专利名称：延迟焦化装置焦碳塔水力除焦动态监测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及延迟焦化装置水力除焦技术领域，具体是一种对水力除焦过程中焦碳塔内部除焦状态进行自动监测的动态监测器。
背景技术：
延迟焦化装置水力除焦是石化生产中的一个环节，需要清除的焦碳在焦碳塔内。只有将焦碳塔内的焦碳清除干净，才能为下一个生产循环做准备。在除焦过程中，有三种状态无法观查或直接检测。分别为剩余焦碳的厚度或焦碳是否清除干净、切焦器两种工况(钻孔和切焦)的转换状态、焦碳的生成高度。目前实际生产过程中，主要是依靠操作工人的工作经验，通过耳听塔内发出的噪声和观看塔底溜焦槽出水的干净程度来进行判断，这种判断会受天气、四季、昼夜等环境变化的影响而出现偏差。因为需要人为判断，操作工人必须在焦碳塔顶进行生产操作，一方面噪声和焦碳塔泄露的气体会对人身产生损害，另一方面泄露的气体可能产生安全事故，危及生命。目前国外已有基于焦碳厚度检测的技术方案，在国内极少厂家应用，但这一方案采用多个传感器采集信号，用模拟量传输，信号集中处理，抗干扰能力差，为减少互相干扰，每路信号需用专用电缆，不利于远距离传输，操作工人也须在焦碳塔顶进行生产操作。
发明内容为克服现有技术的不足，本实用新型的发明目的在于提供的一种延迟焦化装置焦碳塔水力除焦动态监测器，使得操作工人远离产生现场完成生产作业。为实现上述目的，本实用新型的除焦动态监测器的防护壳体内装有内嵌振动传感器、PCB电路板和电缆插座，内嵌振动传感器通过螺塞固定在防护壳体上；内嵌振动传感器的信号通过引线与PCB电路板相连；PCB电路板的供电端子和通讯线路端子通过引线连接到电缆插座；电缆插座与防护壳体之间、防护壳体的上下结构件之间装有密封圈。所述多个除焦动态监测器分别通过探头经保温层垂直固定在焦碳塔的外壁上，通过紧定螺钉锁紧。所述内嵌振动传感器内、用于振动信号提取的压电陶瓷片夹在两个绝缘垫圈之间，绝缘垫圈的外径大于压电陶瓷片外径，以使压电陶瓷片与防护壳体绝缘。所述PCB电路板由前置信号放大器、可编程增益放大器、抗混叠滤波器、模数转换器、数字分析处理单元、数字通讯处理单元及通讯驱动单元组成；通讯线路可以是RS485、RS422、CAN为基础的有线或无线通道，通讯驱动单元与数字通讯处理单元通过电气隔离，隔离方式可以是光电模式、也可以是磁电模式。所述每个除焦动态监测器都有唯一的、用于区分不同除焦动态监测器的数字物理地址，地址分别保存在除焦动态监测器内。本实用新型通过安装在焦碳塔塔壁外侧的具有内嵌振动传感器、信号放大、数字分析处理及数字通讯的一体化监测设置，将焦碳塔内部的振动特征提取出来，通过标准的数字通讯线路远距离传送给上位机，用数据和图像的方式显示出来。具有提取剩余焦碳厚度或焦碳是否清除干净、切焦器两种工况(钻孔和切焦)转换状态、焦碳生成高度的自动监测功能。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型内嵌振动传感器安装结构图。图3是本实用新型的安装示意图。图4是本实用新型的电结构框图。图5是本实用新型的连接示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本实用新型的除焦动态监测器20的防护壳体I内装有内嵌振动传感器2、PCB电路板3和电缆插座4,电缆插座4与防护壳体I之间、以及防护壳体I的上下结构件之间装有密封圈5，以防止危险气体和水进入；内嵌振动传感器2通过信号引线与PCB电路板3相连，PCB电路板3的供电端子和通讯线路端子通过引线与电缆插座4相连；多个除焦动态监测器分别通过探头19经保温层22垂直固定在焦碳塔18的外壁上，通过紧定螺钉6锁紧，防护壳体I由轻金属制成，形成电磁屏障。本实用新型的内嵌振动传感器2的主体是压电陶瓷片8，负责振动信号的提取。压电陶瓷片8夹在两个绝缘垫圈7之间，绝缘垫圈7的外径大于压电陶瓷片8的外沿径，使得压电陶瓷片8与防护壳体I绝缘。经绝缘处理的内嵌振动传感器2通过螺塞9固定在防护壳体I上。经此处理的内嵌振动传感器2具有较好的抗干扰性和安装的便捷性。如图4、图5所示，本实用新型的PCB电路板3上设计有前置信号放大器10、可编程增益放大器11、抗混叠滤波器12、模数转换器13、数字分析处理单元14、数字通讯处理单元15及通讯驱动单元16。前置信号放大器10、可编程增益放大器11、抗混叠滤波器12采用运算放大器为主要放大元件。由内嵌振动传感器2转换的微弱电信号经前置信号放大器10放大，再由可编程增益放大器11进行二次放大到适合数字分析处理单元14处理的电平上，数字分析处理单元14对送入的电信号进行数理分析，找出焦碳层厚度变化的特征参数、切焦器两种工况(钻孔和切焦)转换的特征参数以及焦碳生成高度的特征参数，分析的结果由数字通讯处理单元15按约定的通讯协议通过通讯驱动单元16发送到上位机，上位机21可以是计算机系统，也可以是PLC可编程控制系统，也可以是DCS集散控制系统。本实用新型采用可编程增益放大器11的目的是:不同的延迟焦化装置塔高和塔的直径不一样、水力除焦用的高压水压力也不尽相同、切焦器的喷嘴磨损都可能使采集到信号强度发生变化，通过可编程增益放大器11使除焦动态监测器具有适应不同使用条件的自学习特性。本实用新型的数字分析处理单元14是传感器分布处理的一种信号处理方式，与集中处理的方案不同的是:各除焦动态监测器20只对自己采集的信号进行处理，处理速度超过250次/每秒，各除焦动态监测器20之间的信号没有干扰，为实现远距离传输提供保证。而集中处理方案是由一个处理器同时处理多路信号。[0020]本实用新型的技术解决方案中采用的数字通讯处理单元15及通讯驱动单元16用于将分析的数据安全、可靠的传送到上位机21。其优点是:多个除焦动态监测器20并联到一条通讯线路17上进行数据传送的，抗干扰性强、可实现远距离传输。数字通讯处理单元15将数字分析处理单元14分析处理好的数据进行编码，再由通讯驱动单元16将编码加载到通讯线路17上。通讯线路17可以是RS485、RS422、CAN为基础的有线或无线通道等。通讯驱动单元16与数字通讯处理单元15通过电气隔离，进一步提高抗干扰能力，隔离方式可以是光电模式、也可以是磁电模式。本实用新型的每个除焦动态监测器20都有唯一的数字物理地址。这个地址保存在除焦动态监测器20内的固定位置，是区分不同除焦动态监测器的唯一方法。
权利要求1.一种延迟焦化装置焦碳塔水力除焦动态监测器，其特征在于:除焦动态监测器(20)的防护壳体(I)内装有内嵌振动传感器(2)、PCB电路板(3)和电缆插座(4)，内嵌振动传感器(2)通过螺塞(9)固定在防护壳体(I)上；内嵌振动传感器(2)的信号通过引线与PCB电路板(3)相连；PCB电路板(3)的供电端子和通讯线路端子通过引线连接到电缆插座(4)；电缆插座(4)与防护壳体(I)之间、防护壳体(I)的上下结构件之间装有密封圈(5)。
2.根据权利要求1所述的延迟焦化装置焦碳塔水力除焦动态监测器，其特征在于:所述多个除焦动态监测器(20)分别通过探头(19)经保温层(22)垂直固定在焦碳塔(18)的外壁上，通过紧定螺钉(6)锁紧。
3.根据权利要求1所述的延迟焦化装置焦碳塔水力除焦动态监测器，其特征在于:所述内嵌振动传感器(2)内、用于振动信号提取的压电陶瓷片(8)夹在两个绝缘垫圈(7)之间，绝缘垫圈(7)的外径大于压电陶瓷片(8)外径，以使压电陶瓷片(8)与防护壳体(I)绝缘。
4.根据权利要求1所述的延迟焦化装置焦碳塔水力除焦动态监测器，其特征在于:所述PCB电路板(3)由前置信号放大器(10)、可编程增益放大器(11)、抗混叠滤波器(12)、模数转换器(13)、数字分析处理单元(14)、数字通讯处理单元(15)及通讯驱动单元(16)组成；通讯线路可以是RS485、RS422、CAN为基础的有线或无线通道，通讯驱动单元(16)与数字通讯处理单元(15)通过电气隔离，隔离方式可以是光电模式、也可以是磁电模式。
5.根据权利要求1所述的延迟焦化装置焦碳塔水力除焦动态监测器，其特征在于:所述每个除焦动态监测器(20)都有唯一的、用于区分不同除焦动态监测器(20)的数字物理地址，地址分别保存在除焦动态监测器(20)内。
专利摘要一种延迟焦化装置焦碳塔水力除焦动态监测器。涉及延迟焦化装置水力除焦领域。除焦动态监测器的防护壳体内装有内嵌振动传感器、PCB电路板和电缆插座，内嵌振动传感器通过螺塞固定在防护壳体上；内嵌振动传感器与PCB电路板相连，PCB电路板与电缆插座连接；电缆插座与防护壳体之间、防护壳体上下结构件之间装有密封圈。本实用新型通过安装在焦碳塔塔壁外侧的具有内嵌振动传感器、信号放大、数字分析处理及数字通讯的一体化监测设置，将焦碳塔内部振动特征提取出来，通过标准数字通讯线路远距离传送给上位机，用数据和图像的方式显示出来。具有提取剩余焦碳厚度或焦碳是否清除干净、切焦器钻孔和切焦转换状态、焦碳生成高度自动监测功能。
文档编号G01B7/06GK203011337SQ201220697969
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者王建平, 任腾飞, 周继业, 刘俊 申请人:襄阳航生石化环保设备有限公司
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