油罐數(shù)字壓力表設(shè)計(jì)探討
油罐常用U型壓力計(jì)或機(jī)械式壓力表作為壓力監(jiān)控設(shè)備，可靠性能低。立足數(shù)字儀表的深入發(fā)展，探討設(shè)計(jì)一種 用于油罐的壓力監(jiān)控儀表，可對(duì)壓力的精確測(cè)量、顯示等功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的遠(yuǎn)程監(jiān)控，有利于進(jìn)一步提高油庫管理 的信息化、自動(dòng)化水平。
在油料儲(chǔ)存過程中，為了防止油罐內(nèi)外壓差過大，特別 是負(fù)壓過大損壞油罐，油庫需要安裝u型壓力計(jì)等壓力監(jiān)控 裝置對(duì)罐內(nèi)壓力進(jìn)行監(jiān)控。目前油庫比較普遍使用的是U型 壓力計(jì)，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)， 然而，在長(zhǎng)期的使用過程中，也暴露了許多問題，是油庫不 可忽視的安全隱患。
1.油罐壓力監(jiān)控存在的主要問題
1.1 U型壓力計(jì)
U型壓力計(jì)因其簡(jiǎn)單、廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)使其在過去很長(zhǎng)一段時(shí) 間內(nèi)得到了廣泛運(yùn)用，同時(shí)，其弊端也是顯而易見和不可忽 視的。
（1）做工粗糙，影響壓力計(jì)效能的正常發(fā)揮。壓力計(jì)內(nèi) 部的U型管用普通的塑料線卡固定，固定不牢靠，很容易發(fā) 生松動(dòng)和脫落，影響正常使用。
（2）開放的U型壓力計(jì)容易導(dǎo)致指示液氧化揮發(fā)和異物侵入。
（3）密封性能差，引起連通膠管中油氣泄露。
（4）信息化程度低，無法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)油信息的自動(dòng)化。
1.2機(jī)械式微壓力檢測(cè)儀表
此類儀表近年才被研制出現(xiàn)，具有優(yōu)于U型壓力計(jì)的諸 多特點(diǎn)。
（1）外形簡(jiǎn)潔美觀。采用圓形表盤不銹鋼外殼，體積較小， 檢查維護(hù)方便。
（2）全封閉式設(shè)計(jì)。采用了金屬外殼封裝，能有效防止 灰塵等異物侵入到儀表內(nèi)部，保證儀表內(nèi)部工作環(huán)境良好。
（3）指針表盤指示壓力。該儀表通過波紋管感應(yīng)氣體壓 力驅(qū)動(dòng)指針旋轉(zhuǎn)，表盤上標(biāo)識(shí)刻度識(shí)別氣體壓力，指針位置 可以準(zhǔn)確地顯示壓力數(shù)據(jù)。
(4可進(jìn)行信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。該儀表可將波紋 管的機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)，并通過線路輸出到微機(jī)等顯示 終端，對(duì)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并可實(shí)現(xiàn)壓力報(bào)警功能。
2.油罐數(shù)字壓力表需求分析
基于對(duì)行業(yè)現(xiàn)狀的分析，可以得出結(jié)論：現(xiàn)有壓力監(jiān)控 裝置仍然不能滿足行業(yè)的需要。隨著傳感技術(shù)的發(fā)展，為研 制新的替代產(chǎn)品提供了可能。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感 受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律 變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的 傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。基于新的壓力傳感器，提出了全新的解決方案，設(shè)計(jì)一種油罐數(shù)字壓力表，該裝置滿足 如下使用要求：
1)戶外工作穩(wěn)定性好（工作壽命>6a)、精度高（最小精 確到1mmH2O)、重復(fù)性好、低溫漂；
2)鋁合金外殼，堅(jiān)固抗震，本安防爆，防水防塵；
3)具有反相保護(hù)、限流保護(hù)功能和增強(qiáng)型防雷保護(hù)功能， 適合比較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境；
4)微功耗，獨(dú)立電池供電，每組電池可3~5a連續(xù)供電， 并具有電池容量報(bào)警功能；
5)動(dòng)態(tài)位液晶數(shù)字顯示（相當(dāng)于41/2位），可以顯示壓 力數(shù)值和時(shí)間，壓力顯示值單位為Pa或mmHp ；
6)遠(yuǎn)程對(duì)壓力監(jiān)控，可通過通信電纜遠(yuǎn)程傳輸壓力信號(hào)， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離終端的壓力同步監(jiān)控；
7)可選RS485、RS232等通訊模塊；
8)可選4~20mA、0~5V、1~5V、或特殊要求的模擬信號(hào) 輸出模塊；
9)可選峰值測(cè)試功能，300~500次/s的采集速率可保證 峰值的真實(shí)性；
10)具備在線檢測(cè)功能。
3.基本工作原理
該裝置安裝于油罐上，通過壓力傳感器與油罐內(nèi)氣體空 間接觸，感應(yīng)油罐內(nèi)氣體壓力后，將壓力轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬 電信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)處理電路處理，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號(hào)，并在液晶顯示屏上顯示壓力數(shù)值，方便巡查工作人員檢 查罐內(nèi)空間壓力是否在正常范圍內(nèi)。當(dāng)負(fù)壓或正壓超過規(guī)定 數(shù)值時(shí)，裝置本身能發(fā)出聲光報(bào)警，提示現(xiàn)場(chǎng)工作人員及時(shí) 采取措施保護(hù)油罐。裝置采用了低功耗電路，可采用電池供電， 減少了電纜供電的麻煩，電池可連續(xù)工作3~5a,穩(wěn)定性良好。
4.應(yīng)用前景分析
該儀表防爆性能優(yōu)良、使用維護(hù)方便、穩(wěn)定性優(yōu)良、通 用性能好，在軍地油庫和加油站均可得到應(yīng)用，可靠性和穩(wěn) 定性等完全超越現(xiàn)有裝置，可在油料行業(yè)中進(jìn)行推廣。
1)安全防爆。根據(jù)該壓力監(jiān)控裝置所處爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的 特殊性，設(shè)計(jì)采用本質(zhì)安全型防爆，可通過管道連接安裝在 任何方便查庫人員巡檢的位置。因此一般安裝于油罐頂部，也 可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置于油罐周圍任何位置上。因此該裝置適 用于任何軍內(nèi)外油料倉庫使用環(huán)境，是保障油庫安全的利器。
2)使用維護(hù)方便。該裝置通過液晶窗口顯示壓力數(shù)值， 直接明了，測(cè)量精確，巡檢人員非常容易對(duì)油罐的壓力狀況 進(jìn)行判斷，同時(shí)能顯示當(dāng)前查庫時(shí)間，還設(shè)計(jì)了聲光報(bào)警功能， 提醒巡檢人員或遠(yuǎn)程控制終端掌握情況并及時(shí)處置。
3)穩(wěn)定性優(yōu)良。裝置使用獨(dú)立電池供電，采用微功耗電路設(shè)計(jì)，使電池連續(xù)穩(wěn)定工作時(shí)間達(dá)到1a以上，期間根本無 需進(jìn)行檢修。控制電路采用單片機(jī)電路，其本身具備的穩(wěn)定 性賦予了裝置優(yōu)良的穩(wěn)定性能，確保了裝置長(zhǎng)時(shí)間無故障工
作。
4)經(jīng)濟(jì)適用。由于該裝置的信息化、自動(dòng)化程度高，決 定了其成本必然有所提高。一旦產(chǎn)品得到推廣，產(chǎn)品形成規(guī)模 化生產(chǎn)，成本將得到大幅度降低，達(dá)到客戶滿意的程度。同時(shí)， 由于其穩(wěn)定的工作性能，一次投資多年收益，油庫安全得到 有效保證，從這個(gè)角度來說是符合經(jīng)濟(jì)適用要求的。
