一种量油尺、及用于量油尺的控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于量油尺的控制系统，包括：直流电机，其用于在驱动信号的控制下带动尺砣进行收放动作；电机控制装置，其用于获取输入指令，基于直流电机的最大转速阈值，利用PWM控制技术，生成用于控制电机按照输入指令对应的目标需求和/或在最大转速的限制下进行运转的驱动信号，其中，输入指令选自正转、反转、急停、加速和减速中的一种。本发明专利技术减少了人员检尺操作产生的误差，提高了下尺速度可控性和准确性，减少安全隐患。减少安全隐患。减少安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种量油尺、及用于量油尺的控制系统


[0001]本专利技术涉及石油计量
，尤其是涉及一种量油尺、及用于量油尺的控制系统。

技术介绍

[0002]在国内外原油贸易计量
中，常用计量方法有两种，即静态计量和动态计量。目前，铁路槽车、汽车槽车等大部分采用静态计量。静态计量是用通过检定，确定出储存和运输原油的容器，测量出原油的体积量，从容器内取得有代表性的原油样品，测量需要的原油质量数和原油的含水率。其中，量油尺作为静态计量主要工具，具有如下要求：1)尺带不许扭折、弯曲和锒接；2)刻度线、数字线应清晰；3)尺砣尖部无损坏；4)使用量油尺前应校对零点，并检查尺砣与挂钩是否连接牢固；5)有检定周期内的修正值表。
[0003]静态计量，是采用人工量油尺测取容器内所盛原油的液位高度，查取容器的容量表，确定出对应液位高度的原油体积量，然后，进行原油的温度、压力修成计算，确定毛重并扣除含水，计算出原油的净质量。
[0004]在现有技术中，对于原油液位高度测量的实施方法，多采用人工方式使用量油尺来测量罐内的液位高度，静态计量时，量油尺根据油品密度选择尺砣，测量低粘度油品的使用轻型尺砣(0.7kg)的量油尺，测量高黏度油品应使用带有重型尺砣(1.6kg)的量油尺，用测深量油尺测量时下尺速度控制在1.0m/s以内。进一步，油品的交接方式采用大罐交接，因此，量油尺测量准确程度至关重要。
[0005]由于人工方式使用量油尺进行液位深度测量，常会出现人员检尺操作易产生误差、下尺的速度由检尺人员操作习惯有关而使得下尺速度可控性差、以及下尺和收尺时需要操作人员收放量油尺而效率低下等问题，因此，现有技术需要设计一种能够快速、有效的进行原油液位计量的量油尺，提高传统人工测量的准确性。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于量油尺的控制系统，所述控制系统，包括：直流电机，其用于在驱动信号的控制下带动尺砣进行收放动作；电机控制装置，其用于获取输入指令，基于所述直流电机的最大转速阈值，利用PWM控制技术，生成用于控制电机按照所述输入指令对应的目标需求和/或在所述最大转速的限制下进行运转的所述驱动信号，其中，所述输入指令选自正转、反转、急停、加速和减速中的一种。
[0007]优选地，所述控制系统，还包括：距离测量装置，其用于产生激光参考信号并将该信号向所述尺砣的顶部面进行垂向发射，以及接收反射的激光接收信号，根据所述激光参考信号与所述激光接收信号的相位差比对结果，计算当前量油尺的下尺距离。
[0008]优选地，所述电机控制装置，包括：输入模块，其用于获取所述输入指令；调速模块，其用于接收并识别所述输入指令，确定当前控制需求，根据所述当前控制需求、前一电机控制周期内所述直流电机的转速和所述最大转速阈值，计算当前电机控制周期内所述直
流电机的控制转速，并生成当前控制转速对应的PWM控制信号；驱动模块，其用于在所述PWM控制信号的驱动下，控制所述直流电机按照所述控制转速运转。
[0009]优选地，所述距离测量装置，包括：测量控制模块，其用于对所述激光参考信号的产生进行控制，以及将第一方波信号和第二方波信号进行对比，利用RS触发器鉴相计数原理，计算所述方波信号的相位差，进一步得到所述下尺距离；参考信号生成模块，其用于在所述测量控制模块的作用下产生所述激光参考信号，并基于所述激光参考信号，生成用于向尺砣顶部平面发射的测量发射信号；信号接收模块，其用于对接收到的所述激光接收信号进行调理，并分别将所述激光参考信号和所述激光接收信号转换为对应的所述第一方波信号和所述第二方波信号。
[0010]优选地，所述参考信号生成模块，包括：第一信号发生单元，其与所述测量控制模块连接，用于在所述测量控制模块的控制下，产生含有第一频率信息的第一正弦信号，第二信号发生单元，其与所述测量控制模块连接，用于在所述测量控制模块的控制下，产生含有第二频率信息的第二正弦信号，其中，所述第一频率与所述第二频率的差值绝对值小于预设的第一阈值；调制发射单元，其与所述第一信号发生单元的输出端连接，用于将所述第一正弦信号进行幅度调制，得到所述测量发射信号。
[0011]优选地，所述信号接收模块，包括：信号调理单元，其具备反射信号接收器、光电转换器和滤波放大电路，所述信号调理单元用于将接收到的所述激光接收信号依次进行电信号转换、和滤波放大处理，得到接收调理信号；第一方波生成单元，其具备第一混频电路和第一整形电路，所述第一混频电路用于将所述第一正弦信号和所述第二正弦信号进行降频混频处理，得到第一待整形信号，所述第一整形电路用于将所述第一待整形信号进行过零整形处理，得到所述第一方波信号；第二方波生成单元，其具备第二混频电路和第二整形电路，所述第二混频电路用于将所述第二正弦信号和所述接收调理信号进行降频混频处理，得到第二待整形信号，所述第二整形电路用于将所述第二待整形信号进行过零整形处理，得到所述第二方波信号。
[0012]优选地，所述控制系统，还包括：显示装置，其用于对所述下尺距离和所述收放速度进行显示，进一步，所述距离测量装置安装于尺砣上方，所述距离测量装置的激光发射面所发射的激光垂直投射于尺砣上表面；所述直流电机设置于防爆保护壳内，所述防爆保护壳设置于量油尺托架的侧面端。
[0013]优选地，所述信号接收模块内的反射信号接收器为凸透镜，所述凸透镜在其接收面处镀有λ/4膜，其中，λ表示激光信号的波长；所述控制系统的电源输入端设置有线性稳压器。
[0014]优选地，在量油尺的收放控制过程中，新输入的所述输入指令具有最高响应优先级。
[0015]另一方面，本专利技术还提出了一种量油尺，所述量油尺包括如上述所述的控制系统来实现对容器内原油液位高度的测量。
[0016]与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
[0017]本专利技术提出了一种量油尺、及用于量油尺的控制系统。该控制系统及量油尺能够应用于需要动态计量交接的相关场合，通过设置用于控制量油尺内的尺砣及尺带收放动作
的直流电机、用于对电机转速进行可控调节的电机控制装置、以及用于测量实际下尺距离的距离测量装置。本专利技术减少了人员检尺操作产生的误差，并且提高了下尺速度可控性和准确性，通过对量油尺下尺速度的控制，实现了自动收放尺功能，从而减轻作业操作人员的劳动强度，提高准确度，测量更准确的同时避免产生静电减少安全隐患。
[0018]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0019]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0020]图1是本申请实施例的用于量油尺的控制系统的整体结构示意图。
[0021]图2是本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于量油尺的控制系统，其特征在于，所述控制系统，包括：直流电机，其用于在驱动信号的控制下带动尺砣进行收放动作；电机控制装置，其用于获取输入指令，基于所述直流电机的最大转速阈值，利用PWM控制技术，生成用于控制电机按照所述输入指令对应的目标需求和/或在所述最大转速的限制下进行运转的所述驱动信号，其中，所述输入指令选自正转、反转、急停、加速和减速中的一种。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统，还包括：距离测量装置，其用于产生激光参考信号并将该信号向所述尺砣的顶部面进行垂向发射，以及接收反射的激光接收信号，根据所述激光参考信号与所述激光接收信号的相位差比对结果，计算当前量油尺的下尺距离。3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于，所述电机控制装置，包括：输入模块，其用于获取所述输入指令；调速模块，其用于接收并识别所述输入指令，确定当前控制需求，根据所述当前控制需求、前一电机控制周期内所述直流电机的转速和所述最大转速阈值，计算当前电机控制周期内所述直流电机的控制转速，并生成当前控制转速对应的PWM控制信号；驱动模块，其用于在所述PWM控制信号的驱动下，控制所述直流电机按照所述控制转速运转。4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述距离测量装置，包括：测量控制模块，其用于对所述激光参考信号的产生进行控制，以及将第一方波信号和第二方波信号进行对比，利用RS触发器鉴相计数原理，计算所述方波信号的相位差，进一步得到所述下尺距离；参考信号生成模块，其用于在所述测量控制模块的作用下产生所述激光参考信号，并基于所述激光参考信号，生成用于向尺砣顶部平面发射的测量发射信号；信号接收模块，其用于对接收到的所述激光接收信号进行调理，并分别将所述激光参考信号和所述激光接收信号转换为对应的所述第一方波信号和所述第二方波信号。5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述参考信号生成模块，包括：第一信号发生单元，其与所述测量控制模块连接，用于在所述测量控制模块的控制下，产生含有第一频率信息的第一正弦信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽丽，王营，胡康，孟丽双，段余龙，曹刚，高飞，唐海飞，雷高云，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，
类型：发明
国别省市：