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)