專利名稱：簡易輸油管道測溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及輸油管道使用的溫度檢測裝置，是一種簡易輸油管道測溫裝置。
二背景技術(shù)：
在長距離原油管道輸送過程中，油品的溫度對含蠟原油的流變性影響較大，它是分析 判斷輸油管道的運行是否安全的一項重要參數(shù)。將原油輸送溫度控制在一定的范圍之內(nèi)， 能在輸油設(shè)備和管道情況不變的條件下有效地增加輸油量、降低能耗，是保證己建管道的 輸送安全、增加輸量的有效手段。研究熱油輸送管道的油品溫度變化情況，以及在管道設(shè) 計、運行過程中對油品溫度的取值的選取一直是研究的熱點和難點。目前管道輸送企業(yè)進 行溫度采集的方法是僅在站間的幾個特定的點進行溫度的采集和監(jiān)控，通過平均溫度作為 管道設(shè)計和運行管理的依據(jù)，國內(nèi)還沒有能夠在正常運行的管道內(nèi)進行即時不間斷溫度采 集的相關(guān)的儀器設(shè)備。而管道檢測領(lǐng)域雖然有一種管道內(nèi)檢測設(shè)備，具有對整條管線的漏 磁信號進行不間斷即時采集的功能，但此設(shè)備主要是為了完成管道的腐蝕檢測，并且其價 格昂貴，運行費用較高。
三、 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供了一種簡易輸油管道測溫裝置，其解決了現(xiàn)有輸油管道測溫裝置無法 實現(xiàn)對管線各點進行實時監(jiān)測并獲得較準(zhǔn)確的測量結(jié)果的問題。
本實用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的 一種簡易輸油管道測溫裝置，包括 殼體、密封頭、前法蘭、后法蘭、搖臂座、搖臂、里程輪、電路板、電源和溫度傳感器； 殼體的兩端分別有密封頭，兩密封頭的外側(cè)分別有前法蘭和后法蘭，在密封頭、前法蘭和 后法蘭上對應(yīng)殼體外側(cè)的位置分別有不少于兩個的通孔，前法蘭、后法蘭和密封頭通過通 孔、不少于兩個的連接螺栓和螺母固定安裝在殼體兩端，殼體的內(nèi)部固定安裝有電路板和 電源，殼體上固定安裝有不少于一個的溫度傳感器和數(shù)據(jù)插口，后法蘭的中心固定安裝有 搖臂座，搖臂座上均布有三個搖臂，每個搖臂的內(nèi)端鉸接在搖臂座上，搖臂的外端分別安 裝有轉(zhuǎn)軸，搖臂靠近后法蘭的一側(cè)中部有掛孔；后法蘭和每個搖臂之間分別連接有彈簧， 彈簧的一端固定連接在掛孔上，彈簧的另一端固定連接在后法蘭上；里程輪安裝在轉(zhuǎn)軸上 并能轉(zhuǎn)動，里程輪上固定安裝有磁塊，搖臂上對應(yīng)磁塊的位置固定安裝有磁傳感器；溫度 傳感器、磁傳感器和數(shù)據(jù)插口分別與電路板電連接在一起。
下面是對上述實用新型技術(shù)方案的進一步優(yōu)化或/和改進
上述電路板上可有單片機和測溫芯片，單片機包括數(shù)據(jù)存儲器和數(shù)據(jù)輸入輸出接口， 測溫芯片與單片機電連接在一起，數(shù)據(jù)輸入輸出接口與數(shù)據(jù)插口電連接在一起，溫度傳感 器與測溫芯片電連接在一起，磁傳感器與單片機電連接在一起。上述電路板上可固定安裝有去抖芯片，去抖芯片分別與單片機及測溫芯片電連接在一起。
上述殼體上可固定安裝有無線數(shù)據(jù)傳輸裝置或/和數(shù)據(jù)傳輸控制接口，無線數(shù)據(jù)傳輸 裝置或/和數(shù)據(jù)傳輸控制接口與單片機電連接在一起。
上述殼體的外部可固定安裝有壓力傳感器，壓力傳感器與單片機電連接在一起。
上述溫度傳感器的數(shù)量可為三個，殼體為圓筒形殼體，溫度傳感器固定安裝在殼體上 并相互間隔120度。
上述電源可為普通干電池或干電池組或充電電池或充電電池組。
本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其在管道中隨傳輸流體的流動而移動，通過 里程輪測距并通過溫度傳感器檢測沿線的溫度及壓力，實現(xiàn)對管道各點的溫度實時監(jiān)測并 獲得較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，尤其適用于長輸管道的管內(nèi)油溫檢測。
四

附圖1為本實用新型最佳實施例的主視局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中的編碼分別為l為殼體，2為密封頭，3為前法蘭，4為后法蘭，5為搖臂座， 6為搖臂，7為里程輪，8為電源，9為溫度傳感器，IO為連接螺栓，ll為數(shù)據(jù)插口， 12 為轉(zhuǎn)軸，13為掛孔，14為彈簧，15為磁塊，16為磁傳感器，17為電路板，18為單片機， 19為測溫芯片。
五具體實施方式
本實用新型不受下述實施例的限制，可根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案與實際情況來確定 具體的實施方式。
下面結(jié)合最佳實施例及附圖對本實用新型作進一步描述
如附圖1所示，該簡易輸油管道測溫裝置包括殼體l、密封頭2、前法蘭3、后法蘭4、 搖臂座5、搖臂6、里程輪7、電路板17、電源8和溫度傳感器9;殼體l的兩端分別有密封頭 2，兩密封頭2的外側(cè)分別有前法蘭3和后法蘭4，在密封頭2、前法蘭3和后法蘭4上對應(yīng)殼 體l外側(cè)的位置分別有不少于兩個的通孔，前法蘭3、后法蘭4和密封頭2通過通孔、不少于 兩個的連接螺栓10和螺母固定安裝在殼體1兩端，殼體1的內(nèi)部固定安裝有電路板17和電源 8，殼體1上固定安裝有不少于一個的溫度傳感器9和數(shù)據(jù)插口11，后法蘭4的中心固定安裝 有搖臂座5，搖臂座5上均布有三個搖臂6，每個搖臂6的內(nèi)端鉸接在搖臂座5上，搖臂6的外 端分別安裝有轉(zhuǎn)軸12，搖臂6靠近后法蘭4的一側(cè)中部有掛孔13;后法蘭4和每個搖臂6之間 分別連接有彈簧14，彈簧14的一端固定連接在掛孔13上，彈簧14的另一端固定連接在后法 蘭4上；里程輪7安裝在轉(zhuǎn)軸12上并能轉(zhuǎn)動，里程輪7上固定安裝有磁塊15，搖臂6上對應(yīng)磁 塊15的位置固定安裝有磁傳感器16;溫度傳感器9、磁傳感器16和數(shù)據(jù)插口11分別與電路 板17電連接在一起。密封頭2能夠耐石油腐蝕，并且能夠避免石油進入殼體l而造成電路板 17的損壞。密封頭2的外徑應(yīng)當(dāng)小于或等于輸油管道的內(nèi)徑。里程輪7通過磁塊15和磁傳感器16能夠測距并發(fā)出脈沖信號。磁傳感器16可采用DGN3040磁感應(yīng)霍爾元件。
可根據(jù)實際需要，對上述簡易輸油管道測溫裝置作進一步優(yōu)化或/和改進
如附圖1所示，電路板17上有單片機18和測溫芯片19,單片機18包括數(shù)據(jù)存儲器 和數(shù)據(jù)輸入輸出接口，測溫芯片19與單片機18電連接在一起，數(shù)據(jù)輸入輸出接口與數(shù)據(jù) 插口 11電連接在一起，溫度傳感器9與測溫芯片19電連接在一起，磁傳感器16與單片 機18電連接在一起。當(dāng)里程輪7發(fā)出脈沖信號時，單片機18進入中斷程序?qū)崟r采集到 的距離或位置數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲器，測溫芯片19將溫度傳感器9采集到的溫度信號轉(zhuǎn)化 為數(shù)據(jù)并輸入單片機，串行接口傳送給上位機進行顯示或/和數(shù)據(jù)的簡單分析或/和處理。 單片機18可采用Philips公司的P89V51RD2系列單片機，其為5伏供電，內(nèi)含64k的Flash 數(shù)據(jù)存儲器，CPU的工作頻率12兆赫，有24個數(shù)據(jù)輸入輸出接口線，2個外部中斷接口， 1個232串行接口，還支持在線可編程。測溫芯片19可采用MAX公司的MAX1721測溫芯 片，其為5伏供電，通過I2C總線進行數(shù)據(jù)傳輸，測量范圍為-55攝氏度到125攝氏度， 測量精度l攝氏度。當(dāng)里程輪7旋轉(zhuǎn)一周，霍爾元件的輸出端會產(chǎn)生2個負脈沖，相應(yīng)可 記錄兩組溫度數(shù)據(jù)。
如附圖1所示，電路板17上固定安裝有去抖芯片，去抖芯片分別與單片機18及測溫 芯片19電連接在一起。去抖芯片可采用74HC123芯片，通過其中的外界電阻和電容配合， 控制脈沖寬度，從而抑制了外界的脈沖干擾。
如附圖1所示，殼體1上固定安裝有無線數(shù)據(jù)傳輸裝置或/和數(shù)據(jù)傳輸控制接口，無 線數(shù)據(jù)傳輸裝置或/和數(shù)據(jù)傳輸控制接口與單片機18電連接在一起。無線數(shù)據(jù)傳輸裝置或 /和數(shù)據(jù)傳輸控制接口能夠?qū)崿F(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的傳輸，便于地面操作人員對溫度數(shù)據(jù)進行監(jiān)控； 通過無線數(shù)據(jù)接收設(shè)備接收其信號，實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的實時顯示，即邊采集數(shù)據(jù)邊進行數(shù)據(jù) 傳輸和顯示。
如附圖1所示，殼體1的外部固定安裝有壓力傳感器，壓力傳感器與單片機18電連 接在一起。通過壓力傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對輸油管線內(nèi)各點的壓力參數(shù)進行測量。
如附圖1所示，溫度傳感器9的數(shù)量為三個，殼體l為圓筒形殼體，溫度傳感器9固 定安裝在殼體1上并相互間隔120度。三個溫度傳感器9能夠比較準(zhǔn)確地測量輸油管道內(nèi) 的溫度。
如附圖1所示，電源8為普通干電池或干電池組或充電電池或充電電池組。電源8可 采用5伏的干電池組供電。
以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應(yīng)性和最佳實施效 果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
本實用新型最佳實施例的工作過程是首先，選用計算機作為本實用新型的上位機， 通過將本實用新型測得的數(shù)據(jù)輸入到計算機中進行再處理，進行數(shù)據(jù)的回放和分析。由于 單片機18的輸出和輸入接口的電平為TTL電平，而計算機的串口電平是EIA電平，因此在數(shù)據(jù)通信時首先需要對輸入輸出接口進行電平轉(zhuǎn)換，在電路板17上固定安裝電平轉(zhuǎn)換 芯片，電平轉(zhuǎn)換芯片選用MAX公司的MAX232芯片，通過電路連接實現(xiàn)對電平的轉(zhuǎn)換。將 單片機18的工作時鐘選擇11. 0592兆赫，P2. 3和P2. 2 口作為I2C數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)口 ， RXD 和TXD 口作為數(shù)據(jù)傳輸和程序下載的串行通信接口并與數(shù)據(jù)插口 11相連接，兩個外部中 斷接口 INT0和INT1分別作為數(shù)據(jù)傳輸中斷接口和外部里程計數(shù)中斷接口。 Protel 99 SE 電路板設(shè)計軟件進行電路設(shè)計，并分別將單片機18、電平轉(zhuǎn)換芯片、測溫芯片19、去抖 芯片焊接在電路板17上，通過電路將溫度傳感器9與單片機18連接好，通過電路將磁傳 感器16的信號輸出端子與單片機18的外部中斷引腳電連接好。
其次，通過Keil軟件編程環(huán)境使用C語言和Keil uVision3下位機程序設(shè)計軟件對 單片機18進行編程，并通過FlashMagic 4.18單片機刷片軟件進行在線下載調(diào)試。利用 Borland Delphi version6. 0上位機程序設(shè)計軟件進行計算機軟件設(shè)計，完成相應(yīng)軟件界 面的編程，實現(xiàn)其溫度數(shù)據(jù)存儲和溫度數(shù)據(jù)回放査詢的功能。
接著，將本實用新型放入管道中并隨傳輸流體的流動而移動，里程輪7在彈簧14的 拉力作用下壓緊輸油管道內(nèi)壁，本實用新型移動時輸油管道內(nèi)壁的摩擦力使里程輪7轉(zhuǎn) 動，當(dāng)里程輪7轉(zhuǎn)動一圈時，磁塊15使磁傳感器16發(fā)出一個脈沖信號并傳送給單片機 18，單片機18檢測到脈沖信號后進入中斷程序，同時單片機18控制測溫芯片19，通過 I2C總線與測溫芯片19進行通信，實時采集溫度傳感器9的溫度信號值，由于測溫芯片 19的12(]總線為兩線總線，其中一條連接線產(chǎn)生時鐘信號，另一條連接線為數(shù)據(jù)線并與單 片機18進行數(shù)據(jù)傳輸，單片機18產(chǎn)生時鐘信號并發(fā)送控制命令要求測溫芯片19發(fā)送溫 度數(shù)據(jù)，溫度傳感器9接收單片機18命令后向單片機18發(fā)送8位溫度數(shù)據(jù)，這樣溫度傳 感器9就將實時采集到的溫度信號經(jīng)測溫芯片19轉(zhuǎn)化為了溫度數(shù)據(jù)并傳送、存入到了單 片機18的Flash數(shù)據(jù)存儲器。三個里程輪7的信號脈沖對應(yīng)三個溫度傳感器9所采集的 溫度值，利用地址線的選擇對其采集到的溫度數(shù)據(jù)進行區(qū)分，所以每次采集的三組數(shù)據(jù)可 以一次存儲，每個溫度數(shù)據(jù)由8位二進制組成，而由于flash數(shù)據(jù)存儲器的容量為64k， 因此flash數(shù)據(jù)存儲器共能存儲4萬個溫度數(shù)據(jù)。
最后，在檢測完成后，將本實用新型從輸油管道中取出，通過USB to RS232數(shù)據(jù)線 將本實用新型的數(shù)據(jù)插口 11與計算機的USB數(shù)據(jù)接口相連接，將flash數(shù)據(jù)存儲器中存 儲的監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入到計算機中進行再處理，通過事先編好的相應(yīng)軟件界面進行溫度數(shù)據(jù)的 回放查詢，顯示出溫度及里程的信息，對測得的數(shù)據(jù)進行分析，并以繪圖方式給出管道沿 線的溫度曲線，最終得到在長輸管道的不同位置處的溫降真實變化值。
權(quán)利要求1、一種簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于包括殼體、密封頭、前法蘭、后法蘭、搖臂座、搖臂、里程輪、電路板、電源和溫度傳感器；殼體的兩端分別有密封頭，兩密封頭的外側(cè)分別有前法蘭和后法蘭，在密封頭、前法蘭和后法蘭上對應(yīng)殼體外側(cè)的位置分別有不少于兩個的通孔，前法蘭、后法蘭和密封頭通過通孔、不少于兩個的連接螺栓和螺母固定安裝在殼體兩端，殼體的內(nèi)部固定安裝有電路板和電源，殼體上固定安裝有不少于一個的溫度傳感器和數(shù)據(jù)插口，后法蘭的中心固定安裝有搖臂座，搖臂座上均布有三個搖臂，每個搖臂的內(nèi)端鉸接在搖臂座上，搖臂的外端分別安裝有轉(zhuǎn)軸，搖臂靠近后法蘭的一側(cè)中部有掛孔；后法蘭和每個搖臂之間分別連接有彈簧，彈簧的一端固定連接在掛孔上，彈簧的另一端固定連接在后法蘭上；里程輪安裝在轉(zhuǎn)軸上并能轉(zhuǎn)動，里程輪上固定安裝有磁塊，搖臂上對應(yīng)磁塊的位置固定安裝有磁傳感器；溫度傳感器、磁傳感器和數(shù)據(jù)插口分別與電路板電連接在一起。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于電路板上有單片機和測溫芯片，單片機包括數(shù)據(jù)存儲器和數(shù)據(jù)輸入輸出接口，測溫芯片與單片機電連接在一起，數(shù)據(jù)輸入輸出接口與數(shù)據(jù)插口電連接在一起，溫度傳感器與測溫芯片電連接在一起，磁傳 感器與單片機電連接在一起。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于電路板上固定安 裝有去抖芯片，去抖芯片分別與單片機及測溫芯片電連接在一起。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于殼體上固定安裝 有無線數(shù)據(jù)傳輸裝置或/和數(shù)據(jù)傳輸控制接口 ，無線數(shù)據(jù)傳輸裝置或/和數(shù)據(jù)傳輸控制接口 與單片機電連接在一起。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于殼體上固定安裝有無 線數(shù)據(jù)傳輸裝置或/和數(shù)據(jù)傳輸控制接口 ，無線數(shù)據(jù)傳輸裝置或/和數(shù)據(jù)傳輸控制接口與單 片機電連接在一起。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于殼體的外部固定 安裝有壓力傳感器，壓力傳感器與單片機電連接在一起。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于殼體的外部固定安裝 有壓力傳感器，壓力傳感器與單片機電連接在一起。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于溫度傳感器的數(shù)量 為三個，殼體為圓筒形殼體，溫度傳感器固定安裝在殼體上并相互間隔120度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于溫度傳感器的數(shù)量為三 個，殼體為圓筒形殼體，溫度傳感器固定安裝在殼體上并相互間隔120度。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的簡易輸油管道測溫裝置，其特征在于電源為普通干電池或 干電池組或充電電池或充電電池組。
專利摘要本實用新型涉及輸油管道使用的溫度檢測裝置，是一種簡易輸油管道測溫裝置，其包括殼體、密封頭、前法蘭、后法蘭、搖臂座、搖臂、里程輪、電路板、電源和溫度傳感器；殼體的兩端分別有密封頭，兩密封頭的外側(cè)分別有前法蘭和后法蘭，在密封頭、前法蘭和后法蘭上對應(yīng)殼體外側(cè)的位置分別有不少于兩個的通孔，前法蘭、后法蘭和密封頭通過通孔、不少于兩個的連接螺栓和螺母固定安裝在殼體兩端。本實用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其在管道中隨傳輸流體的流動而移動，通過里程輪測距并通過溫度傳感器檢測沿線的溫度及壓力，實現(xiàn)對管道各點的溫度實時監(jiān)測并獲得較準(zhǔn)確的測量結(jié)果，尤其適用于長輸管道的管內(nèi)油溫檢測。
文檔編號F17D5/00GK201306610SQ20092014013
公開日2009年9月9日 申請日期2009年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月5日
發(fā)明者徐子莫 申請人:徐子莫