油罐数字压力表设计探讨

肖硕武，邹 旺

（湖南汽车工程职业学院，湖南株洲 412000）

油罐数字压力表设计探讨

肖硕武，邹 旺

（湖南汽车工程职业学院，湖南株洲 412000）

油罐常用U型压力计或机械式压力表作为压力监控设备，可靠性能低。立足数字仪表的深入发展，探讨设计一种用于油罐的压力监控仪表，可对压力的精确测量、显示等功能的基础上，实现对压力的远程监控，有利于进一步提高油库管理的信息化、自动化水平。

油罐；数字压力表；设计

Abstract：U type pressure gauge or mechanical pressure gauge is used as pressure monitoring equipment in oil tank，and its reliability is low.Based on the in-depth development of digital instrument，explore the design of a monitoring instrument for pressure tank，the foundation can accurately measure and display function of pressure on the realization of remote monitoring of the pressure，is conducive to further improve the oil depot management informatization，automation level.

Key words：oil tank；digital pressure gauge；design

在油料储存过程中，为了防止油罐内外压差过大，特别是负压过大损坏油罐，油库需要安装U型压力计等压力监控装置对罐内压力进行监控。目前油库比较普遍使用的是U型压力计，该装置具有结构简单、成本低廉、安装简便等优点，然而，在长期的使用过程中，也暴露了许多问题，是油库不可忽视的安全隐患。

1 油罐压力监控存在的主要问题

1.1 U型压力计

U型压力计因其简单、廉价的优点使其在过去很长一段时间内得到了广泛运用，同时，其弊端也是显而易见和不可忽视的。

（1）做工粗糙，影响压力计效能的正常发挥。压力计内部的U型管用普通的塑料线卡固定，固定不牢靠，很容易发生松动和脱落，影响正常使用。

（2）开放的U型压力计容易导致指示液氧化挥发和异物侵入。

（3）密封性能差，引起连通胶管中油气泄露。

（4）信息化程度低，无法实现储油信息的自动化。

1.2 机械式微压力检测仪表

此类仪表近年才被研制出现，具有优于U型压力计的诸多特点。

（1）外形简洁美观。采用圆形表盘不锈钢外壳，体积较小，检查维护方便。

（2）全封闭式设计。采用了金属外壳封装，能有效防止灰尘等异物侵入到仪表内部，保证仪表内部工作环境良好。

（3）指针表盘指示压力。该仪表通过波纹管感应气体压力驱动指针旋转，表盘上标识刻度识别气体压力，指针位置可以准确地显示压力数据。

（4）可进行信号传输，实现远程监控。该仪表可将波纹管的机械位移转换成电讯号，并通过线路输出到微机等显示终端，对压力进行实时监控并可实现压力报警功能。

2 油罐数字压力表需求分析

基于对行业现状的分析，可以得出结论：现有压力监控装置仍然不能满足行业的需要。随着传感技术的发展，为研制新的替代产品提供了可能。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。基于新的压力传感器，提出了全新的解决方案，设计一种油罐数字压力表，该装置满足如下使用要求：

1）户外工作稳定性好（工作寿命>6a）、精度高（最小精确到1mmH2O）、重复性好、低温漂；

2）铝合金外壳，坚固抗震，本安防爆，防水防尘；

3）具有反相保护、限流保护功能和增强型防雷保护功能，适合比较恶劣的现场环境；

4）微功耗，独立电池供电，每组电池可3～5a连续供电，并具有电池容量报警功能；

5）动态位液晶数字显示（相当于41/2位），可以显示压力数值和时间，压力显示值单位为Pa或mmH2O；

6）远程对压力监控，可通过通信电缆远程传输压力信号，实现远距离终端的压力同步监控；

7）可选RS485、RS232等通讯模块；

8）可选4～20mA、0～5V、1～5V、或特殊要求的模拟信号输出模块；

9）可选峰值测试功能，300～500次/s的采集速率可保证峰值的真实性；

10）具备在线检测功能。

3 基本工作原理

该装置安装于油罐上，通过压力传感器与油罐内气体空间接触，感应油罐内气体压力后，将压力转换为对应的模拟电信号，经过信号处理电路处理，将模拟信号转换成数字信号，并在液晶显示屏上显示压力数值，方便巡查工作人员检查罐内空间压力是否在正常范围内。当负压或正压超过规定数值时，装置本身能发出声光报警，提示现场工作人员及时采取措施保护油罐。装置采用了低功耗电路，可采用电池供电，减少了电缆供电的麻烦，电池可连续工作3～5a，稳定性良好。

4 应用前景分析

该仪表防爆性能优良、使用维护方便、稳定性优良、通用性能好，在军地油库和加油站均可得到应用，可靠性和稳定性等完全超越现有装置，可在油料行业中进行推广。

1）安全防爆。根据该压力监控装置所处爆炸危险场所的特殊性，设计采用本质安全型防爆，可通过管道连接安装在任何方便查库人员巡检的位置。因此一般安装于油罐顶部，也可根据实际需要设置于油罐周围任何位置上。因此该装置适用于任何军内外油料仓库使用环境，是保障油库安全的利器。

2）使用维护方便。该装置通过液晶窗口显示压力数值，直接明了，测量精确，巡检人员非常容易对油罐的压力状况进行判断，同时能显示当前查库时间，还设计了声光报警功能，提醒巡检人员或远程控制终端掌握情况并及时处置。

3）稳定性优良。装置使用独立电池供电，采用微功耗电路设计，使电池连续稳定工作时间达到1a以上，期间根本无需进行检修。控制电路采用单片机电路，其本身具备的稳定性赋予了装置优良的稳定性能，确保了装置长时间无故障工作。

4）经济适用。由于该装置的信息化、自动化程度高，决定了其成本必然有所提高。一旦产品得到推广，产品形成规模化生产，成本将得到大幅度降低，达到客户满意的程度。同时，由于其稳定的工作性能，一次投资多年收益，油库安全得到有效保证，从这个角度来说是符合经济适用要求的。

[1] 郭睿.智能数字压力表设计[J].机电信息，2011，（21）.

Discussion on Design of Digital Pressure Gauge for Oil Tank

Xiao Shuo-wu，Zou Wang

TP391.41

A

1003–6490（2017）09–0109–02

2017–06–12

肖硕武（1984—），女，湖南株洲人，讲师，主要从事艺术设计专业教学工作。