一种柜位柜容测量仪的制作方法

1.本实用新型涉及煤气柜的内部组件位置及容积检测测量配套器材技术领域，特别涉及一种柜位柜容测量仪。


背景技术：

2.目前，行业内测量煤气柜的柜位柜容多采用非接触式激光脉冲柜位柜容检测仪。
3.常规的非接触式激光脉冲柜位柜容检测仪具体操作时，是通过接收柜位柜容检测仪发射到煤气柜内部气囊顶部平台的安装板面后反射回来的脉冲波，得到脉冲波到达气囊顶部平台的安装板面并反射回来到达柜位柜容检测仪的时间，并进一步根据脉冲波在空气中的传播速度及相关公式计算得出柜位柜容检测仪到气囊顶部平台的安装板面的距离，进而据此得出柜顶到气囊顶部的空高距离。
4.然而，实际操作应用时，通常气囊顶部平台的安装板位置会随着气囊的气浮而发生变化，这种变化使柜位柜容检测仪无法准确地与气囊顶部的安装板面实施对位配合，致使其无法稳定准确地接收到安装板面处反馈的脉冲信号，导致柜位柜容检测仪无法准确检测到气囊的升降，从而会引发煤气柜内的t挡板等相关部件与柜壁发生碰撞，导致煤气泄漏，产生事故。
5.由此可见，如何提供一种柜位柜容测量仪，使其能够准确稳定地检测煤气柜内气囊的浮动变化，保证对柜位柜容数据的准确测量是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种柜位柜容测量仪，该柜位柜容测量仪能够能够准确稳定地检测煤气柜内气囊的浮动变化，保证对柜位柜容数据的准确测量。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种柜位柜容测量仪，包括固定设置于煤气柜顶部的基座，所述基座的顶部设置有检测组件，所述检测组件与所述基座之间连接有万向调节组件；
8.所述检测组件包括防护壳及位于所述防护壳内的激光源模块，所述激光源模块能够发射和接收激光信号，所述激光源模块发出的激光线依次穿过所述防护壳、所述基座及煤气柜的柜体而射入煤气柜的内部；
9.所述检测组件还包括设置于所述防护壳内的信号端子，所述信号端子的一端与所述激光源模块信号连接，另一端与外部的plc控制室信号连接。
10.优选地，所述万向调节组件包括至少三个对位连接于所述防护壳与所述基座之间的螺杆，所述螺杆上一一对应地同轴套设有压簧，所述压簧的两端分别与所述防护壳的底端外壁及所述基座的顶端外壁相抵，所述螺杆的顶端螺纹连接有与所述防护壳联动的调节螺母；
11.所述基座及所述防护壳均为轴线沿竖直方向延伸的圆管件，且所述基座与所述防
护壳同轴对位布置，各所述螺杆沿所述基座的周向等距均布。
12.优选地，所述基座的顶端外周部设置有接口法兰，所述防护壳的底端外周部设置有与所述接口法兰对位配合的环状连接板，所述螺杆的底端固定设置于所述接口法兰上，且所述螺杆的顶端自下而上贯穿并伸出于所述环状连接板，所述调节螺母螺纹连接于所述螺杆的伸出端，所述压簧嵌装于所述环状连接板与所述接口法兰之间。
13.优选地，所述防护壳的内部设置有防尘透光组件，所述防尘透光组件包括对位布置于所述防护壳的底端管口处的环形挡板以及沿所述防护壳的轴向向上凸出设置于所述环形挡板内侧壁上的环形支撑台；
14.所述防尘透光组件还包括对位布置于所述激光源的发射端与所述防护壳的底端管口之间的压环和透光板，所述压环将所述透光板对位压紧连接于所述环形支撑台的内端部，且所述环形支撑台的内端边沿部与所述透光板的底部外壁紧密贴合。
15.优选地，所述透光板的底部外壁与水平面之间具有非零夹角。
16.优选地，所述透光板的底部外壁与水平面之间的夹角为15
°
。
17.优选地，所述防护壳的顶端对位封装有防护盖，所述防护壳的中部沿垂直于其轴线的方向设置有隔板，所述隔板将所述防护壳的内腔分隔为信号腔和感应腔，所述信号腔位于所述防护盖与所述隔板之间，所述感应腔位于所述隔板与所述防护壳的底端管口之间；
18.所述激光源模块位于所述感应腔内，所述信号端子设置于所述隔板上，所述信号端子上与所述激光源模块信号连接的一端伸入所述感应腔内，且所述信号端子上与外部的plc控制室信号连接的一端伸入所述信号腔内。
19.优选地，所述感应腔内沿所述防护壳的轴向设置有支撑板，所述支撑板的一端连接于所述隔板上，且所述激光源模块安装于所述支撑板上。
20.优选地，所述隔板朝向所述感应腔的一侧外壁上拆装连接有限位卡环，所述限位卡环与所述隔板同轴布置，所述限位卡环上具有与所述支撑板的连接端对位卡接的限位缺口，所述限位缺口的两端部分别与所述支撑板的两侧外壁相抵。
21.相对上述背景技术，本实用新型所提供的柜位柜容测量仪，其装配连接及操作使用过程中，若煤气柜内的活塞板因气囊的气浮而发生位置改变，导致位于活塞板上的激光反射板位置变化，则可以通过万向调节组件调整检测组件的朝向，以此保证激光源模块与激光反射板能够稳定对位，保持激光信号的稳定传输和反馈接收，以此保证所述柜位柜容测量仪依然能够准确稳定地测量煤气柜的柜位柜容数据，不受气囊位置变化的影响。
22.在本实用新型的另一优选方案中，所述万向调节组件包括至少三个对位连接于所述防护壳与所述基座之间的螺杆，所述螺杆上一一对应地同轴套设有压簧，所述压簧的两端分别与所述防护壳的底端外壁及所述基座的顶端外壁相抵，所述螺杆的顶端螺纹连接有与所述防护壳联动的调节螺母；所述基座及所述防护壳均为轴线沿竖直方向延伸的圆管件，且所述基座与所述防护壳同轴对位布置，各所述螺杆沿所述基座的周向等距均布。实际操作时，若因煤气柜内气囊位置变化而需对检测组件的位置进行调整，以便保证激光源模块与激光反射板的准确对位时，可以旋拧相应的调节螺母，以调整对应的螺杆位于防护壳与基座之间的有效长度，以此压紧或放松对应的压簧，从而通过各螺杆的有效长度的协同调整，达到对防护壳底端管口朝向的调整，并由此实现对激光源模块发出的激光路径的调“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.请结合参考图1至图5。
38.在具体实施方式中，本实用新型所提供的柜位柜容测量仪，包括固定设置于煤气柜顶部的基座11，基座11的顶部设置有检测组件，检测组件与基座11之间连接有万向调节组件；
39.检测组件包括防护壳12及位于防护壳12内的激光源模块13，所述激光源模块13能够发射和接收激光信号，激光源模块13发出的激光线依次穿过防护壳12、基座11及煤气柜的柜体20而射入煤气柜的内部；
40.检测组件还包括设置于防护壳12内的信号端子131，信号端子131的一端与激光源模块13信号连接，另一端与外部的plc控制室信号连接。
41.其装配连接及操作使用过程中，若煤气柜内的活塞板201因气囊202的气浮而发生位置改变，导致位于活塞板201上的激光反射板203位置变化，则可以通过万向调节组件调整检测组件的朝向，以此保证激光源模块13与激光反射板203能够稳定对位，保持激光信号的稳定传输和反馈接收，以此保证所述柜位柜容测量仪依然能够准确稳定地测量煤气柜的柜位柜容数据，不受气囊202位置变化的影响。
42.应当说明的是，对于一般的常规工况需求而言，信号端子131与plc控制室之间的通讯和数据交互可以为rs485信号，也可以为4～20ma等其他模数转换的输出信号，工作人员可以依据具体工况需求灵活选择和调整。
43.具体来说，激光源模块13发出激光之后，通过万向调节组件的联动调整，适当调节激光的落点角度，接收到激光信号的激光反射板203将激光信号反射回柜位柜容测量仪处，柜位柜容测量仪实时计量并通过信号端子131将激光信号转换为rs485信号输出至plc控制室。在此过程中，柜位柜容测量仪实时监测煤气柜内部活塞板201的位置变化，并采用激光时域测量法，测量柜位柜容测量仪的激光反射时间，再根据光波传播时间，经过激光测量得到多组高精度数据，通过plc控制室对数据进行解析，实现柜位、柜容的安全检测。该柜位柜容测量仪具有光源安全、寿命长、信号稳定可靠、测量迅速、精度高等优点，可以满足燃气厂、钢铁厂各种工况下煤气柜的柜位柜容的测量和活塞板201倾斜角度的预判。
44.需要相应说明的是，具体应用时，激光源模块13发出的激光的波长为依据具体工况对应采用的特定波长，以此避免测量过程中，相关物体表面粗糙度或容器内部形状的不同而对测量过程造成的干扰，保证测量结构的准确可靠。
45.进一步地，万向调节组件包括至少三个对位连接于防护壳12与基座11之间的螺杆14，螺杆14上一一对应地同轴套设有压簧141，压簧141的两端分别与防护壳12的底端外壁及基座11的顶端外壁相抵，螺杆14的顶端螺纹连接有与防护壳12联动的调节螺母142；基座11及防护壳12均为轴线沿竖直方向延伸的圆管件，且基座11与防护壳12同轴对位布置，各螺杆14沿基座11的周向等距均布。实际操作时，若因煤气柜内气囊202位置变化而需对检测组件的位置进行调整，以便保证激光源模块13与激光反射板203的准确对位时，可以旋拧相应的调节螺母142，以调整对应的螺杆14位于防护壳12与基座11之间的有效长度，以此压紧或放松对应的压簧141，从而通过各螺杆14的有效长度的协同调整，达到对防护壳12底端管
口朝向的调整，并由此实现对激光源模块13发出的激光路径的调节，以此保证激光仍能够稳定准确地到达煤气柜内活塞板201上的激光反射板203处，并由激光反射板203稳定反射回检测组件处，以便实现相应的柜位柜容数据测量和推算，保证柜位柜容测量仪的稳定准确工作。
46.事实上，对于多数情况下的常规工况应用而言，三个螺杆14周向布置的结构最为稳妥，不仅方向调节效率高，动作幅度稳定可控，且能够有效精简所述柜位柜容测量仪的组件结构，避免部件数量过多导致的组件结构复杂和成本上升。
47.具体到实际应用中，万向调节组件还可以为球铰组件或其他能够实现检测组件的多角度稳定调节的动作机构，工作人员可以依据实际工况需求和实际安装条件等因素，灵活选择和调整万向调节组件的具体结构类型。原则上，只要是能够满足所述柜位柜容测量仪的实际应用需要均可。
48.更进一步地，基座11的顶端外周部设置有接口法兰111，防护壳12的底端外周部设置有与接口法兰111对位配合的环状连接板121，螺杆14的底端固定设置于接口法兰111上，且螺杆14的顶端自下而上贯穿并伸出于环状连接板121，调节螺母142螺纹连接于螺杆14的伸出端，压簧141嵌装于环状连接板121与接口法兰111之间。环状连接板121与接口法兰111对位布置并协同配合，能够为各螺杆14和压簧141提供稳定可靠的结构支撑，优化基座11与防护壳12对位配合处的应力分布，同时保证螺杆14与调节螺母142的螺纹配合稳定性和动作精度，并保证压簧141的伸缩循迹性，避免相关动作部件在万向调节组件的方向调整过程中发生松脱或错位。
49.另一方面，防护壳12的内部设置有防尘透光组件，防尘透光组件包括对位布置于防护壳12的底端管口处的环形挡板151以及沿防护壳12的轴向向上凸出设置于环形挡板151内侧壁上的环形支撑台152；
50.防尘透光组件还包括对位布置于激光源的发射端与防护壳12的底端管口之间的压环153和透光板15，压环153将透光板15对位压紧连接于环形支撑台152的内端部，且环形支撑台152的内端边沿部与透光板15的底部外壁紧密贴合。
51.实际工作运行时，防尘透光组件能够在保证激光线稳定穿透的基础上，有效隔绝外部环境中的气体和粉尘等进入防护壳12内部空间，以免这些气体和粉尘对激光源模块13和信号端子131等主要功能部件的稳定工作造成不利影响，从而实现对防护壳12内部空间的可靠结构保护，以此保证所述柜位柜容测量仪各主要功能部件的稳定工作运行，满足相应的柜位柜容数据测量，并使得所述柜位柜容测量仪的工况适应能力得以相应提高。
52.具体到实际应用中，透光板15可以为耐高温玻璃板，也可以为具有一定耐高温性能和结构强度的工程塑料板材，工作人员可以依据实际工况需求灵活调整和选择透光板15的具体材质。原则上，只要是能够满足所述柜位柜容测量仪的实际应用需要均可。
53.此外，透光板15的底部外壁与水平面之间具有非零夹角。该夹角能够使得透光板15整体呈倾斜布置状态，以此促使被阻隔于透光板15外壁上的粉尘能够沿透光板15的外壁滑落，避免粉尘粘附于透光板15上，以此进一步优化防尘透光组件对外部环境中的粉尘的隔绝阻断效果，保证防护壳12内部空间的相对密闭，以此进一步保证所述柜位柜容测量仪的测量准确性。
54.在此基础上，考虑到一般情况下的工况应用需求，透光板15与水平面之间的夹角
优选为15
°
。以免过大的倾斜角度影响透光板15的装配强度，同时避免过小的倾斜角度导致粉尘在透光板15的外壁上粘附聚积。
55.另外，防护壳12的顶端对位封装有防护盖122，防护壳12的中部沿垂直于其轴线的方向设置有隔板123，隔板123将防护壳12的内腔分隔为信号腔124和感应腔125，信号腔124位于防护盖122与隔板123之间，感应腔125位于隔板123与防护壳12的底端管口之间；
56.激光源模块13位于感应腔125内，信号端子131设置于隔板123上，信号端子131上与激光源模块13信号连接的一端伸入感应腔125内，且信号端子131上与外部的plc控制室信号连接的一端伸入信号腔124内。
57.隔板123能够将防护壳12的内部空间进一步优化，以免各功能部件之间发生干涉或不利影响，保证各功能部件的稳定运行。一般地，可以在防护壳12的侧壁上开设与信号腔124连通的通管接头126，以便通过该通管接头126将信号端子131与外部plc控制室信号连接时所需的线缆引出，保证信号传输稳定性。通管接头126可以是与防护壳12一体成型，也可以是将通管接头126的内端部焊接固定于防护壳12上，而通管接头126的外端部可以布置内螺纹，以便与相应的接线部件进行对位组装，并方便后续线路调整时的拆装操作之需。
58.实际装配时，可以在防护盖122与防护壳12对位连接处对应布置密封圈127，以此保证组件装配完成后的结构密封效果。
59.具体地，感应腔125内沿防护壳12的轴向设置有支撑板132，支撑板132的一端连接于隔板123上，且激光源模块13安装于支撑板132上。该支撑板132与隔板123协同配合，能够为激光源模块13提供充足的装配空间和稳定的结构支撑，以此保证激光源模块13发射和接收激光信号时的位置精度，从而使得所述柜位柜容测量仪的测量更加准确可靠。
60.更具体地，隔板123朝向感应腔125的一侧外壁上拆装连接有限位卡环133，限位卡环133与隔板123同轴布置，限位卡环133上具有与支撑板132的连接端对位卡接的限位缺口，限位缺口的两端部分别与支撑板132的两侧外壁相抵。实际装配时，通过螺钉将限位卡环133对位布置于隔板123上，并使限位缺口与支撑板132对位适配，保证限位缺口的两端对应抵接在支撑板132的两侧，以此对支撑板132形成周向限位，避免设备装配完成后支撑板132与隔板123之间发生错位或松动，以此进一步保证激光源模块13的位置稳定性，从而使得所述柜位柜容测量仪的工作过程更加稳定可靠，数据测量精度更高。
61.请着重参考图1。
62.在具体实施方式中，本实用新型所提供的煤气柜，包括柜体20及升降布置于柜体20内的活塞板201，活塞板201的底壁与柜体20的内壁之间密闭配合形成气囊202，活塞板201的顶部设置有激光反射板203，柜体20的顶部设置有与激光反射板203对位配合的柜位柜容测量仪10，该柜位柜容测量仪10为如上文实施例的柜位柜容测量仪。该煤气柜的柜位柜容测量仪10能够能够准确稳定地检测煤气柜内气囊202的浮动变化，保证对柜位柜容数据的准确测量。
63.综上可知，本实用新型中提供的柜位柜容测量仪，其装配连接及操作使用过程中，若煤气柜内的活塞板因气囊的气浮而发生位置改变，导致位于活塞板上的激光反射板位置变化，则可以通过万向调节组件调整检测组件的朝向，以此保证激光源模块与激光反射板能够稳定对位，保持激光信号的稳定传输和反馈接收，以此保证所述柜位柜容测量仪依然能够准确稳定地测量煤气柜的柜位柜容数据，不受气囊位置变化的影响。
64.以上对本实用新型所提供的柜位柜容测量仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种柜位柜容测量仪，其特征在于，包括固定设置于煤气柜顶部的基座，所述基座的顶部设置有检测组件，所述检测组件与所述基座之间连接有万向调节组件；所述检测组件包括防护壳及位于所述防护壳内的激光源模块，所述激光源模块能够发射和接收激光信号，所述激光源模块发出的激光线依次穿过所述防护壳、所述基座及煤气柜的柜体而射入煤气柜的内部；所述检测组件还包括设置于所述防护壳内的信号端子，所述信号端子的一端与所述激光源模块信号连接，另一端与外部的plc控制室信号连接。2.如权利要求1所述的柜位柜容测量仪，其特征在于，所述万向调节组件包括至少三个对位连接于所述防护壳与所述基座之间的螺杆，所述螺杆上一一对应地同轴套设有压簧，所述压簧的两端分别与所述防护壳的底端外壁及所述基座的顶端外壁相抵，所述螺杆的顶端螺纹连接有与所述防护壳联动的调节螺母；所述基座及所述防护壳均为轴线沿竖直方向延伸的圆管件，且所述基座与所述防护壳同轴对位布置，各所述螺杆沿所述基座的周向等距均布。3.如权利要求2所述的柜位柜容测量仪，其特征在于，所述基座的顶端外周部设置有接口法兰，所述防护壳的底端外周部设置有与所述接口法兰对位配合的环状连接板，所述螺杆的底端固定设置于所述接口法兰上，且所述螺杆的顶端自下而上贯穿并伸出于所述环状连接板，所述调节螺母螺纹连接于所述螺杆的伸出端，所述压簧嵌装于所述环状连接板与所述接口法兰之间。4.如权利要求2所述的柜位柜容测量仪，其特征在于，所述防护壳的内部设置有防尘透光组件，所述防尘透光组件包括对位布置于所述防护壳的底端管口处的环形挡板以及沿所述防护壳的轴向向上凸出设置于所述环形挡板内侧壁上的环形支撑台；所述防尘透光组件还包括对位布置于所述激光源的发射端与所述防护壳的底端管口之间的压环和透光板，所述压环将所述透光板对位压紧连接于所述环形支撑台的内端部，且所述环形支撑台的内端边沿部与所述透光板的底部外壁紧密贴合。5.如权利要求4所述的柜位柜容测量仪，其特征在于，所述透光板的底部外壁与水平面之间具有非零夹角。6.如权利要求5所述的柜位柜容测量仪，其特征在于，所述透光板的底部外壁与水平面之间的夹角为15
°
。7.如权利要求2所述的柜位柜容测量仪，其特征在于，所述防护壳的顶端对位封装有防护盖，所述防护壳的中部沿垂直于其轴线的方向设置有隔板，所述隔板将所述防护壳的内腔分隔为信号腔和感应腔，所述信号腔位于所述防护盖与所述隔板之间，所述感应腔位于所述隔板与所述防护壳的底端管口之间；所述激光源模块位于所述感应腔内，所述信号端子设置于所述隔板上，所述信号端子上与所述激光源模块信号连接的一端伸入所述感应腔内，且所述信号端子上与外部的plc控制室信号连接的一端伸入所述信号腔内。8.如权利要求7所述的柜位柜容测量仪，其特征在于，所述感应腔内沿所述防护壳的轴向设置有支撑板，所述支撑板的一端连接于所述隔板上，且所述激光源模块安装于所述支撑板上。9.如权利要求8所述的柜位柜容测量仪，其特征在于，所述隔板朝向所述感应腔的一侧
外壁上拆装连接有限位卡环，所述限位卡环与所述隔板同轴布置，所述限位卡环上具有与所述支撑板的连接端对位卡接的限位缺口，所述限位缺口的两端部分别与所述支撑板的两侧外壁相抵。

技术总结
本实用新型公开了一种柜位柜容测量仪，包括固定设置于煤气柜顶部的基座，基座的顶部设置有检测组件，检测组件与基座之间连接有万向调节组件；检测组件包括防护壳及位于防护壳内的激光源模块，激光源模块能够发射和接收激光信号，激光源模块发出的激光线依次穿过防护壳、基座及煤气柜的柜体而射入煤气柜的内部；检测组件还包括设置于防护壳内的信号端子，信号端子的一端与激光源模块信号连接，另一端与外部的PLC控制室信号连接。该柜位柜容测量仪能够能够准确稳定地检测煤气柜内气囊的浮动变化，保证对柜位柜容数据的准确测量。保证对柜位柜容数据的准确测量。保证对柜位柜容数据的准确测量。


技术研发人员：江华根 常建勇 程志
受保护的技术使用者：北京久仪科技股份有限公司
技术研发日：2023.01.09
技术公布日：2023/7/17