專利名稱：真空度在線檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空設(shè)備真空度檢測領(lǐng)域，具體涉及一種真空管或者真空容器的真空度在線檢測系統(tǒng)，特別適用于站場所有真空管或者真空容器的在線檢測。
背景技術(shù)：
真空管或真空容器經(jīng)過生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)對真空夾層完成抽真空后，在產(chǎn)品保存以及使用過程中，由于材料本身放氣或則由于加工工藝過程中除氣不充分、安裝不當(dāng)?shù)葐栴}都會導(dǎo)致真空層真空度降低。真空層降低后直接影響真空管道的隔熱保溫性能，隔熱保溫性能的降低直接導(dǎo)致真空管道內(nèi)能源消耗，在使用中真空度會由于材料本身問題或者由于加工工藝、安裝工藝等問題導(dǎo)致不能長期的保存，真空度會逐漸的下降，如果真空度下降到一定程度后就失去了隔熱保溫作用，導(dǎo)致滲漏，就會引起能源不必要的消耗并帶來安全隱患。目前真空管或真空容器在使用過程中不能在線檢測真空層的真空度變化以及對真空層的真空度提前預(yù)警、報警等信息。只能通過肉眼觀察經(jīng)驗判斷真空層真空度，或則通過管道表面或儲存罐表面是否結(jié)霜以及掛水等自然現(xiàn)象來判斷當(dāng)前真空層真空度是否已經(jīng)下降，不能準(zhǔn)確獲取真空層的真空度的值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種實時自動檢測真空管或真空容器真空度變化情況的真空度在線檢測系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
一種真空度在線檢測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)采集終端、真空度在線檢測模塊、真空在線檢測密封塞；所述數(shù)據(jù)顯示模塊連接所述數(shù)據(jù)采集終端，所述數(shù)據(jù)采集終端連接至少一個真空度在線檢測模塊，所述真空度在線檢測模塊連接真空在線檢測密封塞；其中，所述真空在線檢測密封塞用于獲取真空設(shè)備內(nèi)的真空數(shù)據(jù)；所述真空度在線檢測模塊用于對真空在線檢測密封塞獲取的真空數(shù)據(jù)進行處理得到真空設(shè)備真空層的真空度；所述數(shù)據(jù)采集終端用于獲取至少一個真空度在線檢測模塊送來的真空度數(shù)據(jù)，并根據(jù)該真空度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)真空度參數(shù)的比較結(jié)果進行報警提示和/或輸出控制真空設(shè)備關(guān)閉信號，或保存真空度數(shù)據(jù)提供進步分析或供今后數(shù)據(jù)對比分析或匯總統(tǒng)計；所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于對所述數(shù)據(jù)采集終端收集的一個或多個真空設(shè)備的真空度數(shù)據(jù)進行實時顯示。所述數(shù)據(jù)采集終端還用保存真空度歷史數(shù)據(jù)，對各不同真空設(shè)備真空度進行對比分析。所述數(shù)據(jù)采集終端包括微處理器，所述微處理器包括開關(guān)量輸出端口，所述微處理器連接有DC/DC隔離電源、顯示鍵盤接口模塊、參數(shù)存儲模塊、報警指示模塊和通訊模塊。所述真空在線檢測的密封塞包括陶瓷基體，所述陶瓷基體下方連接所述熱電偶規(guī)管，所述熱電偶規(guī)管與內(nèi)嵌于所述陶瓷基體內(nèi)的第一導(dǎo)線連接，所述第一導(dǎo)線兩端伸出于所述陶瓷基體上下兩端；所述第一導(dǎo)線連接所述真空度在線檢測模塊。進一步的，所述陶瓷基體下方還設(shè)有用于檢測真空裝置內(nèi)的溫度的溫度傳感器；所述溫度傳感器與內(nèi)嵌于所述陶瓷基體內(nèi)的第二導(dǎo)線連接；所述第二導(dǎo)線連接所述真空度在線檢測模塊。優(yōu)選的，所述陶瓷基體為圓柱狀，其外側(cè)表面設(shè)有密封槽。
所述真空度在線檢測模塊包括微控制器，所述微控制器連接有通訊電路和電源電路；所述真空在線檢測密封塞通過定流電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞依次通過電流采樣電路、第一 A/D轉(zhuǎn)換電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞還依次通過差分放大電路、第二 A/D轉(zhuǎn)換電路與微控制器連接。所述真空度在線檢測模塊和數(shù)據(jù)采集終端通過各自內(nèi)部的通訊電路和通訊模塊通信連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明真空度在線檢測系統(tǒng)實現(xiàn)對真空管或真空容器的真空度進行在線檢測，可檢測多個目標(biāo)，準(zhǔn)確得到檢測真空管或真空容器的真空度，有效起到安全隱患防范作用，降低真空泄露率及事故發(fā)生率，保障使用安全。


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圖1為本發(fā)明真空度在線檢測系統(tǒng)框圖。圖2是圖1中的數(shù)據(jù)采集終端的電路框圖。圖3是圖1中的真空度在線檢測模塊的電路框圖。圖4是圖1中的真空度在線檢測真空塞的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明中的真空度在線檢測真空塞的的安裝示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合試驗例及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。如圖1所示，本發(fā)明的真空度在線檢測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)采集終端、真空度在線檢測模塊、真空在線檢測密封塞；所述數(shù)據(jù)顯示模塊連接所述數(shù)據(jù)采集終端，所述數(shù)據(jù)采集終端連接至少一個真空度在線檢測模塊(1-n)，所述真空度在線檢測模塊連接真空在線檢測密封塞；其中，所述真空在線檢測密封塞用于獲取真空設(shè)備內(nèi)的真空數(shù)據(jù)；所述真空度在線檢測模塊用于對真空在線檢測密封塞獲取的真空數(shù)據(jù)進行處理得到真空設(shè)備真空層的真空度；所述數(shù)據(jù)采集終端用于獲取至少一個真空度在線檢測模塊送來的真空度數(shù)據(jù)，并根據(jù)該真空度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)真空度參數(shù)的比較結(jié)果進行報警提示和/或輸出控制真空設(shè)備關(guān)閉信號，或保存真空度數(shù)據(jù)提供進步分析或供今后數(shù)據(jù)對比分析或匯總統(tǒng)計；所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于對所述數(shù)據(jù)采集終端收集的一個或多個真空設(shè)備的真空度數(shù)據(jù)進行實時顯示。本發(fā)明實現(xiàn)對真空管或真空容器的真空度進行在線檢測，可檢測一個或者多個目標(biāo)，準(zhǔn)確得到真空管或真空容器的真空度，有效起到安全隱患防范作用。 所述數(shù)據(jù)采集終端還用保存真空度歷史數(shù)據(jù)，對各不同真空設(shè)備真空度進行對比分析。將所采集目標(biāo)真空度數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)上傳服務(wù)器，供監(jiān)控中心實時查看下屬真空設(shè)備運行情況。具體的，參看圖2-圖4，所述數(shù)據(jù)采集終端包括微處理器，所述微處理器包括開關(guān)量輸出端口，所述微處理器連接有DC/DC隔離電源、顯示鍵盤接口模塊、參數(shù)存儲模塊、報警指示模塊和通訊模塊。其中，所述報警指示模塊為LED燈和蜂鳴器組合。所述通訊模塊為數(shù)據(jù)通訊總線。所述顯示鍵盤接口模塊連接有鍵盤。所述真空在線檢測的密封塞包括陶瓷基體I，所述陶瓷基體I下方連接所述熱電偶規(guī)管4，所述熱電偶規(guī)管4與內(nèi)嵌于所述陶瓷基體I內(nèi)的第一導(dǎo)線連接，所述第一導(dǎo)線兩端伸出于所述陶瓷基體I上下兩端。具體的，所述第一導(dǎo)線共有四根，四根導(dǎo)線2伸出于所述陶瓷基體I下端的部分連接所述熱電偶規(guī)管4。所述陶瓷基體I下方還設(shè)有用于檢測真空裝置內(nèi)的溫度的溫度傳感器3，本實施例中溫度傳感器3采用熱敏電阻。所述溫度傳感器3 (熱敏電阻)與內(nèi)嵌于所述陶瓷基體I內(nèi)的第二導(dǎo)線連接。所述第二導(dǎo)線共有兩根，兩根導(dǎo)線2伸出于所述陶瓷基體I下端的部分連接所述溫度傳感器3。優(yōu)選的，所述陶瓷基體I為圓柱狀，其外側(cè)表面設(shè)有密封槽5。所述陶瓷基體I上部設(shè)有圓形凸臺11，所述第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線位于所述圓形凸臺11內(nèi)并伸出于該圓形凸臺U。所述圓形凸臺11上嵌設(shè)有接線保護罩(圖未示)。具體的，陶瓷基體I作為真空檢測的載體，能適應(yīng)高、低溫環(huán)境，且在檢測數(shù)據(jù)傳輸過程中是絕緣的，對數(shù)據(jù)信號無干擾。圓形凸臺11作為真空檢測的密封塞工作時安裝、拆卸連接件，內(nèi)嵌的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線用作檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?dǎo)體，通過第一導(dǎo)線將真空裝置內(nèi)部真空數(shù)據(jù)導(dǎo)出，通過第二導(dǎo)線將真空裝置內(nèi)部溫度數(shù)據(jù)導(dǎo)出，由所述真空度在線檢測模塊對導(dǎo)出數(shù)據(jù)進行處理獲得真空值，采集的溫度數(shù)據(jù)可以用來修正真空值。陶瓷基體I與內(nèi)嵌的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線采用現(xiàn)有的陶瓷與金屬融合技術(shù)密封處理，使兩材質(zhì)間無漏氣現(xiàn)象，確保真空塞的氣密性。熱電偶規(guī)管4為檢測真空值的檢測元件，處于真空裝置真空層中，用作檢測真空值，并通過內(nèi)嵌的第一導(dǎo)線將真空值數(shù)據(jù)導(dǎo)出。溫度傳感器3 (熱敏電阻)為檢測溫度的檢測元件，處于真空層中，用作檢測真空裝置真空層溫度，并通過內(nèi)嵌的第二導(dǎo)線將檢測溫度數(shù)據(jù)導(dǎo)出，進而獲得真空層溫度數(shù)據(jù)。處于真空層中的熱電偶規(guī)管4和熱敏電阻3上均設(shè)有元件保護罩(圖未示)。密封塞的主體采用陶瓷材料，以適應(yīng)超低溫、高溫的工作環(huán)境，并對信號實現(xiàn)無干擾采集和導(dǎo)出。參閱圖5，該密封塞是安裝在預(yù)先焊接到真空裝置10外壁上的真空抽口 9上的。抽完真空后在真空環(huán)境下利用圓形凸臺將該密封塞安裝到真空抽口 9上，抽完真空后真空裝置10內(nèi)外形成負壓差，利用空氣對密封塞施加的大氣壓力，使密封塞密封安裝于真空抽口 9上。安裝時通過在陶瓷基體I上的密封槽5內(nèi)分別安裝密封圈6和密封圈7及在陶瓷基體I法蘭邊下設(shè)置密封圈8進行三層加強密封。所述密封圈采用為“O”形硅橡膠密封圈。所述真空度在線檢測模塊包括微控制器，所述微控制器連接有通訊電路和電源電路；所述真空在線檢測密封塞通過定流電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞依次通過電流采樣電路、第一 A/D轉(zhuǎn)換電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞還依次通過差分放大電路、第二 A/D轉(zhuǎn)換電路與微控制器連接。所述真空度在線檢測模塊和數(shù)據(jù)采集終端通過各自內(nèi)部的通訊電路和通訊模塊通信連接(可以為無線或有線通信方式)。其中，所述電源電路為DC/DC電源，提供5V的工作電壓。所述通訊電路與微控制器之間連接有通訊隔離電路，，提高抗干擾性能。所述通訊電路為數(shù)據(jù)通訊總線，優(yōu)選常用的數(shù)據(jù)工業(yè)通訊總線。所述微控制器還連接有系統(tǒng)指示燈，當(dāng)真空度低于設(shè)定值時，可以提示報警。所述定流電路連接有電壓基準(zhǔn)電路，為定流電路提供工作所需的2.5V基準(zhǔn)電壓，保證定流電路工作的穩(wěn)定性可靠性。所述微控制器還連接有報警開關(guān)。其中，所述各個電路模塊均為現(xiàn)有的成熟電路元件、芯片或集成電路構(gòu)成。具體的，再參看圖2-4，所述真空層在線檢測模塊直接安裝于密封塞頂端。該密封塞上真空檢測元件位于真空設(shè)備真空層內(nèi)，真空在線檢測模塊直接與密封塞進行一體式安裝。工作時，真空層在線檢測模塊中的微控制器通過定流電路校準(zhǔn)密封塞中熱偶規(guī)電管4的工作電流。熱偶規(guī)電管4利用氣體分子的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象獲取當(dāng)前真空層的熱電勢，微控制器通過熱電勢與真空度之間的正比關(guān)系算法獲取當(dāng)前真空層的真空度。所述定流電路與所述熱偶規(guī)電管4相連的導(dǎo)線連接，所述電流采樣電路通過第一 A/D采樣轉(zhuǎn)換電路與所述微控制器連接，用于實時檢測密封塞加熱電流。所述差分放大電路連接密封塞中的熱電偶規(guī)管檢測端及溫度傳感器端(通過導(dǎo)線2分別連接)，差分放大電路通過第二 A/D采樣轉(zhuǎn)換電路與所述微控制器連接，用于檢測熱電偶規(guī)管所獲取的熱電勢和真空裝置內(nèi)的溫度值，即通過密封塞內(nèi)部的熱電偶規(guī)管進行數(shù)據(jù)采集。所述檢測數(shù)據(jù)經(jīng)差分放大電路放大后由第二A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為微控制器可識別的數(shù)字信號，微控制器通過檢測數(shù)據(jù)與真空度之間的關(guān)系算法計算真空度值，采集的溫度數(shù)據(jù)可以用來修正真空度值。微控制器可將計算的真空度數(shù)據(jù)直接通過數(shù)據(jù)線進行遠程傳輸，便于實時檢測。在真空在線檢測模塊安裝外殼內(nèi)設(shè)置報警開關(guān)，真空設(shè)備(真空管或真空容器)破裂后將直接觸發(fā)所述報警開關(guān)，真空在線檢測模塊獲取該報警狀態(tài)直接進行遠程傳輸，并顯示報警指示燈。另，該數(shù)據(jù)采集終端的開關(guān)量輸出端口與用于管道設(shè)備控制的PLC控制柜連接。該數(shù)據(jù)采集終端通過其通訊模塊與多個真空度在線檢測模塊通訊連接。該系統(tǒng)工作時，數(shù)據(jù)采集終端內(nèi)的微處理器通過通訊模塊接收多個真空度在線檢測模塊傳輸?shù)恼婵斩葦?shù)據(jù)并存儲在存儲模塊中，若某一個真空度在線檢測模塊傳輸?shù)恼婵斩鹊陀陬A(yù)警值，可通過報警指示模塊報警，并通過顯示鍵盤接口輸出顯示，便于對有問題的真空管進行處理，自動化程度高。若輸送低溫液體的真空管發(fā)生破裂或者泄漏，密封塞觸發(fā)在線檢測模塊報警開關(guān)。微處理器接收到在線檢測模塊送來的報警信號時，從開關(guān)量輸出端口輸出開關(guān)量信號到用于管道設(shè)備控制的PLC控制柜，報警并關(guān)閉閥門停止輸送液體，提高低溫液體輸送管道的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。其中，數(shù)據(jù)采集終端以輪詢的方式訪問各個真空度在線檢測模塊，實時刷新各個真空度在線檢測模塊的真空度數(shù)值，與數(shù)據(jù)采集終端連接的數(shù)據(jù)顯示模塊(LCD顯示器)實時顯示真空度數(shù)值等信息。數(shù)據(jù)采集終端將各個模塊真空度與預(yù)先設(shè)定的真空度下降值進行比較，如果滿足要求，則提示報警。如果檢測到真空度在線檢測模塊輸出報警信號，這時數(shù)據(jù)采集終端將輸出開關(guān)量信號到用于管道設(shè)備控制的PLC控制柜，報警并關(guān)閉閥門停止輸送液體，數(shù)據(jù)采集終端可通過外部鍵盤按鍵實時的采樣所有真空度在線檢測模塊信息或者某個真空度在線檢測模塊的相關(guān)信息。本發(fā)明真空度在線檢測系統(tǒng)實現(xiàn)對各種環(huán)境中真空管及真空容器的真空度進行在線檢測，可檢測一個或多個目標(biāo)，準(zhǔn)確、實時得到目標(biāo)真空管及真空容器的真空度，有效起到安全隱患防范作用，降低真空容器真空泄露率及事故發(fā)生率，保障使用安全。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種真空度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)采集終端、真空度在線檢測模塊、真空在線檢測密封塞；所述數(shù)據(jù)顯示模塊連接所述數(shù)據(jù)采集終端，所述數(shù)據(jù)采集終端連接至少一個真空度在線檢測模塊，所述真空度在線檢測模塊連接真空在線檢測密封塞；其中，所述真空在線檢測密封塞用于獲取真空設(shè)備內(nèi)的真空數(shù)據(jù)；所述真空度在線檢測模塊用于對真空在線檢測密封塞獲取的真空數(shù)據(jù)進行處理得到真空設(shè)備真空層的真空度；所述數(shù)據(jù)采集終端用于獲取至少一個真空度在線檢測模塊送來的真空度數(shù)據(jù)，并根據(jù)該真空度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)真空度參數(shù)的比較結(jié)果進行報警提示和/或輸出控制真空設(shè)備關(guān)閉信號，或保存真空度數(shù)據(jù)提供進步分析或供今后數(shù)據(jù)對比分析或匯總統(tǒng)計；所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于對所述數(shù)據(jù)采集終端收集的一個或多個真空設(shè)備的真空度數(shù)據(jù)進行實時顯/Jn ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集終端還用保存真空度歷史數(shù)據(jù)，對各不同真空設(shè)備真空度進行對比分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集終端包括微處理器，所述微處理器包括開關(guān)量輸出端口，所述微處理器連接有DC/DC隔離電源、顯示鍵盤接口模塊、參數(shù)存儲模塊、報警指示模塊和通訊模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述真空在線檢測的密封塞包括陶瓷基體，所述陶瓷基體下方連接所述熱電偶規(guī)管，所述熱電偶規(guī)管與內(nèi)嵌于所述陶瓷基體內(nèi)的第一導(dǎo)線連接，所述第一導(dǎo)線兩端伸出于所述陶瓷基體上下兩端；所述第一導(dǎo)線連接所述真空度在線檢測模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述陶瓷基體下方還設(shè)有用于檢測真空裝置內(nèi)的溫度的溫度傳感器；所述溫度傳感器與內(nèi)嵌于所述陶瓷基體內(nèi)的第二導(dǎo)線連接；所述第二導(dǎo)線連接所述真空度在線檢測模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的真空度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述陶瓷基體為圓柱狀，其外側(cè)表面設(shè)有密封槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述真空度在線檢測模塊包括微控制器，所述微控制器連接有通訊電路和電源電路；所述真空在線檢測密封塞通過定流電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞依次通過電流采樣電路、第一A/D轉(zhuǎn)換電路與所述微控制器連接；所述真空在線檢測密封塞還依次通過差分放大電路、第二 A/D轉(zhuǎn)換電路與微控制器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的真空度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述真空度在線檢測模塊和數(shù)據(jù)采集終端通過各自內(nèi)部的通訊電路和通訊模塊通信連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種真空度在線檢測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)采集終端、真空度在線檢測模塊、真空在線檢測密封塞；所述真空在線檢測密封塞用于獲取真空設(shè)備內(nèi)的真空數(shù)據(jù)；所述真空度在線檢測模塊用于對真空在線檢測密封塞獲取的真空數(shù)據(jù)進行處理得到真空設(shè)備真空層的真空度；所述數(shù)據(jù)采集終端用于獲取至少一個真空度在線檢測模塊送來的真空度數(shù)據(jù)，并根據(jù)該真空度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)真空度參數(shù)的比較結(jié)果進行報警提示和/或輸出控制真空設(shè)備關(guān)閉信號。本發(fā)明真空度在線檢測系統(tǒng)實現(xiàn)對真空設(shè)備的真空度進行在線檢測，可檢測多個目標(biāo)，有效起到安全隱患防范作用，降低設(shè)備真空泄露率及事故發(fā)生率，保障使用安全。
文檔編號G01L21/14GK103196628SQ20131007498
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者鄭文宸, 鐘驍, 段宇麟, 明長友, 羅存益 申請人:成都倍特科技有限責(zé)任公司