乳化改性沥青液位超声波监控系统.pdf

第一届鲁粤路桥机械化施工养护与管理研讨会论文集 乳化改性沥青液位超声波监控系统 车干 朝阳轷飞高科自动化技术研究所 摘要 本文介绍的超声液位检测系统是在罐外从罐底部发射超声脉冲，利用脉冲反射时差法测 量液位，实现了真正的非接触式测量，从根本上解决了乳化沥青、改性沥青浮球失效的问题；并且，该 系统还利用gS-485网络，实现了对多个贮罐液位的远程集中监测。 关键词超声 非接触乳化改性液位测量 1引言 头安装在贮罐底部，位于罐壁外。从探头发出的超声 波脉冲，穿透贮罐罐壁，在液体介质内继续传播到液 乳化改性沥青生产过程中需多个沥青罐，分布在 面，经液面反射后再通过液体介质、罐壁，返回到超声 两个不同的部位，沥青罐原有的浮球式液位计，在长 波探头被接收；测出超声波脉冲在沥青乳液中往返所需 期的使用后，因发生腐蚀或粘住而失效，无法正确指 的时间，根据介质中的声速，就可以计算出从传感器 示液位。需要采用一种新的液位检测装置，来解决沥 到液面之间的距离，从而确定液面的高度。 青罐的液位检测问题。 设贮罐内液位高度为H，贮罐壁厚为L，超声波在 针对该问题，我们设计了乳化改性沥青液位超声 液体介质中的声速为C，，在罐壁材料中的声速为C，，测 波检测系统。它利用超声波脉冲反射时差法来实现对 得的超声波从离开探头到返回探头所经历的时间为t， 各个罐的液位检测，将分布检测到的液位数据通过 则贮罐内液位高度可由下式计算得出： RS485总线联网传送给主机，由主机集中处理显示。系 统采用非接触的检测方式，超声波探头安装在罐外，不 L 一(1)。(1’ H：—}c。t—下Ci H。Tc-‘一百L 和沥青材料及水蒸汽接触，从根本上解决了液位计腐 蚀失效的问题，并实现了对液位的分布检测问题，在 、3系统的总体设计 乳化改性沥青等领域的罐体液位检测上，有着广泛的 应用前景。 系统由主机和多个超声探头组成，主机是以 89C52为核心的单片机，置于控制室内；探头是以ADp C8 2非接触式 12为核心的单片机，安装在罐的现场。主机和探头 超声波液 间通过较长的四芯电缆连接，两芯为主机和探头间的 位测量方 通信线路，使用RS-485通信协议通信；另两芯为主机向 案 探头供电的供电线路，使探头不必从检测现场取电，既 有利于安全，又方便了安装使用。 如图1所 探头在现场不断地发射超声脉冲，检测超声脉冲 示，超声波探 在乳液中往返的时间；探头也在现场检测贮罐的温度， 148 第一届鲁粤路桥机械化施工养护与管理研讨会论文集 以便计算液位时对声速进行温度补偿。主机巡回同各 冲的传输时间，采集ADC口的温度信号(供声速补偿 个探头进行通信，命令探头将采集到的时间、温度数