专利名称：一种液位数据自动采集装置的制作方法
技术领域：
本技术涉及电子测量领域，特别涉及对液体储存罐的液位、不同品质液体的界面、温度的测量数据的采集装置，具体地讲就是一种液位数据自动采集装置。
背景技术：
目前，对加油站和油库及其它液体储存罐等进行管理时，通常采用人工投尺检测，打开油罐将尺子或温度计插入液体中，直接进行测量数据，包括液位高度、温度等。由于人工操作，测量仪器非常简单，记录的数据不精确并且没有实时性；另外很多液体具有易燃、有毒或有害的性质，打开油罐容易产生燃烧爆炸，使测量充满危险，从环保角度看，打开油罐释放出的有毒有害气体会污染环境。随着信息化技术的进步，需要对加油站和油库及其他液体储存罐等相关领域数据的采集做到密封、环保，安全、实时、方便、直接、直观，可以保护环境、防止燃烧爆炸等意外事件发生。

发明内容
本发明的主要目的是提供一种液位数据采集装置，专门采集液体储存罐的液位、不同品质液体的界面、温度的测量数据，以便供给计算机或其他设备进行显示或其他处理。
所述采集装置包括一个CPU和存储器单元、一个安全栅单元、一个整形比较和脉冲宽度的测量单元、一个或多个输出(或是输入输出)单元。所述的一个安全栅单元、一个整形比较和脉冲宽度的测量单元、一个或是多个输出(或是输入输出)单元分别与所述的CPU相连并受CPU控制；所述的安全栅单元限定电压和电流起保护作用，并在CPU的控制下选通接口接入的多个测量仪器中的一个，并将测量仪器的信号输入到安全栅，安全栅单元输出的信号输出至与其相连的所述的整形比较和脉冲宽度的测量单元；所述的整形比较和脉冲宽度的测量单元用于对测量仪器所采集的数字脉冲信号进行整形，并对整形后的测量仪器所传输的脉冲宽度的测量；并将所述的整形比较和脉冲宽度的测量单元输出的脉冲宽度数据输出至与其相连的所述的CPU和存储器单元，此脉冲宽度记录着相对应的液位或温度。所述的CPU和存储器单元将脉冲宽度数据进行计算处理，将处理结果输出至与其相连的至少一个或多个输出或输入输出单元；所述的测量仪器为磁致伸缩液位传感器。所述的输出或输入输出单元可与计算机或是其他显示、键盘等设备相连。输出(输入输出)单元包括如下几种方式输入输出单元1采用RS-232接口，输入输出单元2采用485接口，输入输出单元3采用USB接口，输入输出单元4采用I/O、并口数据接口，输入输出单元5采用网络接口。
本发明的整体设计采用分散的数据采集及控制系统，具有即插即用的特点，任何加油站、油库或是液体储存罐安装了本发明的装置，使用本装置使用的磁致伸缩液位传感器，只要接上电源就可进行正常工作，就能够和一个或是多个设备相连显示所有要显示的数据，本发明可以提高油品销售企业的自动化、信息化水平，同时改善企业效率、降低库存、增强企业的整体竞争力。本发明在输入输出单元中接入液晶和键盘装置后具有1所有界面均为中文显示，中文显示友好直观、简单易用，2操作简捷明了，以中文显示界面为前提，操作起来方便、直观、简捷、明了；更趋于操作的简单化3即插即用的特点此装置还具有即插即用的特点，任何油站、油库安装了此装置和相应传感器，只要接上电源就可进行正常工作，就能够显示所有要显示的数据4超强的易用性，简单、方便、直观和即插即用的特点，使RTL-68K控制器的应用更为广泛、更为简单
图1为本实用新型的结构示意图；图2为根据本实用新型的一实施例的测量仪器磁致伸缩液位传感器示意图；
图3为根据本实用新型的安全栅单元电路原理示意图；图4为根据本实用新型的整形比较和脉冲宽度的测量单元电路原理示意图；图5为根据本实用新型的一实施例的磁致伸缩液位传感器的输出波形示意图；图6为根据本实用新型的一实施例的安全栅单元的输入输出的同一种波形的波形示意图；图7为根据本实用新型的一实施例的整形比较和脉冲宽度的测量单元的整形比较部分输出波形示意图；图8为根据本实用新型的一实施例的输出(输入输出)单元的三个设置界面示意图；图9为根据本实用新型的一实施例的键盘电路示意图；图10为根据本实用新型的一实施例的液晶显示电路示意图；具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施例对本实用新型说明如下图1为所述自动采集装置的结构示意图，包括一个CPU和存储器单元、一个安全栅单元、一个整形比较和脉冲宽度的测量单元、一个或多个输出(或是输入输出)单元。
电源部分把220V交流电源转变成+5V直流电源和+24V直流电源，+5V直流电源是供给所有模块的工作电源，+24V直流电源是供给PATRIOT/7100M磁致伸缩液位传感器的工作电源，如图2所示，其中PATRIOT/7100M磁致伸缩液位传感器的浮子是确定具体液体位置高度的，浮子在磁致伸缩液位传感器的位置就代表液体的高度(浮子是漂浮在液面上的)，每个磁致伸缩液位传感器配套使用两个浮子，固定架是在油罐中固定磁致伸缩液位传感器。传输信号的内容包括两个浮子的高度的数据、温度的数据在CPU对安全栅的控制下，顺序、轮回选通接入的多个磁致伸缩液位传感器中的一个，CPU对该磁致伸缩液位传感器的选通信号是高电平，在同一时间内CPU只能选通多个磁致伸缩液位传感器中的其中一个，其余没选通的控制信号是低电平。
安全栅是起保护作用的，如图3，图6所示，输入保护电压电流范围在Uo＝30V DC、Io＝160mA防止超过范围的电流电压引入到液体存储容器引爆存储液体。安全栅接收磁致伸缩液位传感器的输出信号，安全栅的输入、输出波形是同一种波形。安全栅的输入端接入PATRIOT/7100M磁致伸缩液位传感器。
整形比较和脉冲宽度的测量单元，整形比较部分是对磁致伸缩液位传感器脉冲信号的整形，如图4，图7所示，把原来+25V的信号幅度转变为+5V信号幅度，整形比较的输入信号是安全栅的输出信号；脉冲宽度的测量部分的输入信号是整形比较的输出信号，脉冲宽度的测量部分完成对磁致伸缩液位传感器脉冲宽度的测量，脉冲宽度的测量部分把磁致伸缩液位传感器脉冲宽度(这个宽度记录着相对应的液位或温度)数据输出给CPU；CPU得到数据计数部分输出的磁致伸缩液位传感器脉冲宽度的数据，通过计算处理、最终通过1或多个输出(输入输出)单元向外传输数据。如图5所示。
所述的输出(输入输出)单元是CPU和外部输入输出设备传输数据的接口，分为以下几种类型输出(输入输出)单元1采用RS-232接口；输出(输入输出)单元2采用485接口；输出(输入输出)单元3采用USB接口；输出(输入输出)单元4采用I/O、并口数据接口；输出(输入输出)单元5采用网络接口。通过输入输出单元4的特点，发明了例如43Ж4矩阵键盘的自制键盘作为输入设备，液晶显示屏作为输出设备的输入、输出单元，如图9，图10所示。
自动采集装置能够显示各个油罐的油位、水位、温度、库存和余空，其显示方式有两个界面来完成，如图8所示，第一个界面显示某一个罐的油位、库存、余空，要查看其他油罐的相关内容可按数字键，例如按4号键分别显示4号油罐的油位、库存、余空，按5号键分别显示5号油罐的油位、库存、余空，其它几号罐以此类推，这是仅对不同罐的油位、库存和余空的显示方式，如果要查看不同罐的水位和温度，可通过如上箭头所示的复选键来显示第二个显示界面，显示内容包括水位和温度，要查看其他油罐的相关内容可按数字键，例如按4号键分别显示4号油罐的水位和温度，按5号键就显示5号油罐的水位和温度，其它罐以此类推，如果要显示油位、库存和余空，可通过如上箭头所示的复选键来显示第一个显示界面，所述密码设置是为了有效的进行对加油站的管理，此自动采集装置具有唯一权限的密码功能，以免非管理人员的误操作所引起的错误。由加油站的主要负责人员或者技术人员进行密码管理。在出现如上界面后，可以循环输入0-9任何6位数字组合来确定你的密码，等输入完六位数之后按相对应的确定键，进行密码保存，按相应的修改密码键又可进入重新进行密码设置，按返回键即可返回到显示菜单在进入其他参数设置时，首先必须要输入密码才可进入，还包括速率设置，速率设置的作用每个罐里的探测器都标有唯一的一个速率和序号，而探测器的速率就决定着显示数据的准确性，所以只有准确无误的设置每个罐所对应探测器的速率，才能保证显示数据的准确性每个探测器的序号和速率均标在探测器的顶端，而且序号有10位数字组成，速率有4位数字组成，通过数字键1-8来选择相应的罐号，用同样的方法可以设置每个罐的序号和速率，按返回键可退出序号、速率设置界面，还包括液位设置，液位设置的作用是为了更准确的显示各个油罐的数据，通常先要用人工测量的办法测量出各个油罐的油位和水位的高度，来作为输入到控制器的初始值按相应的设置油高或是设置水高键，就可通过数字键输入相应的油高或是水高，在油高或是水高输入完毕后，必须按相应的保存油高或是保存水高键，方可保存生效，每个罐的油高和水高必须预先通过人工测量方可进行液位设置通过选择数字键1-8来选择所对应的罐号，用同样的方法可以设置每个灌的油高和水高，按返回键可退出序号、速率设置界面，还包括报警设置，报警设置的作用是为了更好的进行各个油罐安全性的管理，需要对油罐的高油位，低油位、高水位和高温度进行相关的报警提示，报警设置就是设置各个油罐高油位，低油位、高水位和高温度的具体数据按相应的设置高油位报警或是设置低油位报警键，就可通过数字键输入相应的高油位或是低油位数据，在高油位或是低油位数据输入完毕后，必须按相应的保存高油位数据或是保存低油位数据键，方可保存生效每个罐的高油位和低油位数据输入完毕后必须按相应的保存键来保存数据方可保存生效在选择了高水位报警或是高温度报警键，即可清除相应的数据，同时显示保存提示来保存所输入新的数据，罐容设置的作用是为了能够显示出每个罐中油量的多少和余空的大小，通过设置不同罐的罐容表，就能够适时显示出每个罐中油量的多少和余空的大小，不同的罐可以调用不同罐的罐容表，所以执行罐容表设置就是设置不同的罐具体要调用哪个罐容表点数设置就是要设置某个罐要输入多少个点，通过选择点数设置键可以用数字键输入点数，输入完毕后要按相应的保存点数键保存后方可生效，(1)每个罐的点数最多可输入50个点(2)点数输入完毕后要按保存键保存方可生效7间距是以公分为单位的，间距的输入方法同点数的输入方法一样备注(1)每个罐的间距可在数字1-9之间选择(2)间距输入完毕后要按保存键保存方可生效8通过数字键1-8来选择要设置点数和间距的罐，同时用上述方法可以设置所有罐的点数和间距，在每个罐输入数据之前要先输入点数和间距9在输入了某个罐的点数和间距以后，选择输入键来输入罐容表数据，油品选择的作用为了更好的进行各个油罐和油品的统一性管理，需要对油罐的油品进行设置要选择95#油品，先按油品选择键，再按数字键《3》键来选择95#油品，在选择完成后按保存键方可保存生效，报警提示是指当设置了报警，并满足报警条件时所产生的报警提示，具体报警设置操作参看3.2.1.3的报警设置项；报警提示包括(液晶上汉字显示报警和声音报警)如果设置了油位、水位、温度报警并满足报警条件时就出现上图所示的报警提示，上图分别说明1号罐的油位和温度超高，水位超低，同时报警提示灯闪动和报警声音提示，通过数字键1-8可以查看其他油罐的报警状态，如要取消报警声音可直接按取消报警键即可说明在按取消报警键后，报警声也许还要持续1-3次即可停止备注在报警设置的默认状态或是设置为0时表示关闭报警。
权利要求1.一种液位数据自动采集装置，其特征在于包括一个CPU和存储器单元、一个安全栅单元、一个整形比较和脉冲宽度的测量单元、至少一个输出或输入输出单元，所述的存储器单元、安全栅单元、整形比较和脉冲宽度的测量单元、至少一个输出或输入输出单元分别与所述的CPU相连并受CPU控制；所述的安全栅单元限定电压和电流起保护作用，并在CPU的控制下选通接入到安全栅的多个测量仪器信号中的一个，并将选中的测量仪器的信号输入到安全栅单元，安全栅单元输出的信号输出至与其相连的所述的整形比较和脉冲宽度的测量单元；所述的整形比较和脉冲宽度的测量单元用于对测量仪器所采集的数字脉冲信号进行整形，并对整形后的测量仪器所传输的脉冲宽度进行测量；并将所述的整形比较和脉冲宽度的测量单元输出的脉冲宽度数据输出至与其相连的所述的CPU，所述的CPU和存储器单元将脉冲宽度数据进行计算处理，将处理结果输出至与其相连的至少一个输出或输入输出单元。
2.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述的测量仪器为磁致伸缩液位传感器。
3.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述的输出单元可与计算机、液晶显示器、数码显示器或打印机等其他显示设备相连。
4.根据权利要求3所述的采集装置，其特征在于，所述至少输入输出单元采用RS-232接口、485接口、USB接口、I/O口、并行数据接口或网络接口。
5.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述的输入输出单元的输入装置为键盘、计算机或其他输入设备。
6.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，还包括一显示单元，其与所述的CPU相联。
7.根据权利要求6所述的采集装置，其特征在于，所述的显示单元的显示装置为液晶显示。
8.根据权利要求6所述的采集装置，其特征在于，所述的显示单元是显示汉字、数字以及图形的装置。
9.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，所述的输出单元可与计算机或与调制解调器、或与其他输入、输出或输入输出设备相连。
10.根据权利要求1所述的采集装置，其特征在于，还包括一设置单元，其分别与所述的CPU相连。
专利摘要本实用新型提供一种液位数据自动采集装置，包括一个CPU和存储器单元、一个安全栅单元、一个整形比较和脉冲宽度的测量单元、至少一个输出或输入输出单元。此安全栅单元起保护作用，并在CPU的控制下选通接入到安全栅的多个测量仪器中的一个，并将选中的信号输入到安全栅单元，安全栅单元输出信号至整形比较和脉冲宽度的测量单元；对测量仪器所传输的数字脉冲信号进行整形以及测量所传输的脉冲宽度；并将此单元输出的脉冲宽度数据输出至所述的CPU。CPU处理所测量的脉冲宽度，将处理结果输出到至少一个输出或输入输出单元。从而对加油站或油库及其他液体储存罐等相关领域数据的采集做到密封、环保、安全、实时、方便、直接、直观。
文档编号G01D21/02GK2765147SQ20032013174
公开日2006年3月15日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者王晓珑 申请人:王晓珑