渣油液位检测装置

　　渣油的熔点较高,给贮运带来一定的困难,特别是人工装车时,要时刻监视渣油的液位。要实现渣油装车的自动化,可以通过检测渣油的液位来实现,但通常的液位检测方法不适合渣油。由于渣油一般在60℃以上进行贮运,利用此特点,我们用温差检测方法设计制作了一台渣油液位检测装置。

　　1　工作原理

　　渣油的温度在不同的时间可能不同,但在装车时,同一油箱的渣油温度基本上相同,刚流下来的油与油箱内的油表层的温度更加接近。但是箱内空气温度不均匀,存在温度梯度。我们用两个温度传感器制作一个温差探头,两温度传感器沿竖直方向相距3～5cm固定。上传感器用来测量刚流下油的温度,下传感器用来测量油箱内油表层的温度。温差探头安装在加油管的正下方的控制液位线上,加油时,油可以淋在上传感器上。下传感器用一个下端开口的筒套好,使淋下来的油不接触它,且淋下来的热油与下传感器之间有一层空气,在油未淹没下传感器时,上传感器的温度总高于下传感器。只有当油面接触到下传感器后,两传感器处的温度接近相同,此时表明油位已达到控制线。因此,将两传感器的温差信号转换成电信号,用电路处理就可以产生控制信号。

　　2　温差探头

　　温差探头是检测装置的关键部件,我们用两个AD590作为上、下温度传感器。由于AD590是温度-电流传感器,适宜远距离传送。它的测温范围为-55℃～+150℃,线性度好(线性电流输出为1μA/K)。因此, AD590完全可以适应渣油的温度测量。另外为了减少使用时传感器器上的残留渣油,保证重复使用精度,两传感器应分别装在表面光洁的圆锥顶端(见图1)。

　　3　检测电路

　　检测电路的主要作用是将温差电流信号变换为电压信号,然后放大、比较,保证温差大于预定温差值时不输出控制信号,而温差小于预定值时输出控制信号。参考电路(见图2)放大器用一块LM324。LM324的4个运放分别构成:电流-电压变换部分;放大、调节部分;比较输出部分。若上、下温度传感器的温差为ΔT,则两传感器的串联点有温差电流输出,且ΔIT=kΔT(其中k=1μA/K)。该温差电流流过电阻R0,从而将温差电流转换成温差电压:ΔUT=ΔITR0=kR0ΔT,该温差电压由运放2和运放3进行放大。调节电位器W2可改变运放3的放大倍数。

　　电路制作成功后,要作如下的调试:首先将温差探头浸在温度均匀的水中,将W2调到中间位置,用万用表测量运放3的输出端对地电压。通过调节电位器W1,使运放3的输出端对地电压为+2V左右。然后使上传感器的温度比下传感器的温度高3℃左右,再用万用表测量运放3的输出端对地电压,通过微调W2使其值为-5V左右。按上述方法调试后,基本上可以保证温度每变化1℃,运放3的输出电压变化2 V左右。当上、下温度传感器的温差在0.5℃以内,由运放4构成的比较器,对地输出电压V0为-5V以下;当温差大于0.5℃时,输出电压V0为+5V以上。因此,比较器的输出电压V0能反映渣油的液位变化,V0可以作为控制信号,即:V0>+5V表示渣油液位未到控制线、V0<-5V时,表示已到控制液位。