一种套管油位超声波检测装置的制作方法

1.本发明涉及电力系统自动监测技术领域，特别涉及一种套管油位超声波检测装置。


背景技术：

2.现阶段变电站内pt、ct、套管等的油位检查工作是通过运维人员观察套管顶端的油位视窗来进行。而由于以下原因，油位无法视觉观测：1、油位视窗老化、脏污等原因导致视窗模糊；2、油位视窗满油位或空油位，整个油位视窗颜色一致，无法判断；
3.所以设计一种套管油位超声波检测装置是很有必要的。
4.现有专利中，最接近的现有技术是，申请号为cn201510670789.6，名称为压缩机油位检测装置、空调系统及压缩机油位检测方法的专利，其公开了压缩机油位检测装置包括：用于与所述压缩机(1)的油池连通的油位检测管(8)，所述油位检测管(8)用于与所述压缩机(1)的油池的连接部位为需要检测油位的位置；设置于所述油位检测管(8)上的第一测温装置(10)、节流装置(11)及第二测温装置(12)，所述节流装置(11)位于所述第一测温装置 (10)及所述第二测温装置(12)之间；位于所述油位检测管(8)上的开关阀(9)；该专利结构复杂，需要连接许多外部设备，不适合结构紧凑的变电站内套管油位的监测，不完善；
5.还有一个申请号为cn201721296285.3，名称为管路油位检测装置及滤油机的专利；该专利公开了包括油位检测容器、过渡管和油位传感器，油位检测容器设置有与其内部连通的进油口，过渡管上设置有出油口、过渡口和过渡孔，出油口与过渡口位于过渡管的两端，过渡孔位于过渡管的侧壁上，过渡管设置于油位检测容器上并连通油位检测容器的内部与外部，过渡孔与过渡口在油位检测容器内，过渡口高度在油位传感器高度以上，过渡孔高度小于油位传感器高度，当油品油量较少时，油品经过渡孔流出，当油品油量较多时，油品经过渡口与过渡孔流出；该专利结构复杂，需要连接许多外部设备，不适合结构紧凑的变电站内套管油位的监测，不完善。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是提供一种套管油位超声波检测装置，将采用手持式超声波液位计，方便快捷的进行液位测量。
7.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
8.一种套管油位超声波检测装置，包括伸缩杆总成以及与所述伸缩杆总成的一端固定连接的超声波液位计。
9.进一步的，所述伸缩杆总成包括第一连接杆、与所述第一连接杆滑动连接的第二连接杆以及与所述第二连接杆滑动连接的第三连接杆；所述第三连接杆与所述超声波液位计信号连接；所述第一连接杆与所述第二连接杆之间、所述第二连接杆与所述第三连接杆之间均设有卡接装置。
10.进一步的，所述第一连接杆设有第一键槽，所述第二连接杆上设有第一连接键；所
述第一连接键与所述第一键槽滑动连接。
11.进一步的，所述第二连接杆上设有第二键槽，所述第三连接杆上设有第二连接键；所述第二连接键与所述第二键槽滑动连接。
12.进一步的，所述卡接装置包括与所述第一连接杆转动连接的偏心轮；所述偏心轮与所述第一连接键抵接。
13.进一步的，还包括与所述第一连接杆固定连接的支架以及与所述支架固定连接的固定轴；所述偏心轮与所述固定轴转动连接。
14.进一步的，所述偏心轮上设有手柄。
15.进一步的，还包括设在所述支架对面的第二支架；所述固定轴分别与所述第二支架以及所述支架固定连接。
16.进一步的，还包括控制器。
17.进一步的，所述控制器为plc控制器，所述plc控制器与所述超声波液位计信号连接。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1.通过设置的伸缩杆总成以及超声波液位仪；可以方便的对
20.2.通过设置的卡接装置，卡接装置包括与所述第一连接杆转动连接的偏心轮；所述偏心轮与所述第一连接键抵接；还包括与所述第一连接杆固定连接的支架以及与所述支架固定连接的固定轴；所述偏心轮与所述固定轴转动连接；调整各个连接杆的长度，尺寸合适后用偏心轮锁紧，避免松动；
21.3.通过设置的所述偏心轮上设有手柄，可以减轻锁紧时用力，方便快捷；
22.4.通过设置的键槽以及连接键，可以避免连接杆任意转动，保证测量液位时，超声波液位仪的方向不会改变，造成测量不准的问题；
23.4.使用本装置，可提高业务熟练工作人员的工作效率，帮助业务不熟练人员合格完成工作，油位视窗因模糊不清等原因而无法查看pt、ct、套管油位时，使用该仪器准备快速检测油位位置；大大提高pt、ct、套管油位检测准确率；填补了该领域的空白，开创了以现代科技手段实现检查目的的先河。
附图说明
24.图1为本发明的结构示意立体图；
25.图2为图1的a处剖视图；
26.图3为第一连接杆的截面图；
27.图4为第二连接杆的截面图；
28.图5为第三连接杆的截面图。
29.图中标号说明：
30.1-第一连接杆、10-第一方孔、11-第一键槽；
31.2-卡接装置、20-支架、21-偏心轮、22-固定轴、23手柄；
32.3-第二连接杆、30-第二键槽、31-第一连接键；32-第二方孔；
33.4-第三连接杆、40-第二连接键；
34.5-超声波液位计。
具体实施方式
35.首先需要说明的是，本发明任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供。因此，其它实施例也在相应权利要求项的保护范围之内。
36.另外，下面描述中的附图仅为本发明的较佳实施例而已，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外这些实施例并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
37.此外，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
38.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
39.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
40.在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于装置本身或相应子部件的主视图所示的坐标体系而形成的方位或位置关系，且在论述到其他方向视图时，该套坐标体系不会随之转动。此外对于杆状或长条状部件而言，“前端”与“头部”是相同意思的名词，而“后端”与“尾端”、“末端”等名词是相同的意思。而上述方位名词仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反或特定说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；另外关于方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
41.此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方
位)，并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。
42.另外需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，尤其不存在“主要、次要”或排列顺序上的特定含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
44.实施例1
45.如图1-5所示：
46.本实施例详细对一种套管油位超声波检测装置，进行介绍，
47.一种套管油位超声波检测装置包括伸缩杆总成以及与所述伸缩杆总成的一端固定连接的超声波液位计5。所述伸缩杆总成采用绝缘材料制成，本技术采用电工木，该种材料绝缘良好广泛应用于电力设备的绝缘。
48.所述伸缩杆总成包括第一连接杆1、与所述第一连接杆1滑动连接的第二连接杆3以及与所述第二连接杆3滑动连接的第三连接杆4；所述第三连接杆4与所述超声波液位计 5信号连接；所述第一连接杆1与所述第二连接杆3之间、所述第二连接杆3与所述第三连接杆4之间均设有卡接装置2。
49.所述第一连接杆1设有第一键槽11，所述第二连接杆3上设有第一连接键31；所述第一连接键31与所述第一键槽11滑动连接。
50.所述第二连接杆3上设有第二键槽30，所述第三连接杆4上设有第二连接键40；所述第二连接键40与所述第二键槽30滑动连接。
51.所述卡接装置2包括与所述第一连接杆1转动连接的偏心轮21；所述偏心轮与所述第一连接键31抵接。第一连接杆1上设有第一方孔10；偏心轮21穿过方孔10与第一连接键31的顶面抵接；
52.第二连接杆3上设有第二方孔32；偏心轮21穿过第二方孔32与第二连接键40的顶面抵接；
53.还包括与所述第一连接杆1固定连接的支架20以及与所述支架20固定连接的固定轴 22；所述偏心轮21与所述固定轴22转动连接。
54.所述偏心轮21上设有手柄23。
55.超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表。在测量中超声波脉冲由传感器(换能器)发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收，通过压电晶体转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。由于采用非接触的测量，被测介质几乎不受限制，可广泛用于各种液体和固体物料高度的测量
56.超声波液位计是测量液体高度、罐体高度、物料位置的监测仪表。仪表本身可采用二线制、三线制或四线制技术，二线制为：供电与信号输出共用；三线制为：供电回路和信号输出回路独立，当采用直流24v供电时，可使用一根3芯电缆线，供电负端和信号输出负端共用一根芯线；四线制为：当采用交流220v供电时，或者当采用直流24v供电，要求供电回路与信号输出回路完全隔离时，应使用一根4芯电缆线。直流或交流供电，具有 4～20madc，高低位开关量输出；
57.量程范围：0-60米，多种形式可选，适合各种腐蚀性、化工类场合，精度高，远传信
号输出，plc系统监控。
58.超声波液位计由三部分组成：超声波换能器(探头)、驱动电路(模块)、电子液晶显示模块
59.超声波液位计工作原理是由超声波换能器(探头)发出高频脉冲声波遇到被测物位(物料)表面被反射折回反射回波被换能器接收转换成电信号.声波的传播时间与声波的发出到物体表面的距离成正比.声波传输距离s与声速c和声传输时间t的关系可用公式表示： s＝c
×
t/2.
60.由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值。这个区域称为测量盲区。盲区的大小与超声波物位计的型号有关。
61.探头部分发射出超声波，超声波遇到与空气密度相差较大的介质会行成反射，反射波被探头部分再接收，探头到液(物)面的距离和超声波经过的时间成比例：
62.距离[m]＝时间
×
声速/2[m]；
[0063]
声速的温度补偿公式：环境声速＝331.5 0.6
×
温度；
[0064]
有泡沫的液体/固体；
[0065]
周围有强电压，强电流，强电磁干扰，尽量避免高电压，高电流及强电磁干扰、大风和太阳直晒、强震动、挥发性强的液体和有大量水蒸气的现场、易结晶液体；
[0066]
遇到以上现场环境要慎重选择使用，测量的数值精度会下降，数据可能会不稳定，一般不建议使用超声波液位计测量；
[0067]
自动功率调整、增益控制、温度补偿。
[0068]
物理密封型探头，ip68防护等级，不会进水，提升使用寿命。
[0069]
特殊回波处理技术，现场出现故障可供排查故障原因，维护方便。
[0070]
具有干扰回波的抑止功能保证测量数据的真实，抗干扰能力强。
[0071]
多种输出形式：可编程继电器输出、高精度4-20ma电流输出、rs-485、rs-232数字通信输出、无线gprs输出等。
[0072]
价格低，体积小，重量轻，可用于食品，化工，半导体等行业对液体和散装固体非接解式物位测量，可用于远程物位监控和泵的控制。
[0073]
安装原理，
[0074]
安装超声波液位计时必须考虑超声波液位计的盲区问题。当液位进入盲区后，超声波液位计就无法测量液位了，所以在确定超声波液位计的量程时，必须留出50公分的余量，安装时，探头必须高出最高液位50公分左右。这样才能保证对液位的准确监测及保证超声波液位计的安全。
[0075]
在实际使用中，因为安装时考虑不周，液位计被水完全淹没，致使液位计完全损坏，所以要考虑被测液体的最高液位值。
[0076]
机械安装时应注意：安装应垂直于测试物表面，避免用于测量泡沫性质物体，避免安装于距测量物体表面距离小于盲区距离(盲区：每台产品会有一个标准，随产品得知)，应考虑束避开阻挡物质不与灌口和容器壁相遇，检测大块固体物应调整探头方位，减少测量误差
[0077]
应用领域
[0078]
水及污水处理：泵房、集水井、生化反应池、沉淀池等。
[0079]
电力、矿山：灰浆池、煤浆池、水处理等。
[0080]
性能特点
[0081]
具有抗干扰性强。可任意设置上下限节点及在线输出调节，并带有现场显示，可选择模拟量，开关量及rs485输出，方便的与相关设施接口。
[0082]
采用聚丙烯防水外壳。壳体小巧且相当坚固，具有优良的耐化学品性，对于无机化合物，不论酸、碱、盐溶液，除强氧化性物料外，几乎都对其无破坏作用，对几乎所有溶剂在室温下均不溶解，一般烷、烃、醇、酚、醛、酮类等介质上均可使用
[0083]
技术参数
[0084][0085]
常见故障问题，
[0086]
出现故障指示灯常亮的情况主要有以下两种,解决方案如下供参考:
[0087]
1.在超声波持续零液位时,顶部灯亮,输出电流为22ma。而且隔一段时间后恢复液位时, 故障不能自动解除,需关电重启后正常,给客户带来不必要的麻烦甚至损失。
[0088]
出现这种故障是安装附件的选择问题。由于超声波液位计是全球0度发射,优点上面也介绍了。它的另外一个与众不同的特点是,超声波的发射除了平面头外,在螺纹这里也是有发射的。如果持续的零位,再加上安装件选用金属支架。超声波液位计就会识别到支架部分的信号强度大于平面头接收的信号强度。而金属支架部分与发射波之间处于盲区距离。所以超声波处于保护状态,故障灯常亮,输出22ma。解决的办法就是选用非金属支架。因为选用非金属支架后,螺纹处的发射波能穿透出去,而零点液位的回波信号绝对会大于螺纹处的回波信号。
[0089]
2.经调试与重新编程后,顶部故障灯常亮,输出电流为22ma。出现这种故障情况,经实际查证,还是在编程与调试过程中,未能按照说明书要求。造成的程序紊乱而自保状态。客户在调试编程超声波液位计时,未能等到指示灯正常闪动,或则编程方法步骤根本不对,处于不稳定的编程调试。如果多次反复未依要求编程调试,超声波液位计将拒绝工作而
自保。出现这种故障的解决方法是先将超声波液位计按要求复位,再进行重新编程。如果在未复位的情况下多次再编程,会出现以上故障。
[0090]
本装置的工作过程如下：
[0091]
松开卡接装置2的偏心轮21，将第二连接杆3从第一连接杆1内拉出，从第二连接杆 3内把第三连接杆4拉出，用偏心轮21分别锁紧，开启超声波液位仪5，将超声波液位仪 5对准需要检测液位的变压器附件，进行测量，并纪录数据；判断油位是否合适。
[0092]
实施例2
[0093]
本实施例与实施例1结构基本相同，
[0094]
相同之处在于，一种套管油位超声波检测装置包括伸缩杆总成以及与所述伸缩杆总成的一端固定连接的超声波液位计5。
[0095]
所述伸缩杆总成包括第一连接杆1、与所述第一连接杆1滑动连接的第二连接杆3以及与所述第二连接杆3滑动连接的第三连接杆4；所述第三连接杆4与所述超声波液位计 5信号连接；所述第一连接杆1与所述第二连接杆3之间、所述第二连接杆3与所述第三连接杆4之间均设有卡接装置2。
[0096]
所述第一连接杆1设有第一键槽11，所述第二连接杆3上设有第一连接键31；所述第一连接键31与所述第一键槽11滑动连接。
[0097]
所述第二连接杆3上设有第二键槽30，所述第三连接杆4上设有第二连接键40；所述第二连接键40与所述第二键槽30滑动连接。
[0098]
所述卡接装置2包括与所述第一连接杆1转动连接的偏心轮21；所述偏心轮与所述第一连接键31抵接。
[0099]
还包括与所述第一连接杆1固定连接的支架20以及与所述支架20固定连接的固定轴 22；所述偏心轮21与所述固定轴22转动连接。
[0100]
所述偏心轮21上设有手柄23。
[0101]
不同之处在于，
[0102]
还包括控制器。
[0103]
所述控制器为plc控制器，所述plc控制器与所述超声波液位计5信号连接。采用plc 控制器，可以将采集的液位信息进行储存，便于以后分析。
[0104]
所述控制器采用西门子s7-200微型控制器，具有处理速度0.8～1.2ms；存贮器2k；数字量248点；模拟量35路；
[0105]
能够进行编程，plc系统的各个组成部分按功能分成若干个模块，如cpu模块、输入模块、输出模块、电源模块等等。其中各模块功能比较单一，模块的种类却日趋丰富。比如，一些可编程序控制器，除了－些基本的i/o模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、pid控制模块、通讯模块等等。
[0106]
本实施例与实施例1工作原理基本相同，就不在赘述。
[0107]
实施例3
[0108]
本实施例与实施例1结构基本相同，
[0109]
相同之处在于，一种套管油位超声波检测装置包括伸缩杆总成以及与所述伸缩杆总成的一端固定连接的超声波液位计5。
[0110]
所述伸缩杆总成包括第一连接杆1、与所述第一连接杆1滑动连接的第二连接杆3
以及与所述第二连接杆3滑动连接的第三连接杆4；所述第三连接杆4与所述超声波液位计 5信号连接；所述第一连接杆1与所述第二连接杆3之间、所述第二连接杆3与所述第三连接杆4之间均设有卡接装置2。
[0111]
所述第一连接杆1设有第一键槽11，所述第二连接杆3上设有第一连接键31；所述第一连接键31与所述第一键槽11滑动连接。
[0112]
所述第二连接杆3上设有第二键槽30，所述第三连接杆4上设有第二连接键40；所述第二连接键40与所述第二键槽30滑动连接。
[0113]
所述卡接装置2包括与所述第一连接杆1转动连接的偏心轮21；所述偏心轮与所述第一连接键31抵接。
[0114]
还包括与所述第一连接杆1固定连接的支架20以及与所述支架20固定连接的固定轴 22；所述偏心轮21与所述固定轴22转动连接。
[0115]
所述偏心轮21上设有手柄23。
[0116]
不同之处在于，还包括设在所述支架20对面的第二支架；所述固定轴22分别与所述第二支架以及所述支架固定连接。
[0117]
采用两个支架来固定连接固定轴22，比一个支架固定要稳固。
[0118]
本实施例与实施例1工作原理基本相同，就不在赘述。
[0119]
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。目前，本技术的技术方案已经采用实施例1的最佳实施方式，已经进行了中试，即产品在大规模量产前的小规模实验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已经着手准备产品正式投产进行产业化；以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。