專利名稱:檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的壓電式壓差傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種壓電式壓差傳感器,具體涉及一種檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的壓電式壓差傳感器。
背景技術(shù):
投球清蠟是保證油田輸油管線暢通的重要技術(shù)手段。目前安裝在原油集輸站的定時自動收球裝置是通過事先設(shè)定收球頻次,來實現(xiàn)無人值守定時自動收球。該裝置不能檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的位置,未實現(xiàn)智能控制。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的壓電式壓差傳感器,能夠準確檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的位置,并將小球到達的信號以電平信號的形式傳送給自動收球裝置,作為自動收球裝置的控制信號。
為達到上述目的,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為
一種檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的壓電式壓差傳感器,包括一個端蓋16,端蓋16中心有一個通孔17,端蓋16與第一主體19固定連接,第一主體19靠近端蓋16 —側(cè)有凹槽, 凹槽內(nèi)放置電路板22,電路板22輸出信號經(jīng)過通孔17引出,第一主體19 一側(cè)有第一進液孔18,第一進液孔18與第一主體中心孔15連通,四個螺孔20均勻分布于第一主體19上, 兩個通孔21關(guān)于第一主體19對稱面對稱分布,第一密封圈7放置于第一主體中心孔15中, 第一單面覆銅電極8緊靠第一密封圈7,第一單面覆銅電極8的覆銅面與壓電圓片9相鄰, 壓電圓片9另一側(cè)放置第二單面覆銅電極10,第二單面覆銅電極10的覆銅面與壓電圓片9 相鄰,第二單面覆銅電極10緊靠第二密封圈11,第二密封圈11放置于第二主體12中心孔中,第二主體12中心孔與第二進液孔13連通,第二主體12上均勻分布有四個通孔14,通孔 14和螺孔20通過螺桿連接,對整體裝置施加預(yù)緊力,第一單面覆銅電極8和第二單面覆銅電極10連有導(dǎo)線,導(dǎo)線經(jīng)過通孔21接入電路板22。
所述電路板22的信號調(diào)理電路為第一單面覆銅電極8引出導(dǎo)線與保護二極管 Dl負極連接,第二單面覆銅電極10引出導(dǎo)線與保護二極管Dl正極相接之后接地,集成運算放大器的3管腳接電阻R3,同時與保護二極管Dl負極相連接,電阻R3另一端接地,集成運算放大器的4管腳接地,2管腳與電阻Rl相接,同時與電阻R2相連接,電阻Rl另一端接地,電阻R2另一端與集成運算放大器的1管腳相連接,集成運算放大器的8管腳與電容C3 相連接,同時接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,電容C3另一端接地,集成運算放大器的1管腳與電阻R4連接,電阻R4另一端與R7連接,同時與電容Cl相連接,電阻R7另一端與集成運算放大器的 5管腳連接,電容Cl另一端與集成運算放大器的7管腳相連接,集成運算放大器的5管腳與電容C2相連接,電容C2另一端接地,集成運算放大器的6管腳與電阻R5相連接,同時與電阻R6相連接,電阻R5另一端接地,電阻R6另一端與集成運算放大器的7管腳相接,集成運算放大器的7管腳與比較器的2管腳相接,比較器的3管腳同時與電阻R8、R9、RlO相連接,電阻R8和R9另一端相連接后接地,電阻RlO另一端接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,比較器的8管腳和電源VCC網(wǎng)絡(luò)相連接,電源網(wǎng)絡(luò)VCC通過電容C4接地,比較器的4管腳接地,1管腳與電阻Rll相連接,同時與發(fā)光二級管DSl負極相接,發(fā)光二極管DSl正極與電阻R12相接, 電阻R12的另一端接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,電阻Rll另一端接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,三口插座Jl的1 管腳與電感Ll相連接,電感Ll的另一端與電容C6的正極相連,同時與電容C5的一端相連接,并在此處引出電源網(wǎng)絡(luò)VCC,電容C6的負極與電容C5的另一端相連后接地,三口插座 J2的2管腳接地,3管腳與比較器的1管腳相連接。
所述壓電式壓差傳感器整體為圓柱形。
所述端蓋16與第一主體19通過螺紋固定連接。
本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點當(dāng)清蠟小球遠離壓電式壓差傳感器時, 壓電圓片兩端無壓差,當(dāng)清蠟小球運動到傳感器進液孔下方時,壓電圓片兩端產(chǎn)生壓差,此時壓電圓片兩端有壓差信號,此壓差信號經(jīng)集成運算放大器TLC2^52_A放大兩倍,集成運算放大器TLC2^52_B與外接電容、電阻組成二階巴特沃斯濾波器,對放大后的信號進行濾波,濾波后的信號經(jīng)由比較器IiC903D與IV電壓相比較,當(dāng)濾波信號高于IV時,比較器 LM2903D輸出低電平,當(dāng)濾波信號低于IV時,比較器UC903D輸出高電平,電平信號通過三口插座Jl的3管腳輸出,同時電平信號狀態(tài)通過發(fā)光二極管DSl顯示,此電平信號將作為自動收球裝置的控制信號,因此,本發(fā)明壓電式壓差傳感器能夠準確檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的位置,并將小球到達的信號以電平信號的形式傳送給自動收球裝置,作為自動收球裝置的控制信號。
圖1為本發(fā)明壓電式壓差傳感器機械結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明壓電式壓差傳感器原理圖。
圖3為本發(fā)明電路板信號調(diào)理電路圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明工作原理和結(jié)構(gòu)原理作進一步詳細說明。
如圖1所示,本發(fā)明一種檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的壓電式壓差傳感器,包括一個端蓋16,端蓋16中心有一個通孔17,端蓋16與第一主體19通過螺紋連接,第一主體19 靠近端蓋16 —側(cè)有圓形凹槽,凹槽內(nèi)放置電路板22,電路板22輸出信號經(jīng)過通孔17引出, 第一主體19 一側(cè)有第一進液孔18,第一進液孔18與第一主體中心孔15連通,四個螺孔20 均勻分布于第一主體19上,兩個通孔21關(guān)于第一主體19對稱面對稱分布,第一密封圈7 放置于第一主體中心孔15中,第一單面覆銅電極8緊靠第一密封圈7,第一單面覆銅電極8 的覆銅面與壓電圓片9相鄰,壓電圓片9另一側(cè)放置第二單面覆銅電極10,第二單面覆銅電極10的覆銅面與壓電圓片9相鄰,第二單面覆銅電極10緊靠第二密封圈11,第二密封圈 11放置于第二主體12中心孔中,第二主體12中心孔與第二進液孔13連通,第二主體12上均勻分布有四個通孔14,通孔14和螺孔20通過螺桿連接,對整體裝置施加預(yù)緊力,第一單面覆銅電極8和第二單面覆銅電極10連有導(dǎo)線,導(dǎo)線經(jīng)過通孔21接入電路板22。
如圖1所示,本發(fā)明一種檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的壓電式壓差傳感器,優(yōu)選的,其整體為圓柱形。
如圖2所示,清蠟球2在管道1內(nèi)運動,管道1內(nèi)液體流向如圖所示,當(dāng)清蠟球2遠離進液孔4時,電極5兩側(cè)壓力Pl和P2相等,此時壓電圓片6兩端無壓差,當(dāng)清蠟球2運動到進液孔4下方時,Pl發(fā)生變化,此時壓電圓片兩端有電壓信號輸出,此電壓信號接入電路板22,經(jīng)過信號調(diào)理電路進行放大,并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娖叫盘栞敵觥?br>
如圖3所示,所述電路板22的信號調(diào)理電路為第一單面覆銅電極8引出導(dǎo)線與保護二極管Dl負極連接,第二單面覆銅電極10引出導(dǎo)線與保護二極管Dl正極相接之后接地,集成運算放大器的3管腳接電阻R3,同時與保護二極管Dl負極相連接,電阻R3另一端接地,集成運算放大器的4管腳接地,2管腳與電阻Rl相接,同時與電阻R2相連接,電阻Rl 另一端接地,電阻R2另一端與集成運算放大器的1管腳相連接,集成運算放大器的8管腳與電容C3相連接,同時接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,電容C3另一端接地,集成運算放大器的1管腳與電阻R4連接,電阻R4另一端與R7連接,同時與電容Cl相連接,電阻R7另一端與集成運算放大器的5管腳連接,電容Cl另一端與集成運算放大器的7管腳相連接,集成運算放大器的5管腳與電容C2相連接,電容C2另一端接地,集成運算放大器的6管腳與電阻R5相連接,同時與電阻R6相連接,電阻R5另一端接地,電阻R6另一端與集成運算放大器的7管腳相接,集成運算放大器的7管腳與比較器的2管腳相接,比較器的3管腳同時與電阻R8、 R9、RlO相連接,電阻R8和R9另一端相連接后接地,電阻RlO另一端接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,比較器的8管腳和電源VCC網(wǎng)絡(luò)相連接,電源網(wǎng)絡(luò)VCC通過電容C4接地,比較器的4管腳接地,1管腳與電阻Rll相連接,同時與發(fā)光二級管DSl負極相接,發(fā)光二極管DSl正極與電阻 Rl2相接,電阻Rl2的另一端接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,電阻Rll另一端接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,三口插座Jl的1管腳與電感Ll相連接,電感Ll的另一端與電容C6的正極相連,同時與電容C5 的一端相連接,并在此處引出電源網(wǎng)絡(luò)VCC,電容C6的負極與電容C5的另一端相連后接地, 三口插座J2的2管腳接地,3管腳與比較器的1管腳相連接。
當(dāng)清蠟小球遠離壓電式壓差傳感器時,壓電圓片Yl兩端無壓差,當(dāng)清蠟小球運動到傳感器進液孔下方時,壓電圓片Yi兩端產(chǎn)生壓差,此時壓電圓片Yi兩端有壓差信號,信號調(diào)理電路以集成運算放大器TLC2262和比較器UC903D為核心,壓電圓片Yl產(chǎn)生的壓差信號經(jīng)集成運算放大器TLC2^52_A放大兩倍,集成運算放大器TLC2^52_B與外接電容、電阻組成二階巴特沃斯濾波器,對放大后的信號進行濾波,濾波后的信號經(jīng)由比較器UC903D 與IV電壓相比較,當(dāng)濾波信號高于IV時,比較器UC903D輸出低電平,當(dāng)濾波信號低于IV 時,比較器UC903D輸出高電平,電平信號通過三口插座Jl的3管腳輸出,同時電平信號狀態(tài)通過發(fā)光二極管DSl顯示。
權(quán)利要求
1.一種檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的壓電式壓差傳感器,其特征在于包括一個端蓋 (16),端蓋(16)中心有一個通孔(17),端蓋(16)與第一主體(19)固定連接,第一主體(19) 靠近端蓋(16) —側(cè)有凹槽,凹槽內(nèi)放置電路板0幻,電路板02)輸出信號經(jīng)過通孔(17) 引出,第一主體(19) 一側(cè)有第一進液孔(18),第一進液孔(18)與第一主體中心孔(15)連通,四個螺孔OO)均勻分布于第一主體(19)上,兩個通孔關(guān)于第一主體(19)對稱面對稱分布,第一密封圈(7)放置于第一主體中心孔(1 中,第一單面覆銅電極(8)緊靠第一密封圈(7),第一單面覆銅電極(8)的覆銅面與壓電圓片(9)相鄰,壓電圓片(9)另一側(cè)放置第二單面覆銅電極(10),第二單面覆銅電極(10)的覆銅面與壓電圓片(9)相鄰,第二單面覆銅電極(10)緊靠第二密封圈(11),第二密封圈(11)放置于第二主體(1 中心孔中,第二主體(1 中心孔與第二進液孔(1 連通,第二主體(1 上均勻分布有四個通孔 (14),通孔(14)和螺孔OO)通過螺桿連接,對整體裝置施加預(yù)緊力,第一單面覆銅電極(8) 和第二單面覆銅電極(10)連有導(dǎo)線,導(dǎo)線經(jīng)過通孔接入電路板02)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電式壓差傳感器,其特征在于所述電路板0 的信號調(diào)理電路為第一單面覆銅電極(8)引出導(dǎo)線與保護二極管Dl負極連接,第二單面覆銅電極 (10)引出導(dǎo)線與保護二極管Dl正極相接之后接地,集成運算放大器的3管腳接電阻R3,同時與保護二極管Dl負極相連接,電阻R3另一端接地,集成運算放大器的4管腳接地,2管腳與電阻Rl相接,同時與電阻R2相連接,電阻Rl另一端接地,電阻R2另一端與集成運算放大器的1管腳相連接,集成運算放大器的8管腳與電容C3相連接,同時接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC, 電容C3另一端接地,集成運算放大器的1管腳與電阻R4連接,電阻R4另一端與R7連接, 同時與電容Cl相連接,電阻R7另一端與集成運算放大器的5管腳連接,電容Cl另一端與集成運算放大器的7管腳相連接,集成運算放大器的5管腳與電容C2相連接,電容C2另一端接地,集成運算放大器的6管腳與電阻R5相連接,同時與電阻R6相連接,電阻R5另一端接地,電阻R6另一端與集成運算放大器的7管腳相接,集成運算放大器的7管腳與比較器的2管腳相接,比較器的3管腳同時與電阻R8、R9、R10相連接,電阻R8和R9另一端相連接后接地,電阻RlO另一端接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,比較器的8管腳和電源VCC網(wǎng)絡(luò)相連接,電源網(wǎng)絡(luò)VCC通過電容C4接地,比較器的4管腳接地,1管腳與電阻Rll相連接,同時與發(fā)光二級管DSl負極相接,發(fā)光二極管DSl正極與電阻R12相接,電阻R12的另一端接入電源網(wǎng)絡(luò) VCC,電阻Rll另一端接入電源網(wǎng)絡(luò)VCC,三口插座Jl的1管腳與電感Ll相連接,電感Ll的另一端與電容C6的正極相連,同時與電容C5的一端相連接,并在此處引出電源網(wǎng)絡(luò)VCC,電容C6的負極與電容C5的另一端相連后接地,三口插座J2的2管腳接地,3管腳與比較器的 1管腳相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電式壓差傳感器,其特征在于所述壓電式壓差傳感器整體為圓柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電式壓差傳感器,其特征在于所述端蓋(16)與第一主體(19)通過螺紋固定連接。
全文摘要
一種檢測管道內(nèi)運動清蠟小球的壓電式壓差傳感器,端蓋與第一主體連接,第一主體端蓋一側(cè)電路板輸出經(jīng)端蓋通孔引出,第一主體一側(cè)有與第一主體中心孔連通的第一進液孔,四個螺孔及兩個通孔分布于第一主體上,第一密封圈放置于主體中心孔中,和第一密封圈依次相鄰設(shè)置第一單面覆銅電極、壓電圓片、第二單面覆銅電極以及第二密封圈,第二密封圈置于第二主體中心孔中,第二主體中心孔與第二進液孔連通,第二主體上分布有四個通孔,通孔和螺孔通過螺桿連接,第一單面覆銅電極和第二單面覆銅電極連有導(dǎo)線,導(dǎo)線經(jīng)過通孔接入電路板;本發(fā)明能檢測管道內(nèi)運動清蠟小球位置,并將小球到達的信號傳送給自動收球裝置,作為自動收球裝置的控制信號。
文檔編號B08B13/00GK102506681SQ201110380568
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者馮勃, 安增勇, 徐明龍, 王戰(zhàn) 申請人:西安交通大學(xué)