(jì)連續(xù)工作，激光液位計(jì)間歇性的工作；或者控制激光液位計(jì)長(zhǎng)工作，雷達(dá)液位計(jì)間歇性的工作。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)人員的設(shè)定自動(dòng)完成整個(gè)測(cè)量過程而不需要現(xiàn)場(chǎng)人員過多的干預(yù)。

自動(dòng)保存報(bào)警記錄，操作記錄，便于后續(xù)的查看及對(duì)整體檢測(cè)系統(tǒng)的工作歷史狀態(tài)的跟蹤。

本發(fā)明的上述檢測(cè)系統(tǒng)還能應(yīng)用在其他應(yīng)用場(chǎng)景，只需要滿足的條件為：雙層物位，上層介質(zhì)光的穿透強(qiáng)度高，漫反射強(qiáng)度低，下層介質(zhì)光的漫反射強(qiáng)度高，穿透強(qiáng)度弱。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。