储油罐超声波油量液位检测仪毕业
摘要
课题针对储油罐油量液位检测的实际问题，开发了一种使用单片机的超声波液位测量仪。介绍了液位测量仪的现状及发展趋势，深入讨论了用超声波作为信号源进行液位测量的可行性及优越性，以及产生误差的各种原因，并提出了相应的解决办法。本课题详细介绍了超声波传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT89C51单片机的性能和特点，并在分析了超声波测距原理的基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题。
超声波液位测量仪利用超声波对油量液位进行自动检测和数据处理，给出了以单片机AT89C51为核心的低成本、高精度、微型化数字显示的硬件电路和软件设计方法。该系统硬件电路设计包含了超声波发射电路、接收电路、温度补偿电路和相应的控制电路。软件设计中，我们采用模块化程序设计思想，将软件分为超声波驱动与数据处理模块、功能模块两大类。这套系统软硬件设计合理、工作稳定、性能良好、检测速度快、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到设计的要求。
关键词：单片机；超声波；液位测量
Research on Oil Tank level Measurement System
Abstract
This research on oil tank level measure system for the practical problems, developed a single chip using ultrasonic wave level measurement. Liquid level measuring instrument introduced status and development trends, in-depth discussion of the use of ultrasound as the signal source level measurement feasibility and superiority, and various reasons of generating errors, and put forward the corresponding of the solution. This subject has introduced principle and characteristic of the ultrasonic sensor in details, and the performance and characteristic of one-chip computer AT89C51 of Atmel Company ,and on the basis of analyzing principle that ultrasonic wave finds range ,the systematic thinking and questions needed to consider that have pointed out.
Ultrasonic level meter using ultrasonic fuel level detection make automatic detection and data processing. At the core of the design using AT89C51 low-cost, high accuracy, Micro figures show that the ultrasonic range finder hardware and software design methods. The hardware circuit includes ultrasonic transmitter circuit, receiver circuit, temperature compensation circuit and the corresponding control circuit. Software design, we design a modular program, the software is divided into ultrasonic drive and data processing modules, function modules into two categories. This circuit of system is reasonable in design, working stability, performance good measuring speeding soon , calculating simple , easy to accomplish real-time control ,and it can reach industry's practical demand in measuring the precision.
Keywords: Single Chip Microcomputer; Ultrasonic Wave; Liquid Level Measurement
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
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作者签名：日期：
目录
摘要.................................................. I ABSTRACT ............................................... II 第1章绪论 (1)
1.1液位测量仪的现状 (1)
1.1.1 液位测量仪的现状 (1)
1.1.2 储罐液位测量仪表的现状 (3)
1.2超声波油量测量仪的研究目的及意义 (3)
1.3超声波油量测量仪的研究内容 (4)
第2章超声波油量测量仪测量原理 (5)
2.1概述 (5)
2.2超声波传感器工作原理 (5)
2.2.1 超声波传感器基本结构及工作原理 (5)
2.2.2 超声波传感器的检测方式 (7)
2.2.3 T/R40超声波传感器 (8)
2.3超声波油量测量仪测量原理 (10)
2.3.1 测量原理 (10)
2.3.2 超声波测距的理论分析 (11)
第3章超声波油量测量仪的总体设计及硬件设计 (15)
3.1超声波油量测量仪的总体设计 (15)
3.1.1 总体设计思想 (15)
3.1.2 工作过程 (15)
3.2超声波油量测量仪的硬件设计思想 (16)
3.3AT89C51单片机最小系统 (16)
3.4超声波发射电路设计 (19)
3.4.1 超声波发射电路功能 (19)
3.4.2 超声波发射电路原理图 (20)
3.5超声波接收电路 (21)
3.5.1 超声波接收电路功能 (21)
3.5.2 超声波接收电路原理图 (21)
3.68279接口电路与键盘显示电路 (22)
3.6.1 可编程键盘/显示器接口芯片8279简介 (22)
3.6.2 8279接口电路设计 (24)
3.6.3 MC1413介绍 (25)
3.7蜂鸣音报警接口 (25)
第4章软件设计 (27)
4.1软件总体设计 (27)
4.1.1 软件设计总体框图 (27)
4.1.2 软件程序中各部分模块介绍 (27)
4.2超声波驱动与数据处理模块 (28)
4.2.1 超声波发射程序 (29)
4.2.2 外部中断0的中断服务程序 (29)
4.3功能模块 (29)
4.4键盘与显示子程序 (30)
第5章误差分析 (33)
5.1声速随温度变化的情况分析以及补偿方法 (33)
5.2渡越时间对测量结果的影响及减小误差的办法 (34)
结束语 (35)
致谢 (36)
参考文献 (37)
附录 (39)
石油库储油罐区防火设计 储油罐区是石油库的核心和主体，通常包括储油罐、防火堤及消防设施等，主要用于接收、储存和输转成品油，通过装卸油栈桥向铁路槽车装运成品油，汁量所储存和输送的成品油。油罐区作为石油产晶的蓄水池和调节器对石油樗生产和流通过程实施调节作用；作为油品的储存场所，对石油产品在相对停滞时起保护作用，便于对油品数量、质量的监督和检查；作为战略物资基地起到备战备荒的作用。石油库的破坏性事故大多数是油罐、油罐区发生爆炸火灾事故。油罐愈大愈难扑救，造成的损失愈大。油罐区的规范设计和安全防范措施直接影响到其功能、作用的发挥及生产运营的安全。 1油罐区总容量的确定 油库容量的确定要考虑的因素较多，包括油库的类别和任务、油品来源的难易程度、油品供应范围、供需变化规律、进出油品的运输条件等，有时还与国际石油市场的变化形势有密切关系。确定石油库容量的方法有周转系数法和储存天数法。民航机场油库应符合《民用机场供油工程建设技术规范》(MH．I5008—2005)的要求．军用油库的容量应按军队相关规范进行确定。商业油库一般采用周转系数法，石油化工企业的储运系统工程一般采用储存天数方法计算油罐容量。 1．1周转系数法 周转系数就是某种油品的油罐在一年内被周转使用的次数。即： 周转系数（K）=某油品的年周转量/储备设备有效容量（1） 可见，周转系数越大，储油设备的利用率越高，储油成本越低。各种油品的设汁容量可由式(2)求得： K值的大小对确定油罐容量非常关键，但K值的确定是最困难的。它和油库的类型、业务性质、国民经济发展趋势、交通运输条件、油品市场变化规律等因素有着密切的关系。不能用公式简单计算出来，简单地指定一个数字范围也是不科学的。如有的资料提出，在我国新设计的商业油库中，对一、二级油库K值取1～3，三级及其以下油库K值取4～8，这显然是过于保守的，即储油设备的利用率偏低，库容偏大，基建投资大，投资回收年限长。K 值的大小应根据建库指令或项目建议书要求与建库单位协商确定。 油罐的储存系数η是指油罐储存油品的容量和油罐理论计算容量之比。在《石油化工企业储运系统罐区设计规范》SH 3007中对油罐储存系数规定是：固定顶罐，罐容1000m3事，η=0.90。浮顶罐和内浮顶罐，η0.90。球罐和卧罐，η=0.90。 1．2 储存天数法 对某种油品的年周转量按该油品每年的操作天数均分，作为该油品的一天储存量，再确定该油品需要多少天的储存量才能满足油库正常的业务要求，并由此计算出该种油品的设计容量。计算方法如式(3)。 石油化工企业的储运系统工程油罐的储存天数一般取决于原油的供应来源、交通运输条件、生产装置开停工情况及油品出厂方式等因素。《石油化工企业储运系统罐区设计规范》SH3007规定成品油储存天数见表1。 表1 成品油储存天数 1．3 民航机场油库容量的确定 民航机场油库建设容量应满足《民用机场供油工程建设技术规范》(MHU5008—2005)的规定：“应按近期目标年预测的机场发展阶段规划、机型组合及所需用油量、油源、运输条件等因素综合确定。油库容量宜按近期目标年预测30d供油量规划、设计。可分期建设，但
10 11 12
施工方案13
§ 1.1 总体施工方案 1、液压提升倒装自动焊工艺 a、本工程二台20000m3内浮顶罐采用液压提升倒装自动焊工艺进行施工，施工工艺流程图如后图 所示。 b、罐底板、罐壁板在本部生产基地进行深度工厂化预制，利用进口的龙门自动切割机，切割 下料和坡口加工一次成型。 c、油罐纵缝和环缝外口采用CO2气体保护自动焊，内口采用CO2气体保护半自动焊；油罐 底板采用埋弧焊+碎丝焊。 2、液压提升倒装自动焊施工工艺流程图
§ 1.2 油罐预制方案 1、罐底预制 a、罐底预制主要是弓形边缘板和中幅板的切割。罐底中幅板、边缘板采用净料预制技术, 用龙门自动切割机切割钢板的直边和坡口，罐底边缘板弧线采用半自动火焰切割机切割。 b、罐底板预程序如下： c、底板预制前应绘制排板图，并应符合下列规定 罐底的排板直径，宜按设计直径放大0.1 % -0.2 % ; 边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸，不得小于700mm 弓形边缘板的对接接头，宜采用不等间隙，外侧间隙宜为6-7mm内侧间隙宜为8-12mm 中幅板的宽度不得小于1000mm长度不得小于2000mm 底板任意相邻焊逢之间的距离不得小于200mm d
测量部位允许偏差（mr） 长度AB CD± 2 对角线之差AD-BC< 3 宽度AC, BD EF± 2 2、壁板预制 a、壁板预制主要为板料检验、切割下料和滚圆三个过程，进行工厂化施工，壁板预制工艺 流程如下： b、壁板预制前，根据设计要求、施工规范及钢板实际到货规格绘制排板图，报设计及监理 单位批准，并应符合下列要求： 底圈壁板纵缝，宜向同一方向逐圈错开，其间距不得小于500mm 底圈壁板纵向焊缝与罐底边缘板的对接缝之间的间距不得小于200mm 罐壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与罐壁纵向焊缝之间的距离，不得小于200 mm 与环向焊缝之间的距离，不得小于100 mm； 包边槽钢对接接头与罐板纵向焊缝之间的距离不得小于200mm 壁板宽度为1800mm长度不得小于6000mm 壁板尺寸的允许偏差应符合下表: 测量部位允许偏差（mr） 中幅板尺寸测量部位 二厂f 1 \ \ r / F 1 弓形边缘板尺寸测量部位
《单片机原理及应用》 课程设计报告书 课题名称超声波液位检测仪 姓名 学号 专业 指导教师 机电与控制工程学院 年月日 任务书 一、课题名称 超声波液位检测仪的设计与制作 二、设计内容及要求 1、以单片机为核心，设计一个液位检测系统 2、测量数据由液晶显示 3、系统要有一定的可靠性和一定的测量精度 目录 1、绪论 (1) 2、方案论证 (2) 3、方案说明 (4) 4、硬件方案设计 (8) 5、软件方案设计 (12) 6、调试 (22) 7、技术小结 (23) 8、参考文献 (24) 1、绪论 随着各行业的快速发展，液位测量已应用到越来越多的领域，不仅用于各种容器、管道内液体
液位的测量，还用于水渠、水库、江河、湖海水位的测量。这些领域使用传统的液位测量手段已经无法满足对其精确性的要求，所以超声波液位测量这种新的测量方向已经成为一种新的手段被广泛的应用。 在目前市场上，按测量液位的感应元件与被测液体是否接触，液位仪表可以分为接触型和非接触型两大类。接触型液位测量主要有:人工检尺法、浮子测量装置、伺服式液位计、电容式液位计以及磁致伸缩液位计等。它们的共同点是测量的感应元件与被测液体接触，即都存在着与被测液体相接触的测量部件且多数带有可动部件。因此存在一定的磨损且容易被液体沾污或粘住，尤其是杆式结构装置，还需有较大的安装空间，不方便安装和检修。 非接触型液位测量主要有微波雷达液位计、射线液位计以及激光液位计等。顾名思义，这类测量仪表的共同特点是测量的感应元件与被测液体不接触。因此测量部件不受被测介质影响，也不影响被测介质，因而其适用范围较为广泛，可用于接触型测量仪表不能满足的特殊场合，如粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶的介质。 超声波液位测量计就属于非接触型液位测量的一种，所以它也有不受被测介质影响，不影响被测介质，能适应粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶、高温、高压、低温、低压、有辐射性、毒性、易挥发易爆等特殊介质的测量的特点，能适应的范围比其它的测量手段更广泛。 本次课程设计，将对超声波液位检测系统进行介绍。 2、方案论证 液位计量仪表早期大多采用机械原理,但近年来随着电子技术的应用，逐步向机电一体化发展，并且发展了许多新的测量原理。在传统原理中也渗透了电子技术及微机技术，结构有了很大的改善、功能有了很大的提高。尤其是近二十年来，随着微处理器的引入，测量仪表更是发生了革命性的变化。液位计的量程从几米到几十米，测量精度亦大大提高。根据液位测量所涉及的液体存储容器、被测介质以及工艺过程的不同，液位计类型的选用也不同。在进行液位测量前，必须充分了解液位测量的工艺特点，以此作为液位计设计过程中的参考因素。 因此，可根据系统的工作原理的不同，设计出三种不同的液位检测方法。 方法一： 根据连通器原理，可以直接用与被测容器连通的玻璃管或玻璃板来显示容器中的液位高度，他是最原始但仍应用较多的一种液位测量仪表，另外，利用侵入式刻度钢皮尺直接测量液面高度的人工检尺法也是应用较广泛的液位计量方法，尤其是在大型油罐储油量中，也可把它用作现场检验其他测量仪表的参考手段。其精度一般为2mm的人为误差。
超声波检测仪工作原理 超声波检测仪是一种常用的检测仪器，北京布莱迪超声波检测仪具有精确 度高、稳定性好、使用灵活、携带方便、适用范围广等优点，在多个领域中都 有一定的应用。今天小编主要来介绍一下超声波检测仪工作原理，希望可以帮 助用户更好的使用超声波检测仪。超声波检测仪工作原理 如果一个容器内或管道内充满气体,当其内部压强大于外部压强时,由于内外 压差较大,一旦容器有漏孔,气体就会从漏孔冲出。当漏孔尺寸较小且雷诺数较 高时,冲出气体就会形成湍流,湍流在漏孔附近会产生一定频率的声波,声波振动 的频率与漏孔尺寸有关,漏孔较大时人耳可听到漏气声,漏孔很小且声波频率大 于20kHz 时,人耳就听不到了,但它们能在空气中传播,被称作空载超声波。超声波是高频短波信号,其强度随着传播距离的增加而迅速衰减。超声波具有指向性。利用这个这个特征，即可判断出正确的泄漏位置 超声波检测仪泄漏检测系统不同于特定气体感应器受限于它所设计来感应的 特定气体，而是以声音来检测。 任何气体通过泄漏孔都会产生涡流，会有超音波的波段的部份，使得超音波 检测仪泄漏检测系统能够感应任何种类的气体泄漏。 用超声波检测仪泄漏检测系统扫描，可从耳机听到泄漏声或看到数位信号的 变动。越接近泄漏点，越明显。若现场环境吵杂，可用橡皮管缩小接收区和遮蔽拮抗超音波。 另外超音波检测仪泄漏检测系统的频率调整能力也使得背景噪音干扰减少。 可检查气压系统，测试电信公司所用的压力电缆等。桶槽、管路、及软管都可 借加压而检测，以及真空系统，涡流排气，柴油引擎燃料吸入系统，真空舱， 船舶舱间，水密门，材料处理系统，压力容器及管道的内外气液泄漏等。
油库、储罐的危险性分析 储罐在人们的生活中扮演者不可或缺的角色，小到家用的煤气罐，大到国家战略储备的大型储罐，甚至有时我们在大街上会看到大型储罐车。可以说我们的生活离不开储罐，与之相伴。可是，储罐有时又是十分危险的东西，近年来，不时发生着与之相关的爆炸火灾事故，酿成惨剧。储罐和油库事故无非由以下三个因素造成：人的因素（失误、管理）、物的因素（失效）、环境因素（自然） 一．首先来分析环境因素可能对油库、储罐带来的危险性。 1.雷电。雷电是常见的自然现象，雷电中携带的能量和高电流给油库的安全 带来很大的威胁，在现实中造成了很多事故。雷击对油库的危害有四种形式：直接雷击；雷电副作；雷电波引入；反击。近十年来，仅全国石油储罐发生雷击事故就有二十余起。典型的黄岛油库遭雷击爆炸火灾事故，造成19人死亡，79人受伤，原因是一个库区遭受对地雷击产生的感应火花，引爆油气。 2.地震。地震会使油库倾斜，严重时使油库倾覆，漏油起火，以致酿成重大 火灾事故，平移是由于地震发生时，移动了罐体，以致改变了罐与罐之间的安全距离，或发生碰撞，产生火花，也会使对接管道、法栏造成破坏。 3.洪涝。洪涝灾害引起油罐破裂，管道受损，油品大量泄露造成事故，同时 还会造成水系统污染，破坏生态环境。 4.酸雨。工业和汽车的发展，使得酸雨越来越频发，由于其呈酸性，所以会 腐蚀建筑物，油库也会受到酸雨的腐蚀，如果长期受腐蚀而不采取任何防护补救措施，油库就有可能造成损坏漏油。 二．物的因素。主要涉及储罐的结构设计，周围的设施对其可能造成的危险性油罐的设计不合理或设备老化等问题会直接或间接地造成火灾爆炸的发生。 1.间距不足，带电体与地面其他带电体，其他设备间的距离设置不足。 2.绝缘失效，选用的电气设备不合格，电气设备或线路的绝缘等级与电压等级不匹配，与使用环境不适应。 3.电气线路，电动机，变压器，开关设备，照明灯具，电热等设备缺陷，安装不当，采用不合格的电气产品，接地措施不当，管线材质低劣或施工质量差，导致强度达不到要求而出现裂缝或断裂 4.焊接不到位，导致罐体不牢靠，诱发漏油事故 5．阀门失效。阀门质量差，或长期为检修导致其失效，操作会导致漏油。 6．静电。煤油系高绝缘液体介质，具有良好的起电性能。通常，油品带电后，在油品内部及其周围都存在电场。当油品中静电场聚集至一定程度时，就可能发生放电。一般在油品内部放电不会有着火危险，但是在大气中发生放电则可能造成危害。如在罐内、油表面和其他接地体等发生放电，能引起着火或爆炸。静电是造成油罐火灾的重要原因，它通常不容易被察觉。 1989年中石化总公司海门油库发生一起油罐火灾爆炸事故，当时正在装卸煤油。经过调查发现爆炸的原因有三个。1静电产生和积聚；2管线内油品流速高达3.1-3.8m/s，大大超过了安全流速，产生大量静电，放电；3由于流速过大，产生大量油蒸气，与空气形成爆炸性混合气。 三．人的因素，主要是罐区的工作人员，或者罐车工作人员操作不当，油库管理
§1施工方案
§1.1 总体施工方案 １、液压提升倒装自动焊工艺 a、本工程二台20000m3浮顶罐采用液压提升倒装自动焊工艺进行施工，施工工艺流程图如 后图所示。 b、罐底板、罐壁板在本部生产基地进行深度工厂化预制,利用进口的龙门自动切割机,切割 下料和坡口加工一次成型。 c、油罐纵缝和环缝外口采用CO2气体保护自动焊，口采用CO2气体保护半自动焊；油 罐底板采用埋弧焊+碎丝焊。 ２、液压提升倒装自动焊施工工艺流程图
§1.2 油罐预制方案 １、罐底预制 a、罐底预制主要是弓形边缘板和中幅板的切割。罐底中幅板、边缘板采用净料预制技术， 用龙门自动切割机切割钢板的直边和坡口，罐底边缘板弧线采用半自动火焰切割机切割。 b、罐底板预程序如下： c、底板预制前应绘制排板图，并应符合下列规定 ●罐底的排板直径，宜按设计直径放大0.1％-0.2％; ●边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸，不得小于700mm； ●弓形边缘板的对接接头，宜采用不等间隙，外侧间隙宜为6-7mm；侧间隙宜为 8-12mm； ●中幅板的宽度不得小于1000mm，长度不得小于2000mm； ●底板任意相邻焊逢之间的距离不得小于200mm。 d、中幅板的尺寸允许偏差应符合下表的规定
２、壁板预制 a、壁板预制主要为板料检验、切割下料和滚圆三个过程，进行工厂化施工，壁板预制工艺 流程如下： b、壁板预制前，根据设计要求、施工规及钢板实际到货规格绘制排板图，报设计及监理单 位批准，并应符合下列要求： ●底圈壁板纵缝，宜向同一方向逐圈错开，其间距不得小于500mm； ●底圈壁板纵向焊缝与罐底边缘板的对接缝之间的间距不得小于200mm； ●罐壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与罐壁纵向焊缝之间的距离，不得小于200 mm； 与环向焊缝之间的距离，不得小于100 mm； ●包边槽钢对接接头与罐板纵向焊缝之间的距离不得小于200mm； ●壁板宽度为1800mm，长度不得小于6000mm。 ●壁板尺寸的允许偏差应符合下表：
版本修订情况
目录 1 产品介绍 (4) 1.1概述 (4) 1.2 产品特点 (4) 1.3 适用范围 (4) 1.4 基本参数 (5) 1.5 机械特性 (5) 1.5.1 传感器探头尺寸图 (5) 1.5.2 控制器尺寸图 (6) 1.6 端口定义 (6) 2 极限参数 (7) 2.1额定环境条件 (7) 2.2 额定电气条件 (7) 3电气性能 (8) 3.1 产品性能参数 (8) 4 通讯协议 (9) 4.1 协议适用范围 (9) 4.2 协议概述 (9) 4.3 协议参数格式 (9) 4.4 协议模式说明 (9) 4.4.1 自动输出模式 (9) 4.4.1.1、数据格式： (9) 4.4.1.2、示例 (10) 4.4.2 MODBUS输出模式 (10) 4.4.3 电容式油杆兼容输出模式 (11) 4.4.3.1 GPS设备读取液位命令 (11) 4.4.3 相关协议代码计算说明 (12) 5 可靠性测试条件 (13) 6 引用标准与规范 (13) 7 注意事项 (13) 8 常见故障及处理措施 (14) 9 包装规范 (15) 9.1 礼盒尺寸图示 (15) 10 产品铭牌规范 (16) 10.1 产品铭牌示例 (16)
1 产品介绍 1.1概述 超声波油量探测器（DS1309B）本产品应用超声波测量技术对油箱内的油位高度进行测量，并经过电路处理后输出标准电信号。超声波传感器外贴于油箱底部，不须与油直接接触即可对油位高度实时检测。广泛应用于各类车辆油量检测及监控，结合GPS/GPRS通讯技术，通过电脑软件管理平台，实现对车辆用油科学管理，防止偷油行为，节约车辆营运成本。 1.2 产品特点 ?静电防护设计，探头外壳与I/O引脚加入静电防护器件，符合IEC61000-4-2标准 ?宽温限工作能力，-20℃到+50℃ ?低分辨力，测量分辨力±1.5mm@25℃ ?安装简便，仅需将传感器按照说明安装在油箱底面（箱体外部）即可 ?较高的检测精度，±1.5%@常温常压下 ?数据接口多样化，产品数据接口可定制为：模拟输出（1-5V）/（4-20mA）、RS232、 RS485等 ?报警输出、产品可选配外接喇叭实现油位下限报警等功能 1.3 适用范围 ?各种车辆的油量测量（当前油量、加油、耗油、防盗油等情景） ?工业储罐液位测量，如液化气、水、油等场合 ?其它需要用到非接触式测量液体表面物理量的场合
基于超声波传感器的液位测量 1.摘要 超声波传感器应用广泛，其中液体液位的准确测量是实现生产过程检测和实时控制的重要保障，也是实现安全生产的重要环节。本文主要介绍液位的测量。液体罐内液位测量的方法有很多种，其中超声波传感器由于结构简单、体积小、费用低、信息处理简单可靠，易于小型化与集成化，并且可以进行实时控制，所以超声波测量法得到了广泛的应用。2.超声波概要 超声波是指频率高于20kHz的机械波，一般由压电效应或磁致伸缩效应产生；它沿直线传播，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强；它还具有强度大、方向性好等特点，为此，利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器。超声波传感器是利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应研制而成的传感器。超声波传感器按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，其中以压电式最为常用。压电式超声波传感器常用的材料是压电晶体和压电陶瓷，它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械震动，从而产生超声波，可作为发射探头；而正压电效应是将超声波振动转换成电信号，可作为接收探头。 3.检测方法选择 从测量范围来说，有的液位计只能测量几十厘米，有的却可达几十米。从测量条件和环境来说，有的非常简单，有的却十分复杂。例如:有的是高温高压，有的是低温或真空，有的需要防腐蚀、防辐射，有的从安装上提出苛刻的限制，有的从维护上提出严格的要求等。 按测量液位的感应元件与被测液体是否接触，液位仪表可以分为接触型和非接触型两大类。接触型液位测量主要有:人工检尺法、浮子测量装置、伺服式液位计、电容式液位计以及磁致伸缩液位计等。它们的共同点是测量的感应元件与被测液体接触，即都存在着与被测液体相接触的测量部件且多数带有可动部件。因此存在一定的磨损且容易被液体沾污或粘住，尤其是杆式结构装置，还需有较大的安装空间，不方便安装和检修。非接触型液位测量主要有超声波液位计、微波雷达液位计、射线液位计以及激光液位计等。顾名思义，这类测量仪表的共同特点是测量的感应元件与被测液体不接触。因此测量部件不受被测介质影响，也不影响被测介质，因而其适用范围较为广泛，可用于接触型测量仪表不能满足的特殊场合，如粘度高、腐蚀性强、污染性强、易结晶的介质。 根据以上几种因素得知，超声波液位计是非接触式液位计中发展最快的一种。超声波在同一种介质中传播速度相对恒定，遇到被测物体表面时会产生反射，基于此原理研制出
目录 一、仪器介绍...............................................................................................- 2 - 1、HS Q6性能特点..............................................................................- 2 - 2、HS Q6 技术参数：.........................................................................- 3 - 二、仪器的按键说明 ...................................................................................- 4 - 三、仪器各功能介绍...................................................................................- 5 - 1、全屏 .........................................................................................- 5 - 2、参数设置 .........................................................................................- 6 - 3、调校 .........................................................................................- 6 - 4、曲线制作 .........................................................................................- 7 - 5、包络 .........................................................................................- 8 - 6、工艺保存 .........................................................................................- 8 - 7、焊缝功能 .........................................................................................- 9 - 9、性能校验 ...................................................................................... - 10 - 10、频谱分析 .................................................................................... - 11 - 11、厚度测量 .................................................................................... - 11 - 12、缺陷Φ值 .................................................................................... - 11 - 四、文件管理............................................................................................ - 12 - 五、工艺文件............................................................................................ - 12 - 六、Q6外部接口使用说明 ...................................................................... - 14 - 七、仪器的安全使用、保养与维护 .........................................................- 17 -
* 贾红岩，男，工程师。1996年毕业于西安建筑科技大学总图设计与运输专业，现在中国石油工程设计有限公司华北分公司从事总图设计工作，担任总图道路运输组组长。通信地址：河北省任丘市中国石油工程设计有限公司华北分公司建筑工程室，062552 贾红岩*1 郭慧军1 张永东2 （1.中国石油工程集团设计有限责任公司华北分公司；2.冀东油田分公司油气集输公司） 贾红岩等. 大型油库的总图设计. 石油规划设计，2009，20（6）：38～41 摘要 大型油库总图设计的特点是涉及到的面很多、灵活性强、综合性强。结合实际工程及多年的总图设计经验，对大型油库的库址选择、总平面设计、罐容及罐间距的确定、出入口及交通运输设计、防洪排涝、罐区防渗、综合经济比较等总图设计的各个方面进行了全面的分析和探讨，为大型油库总图设计提供了参考。 关键词 大型油库 特点 总图设计 库址选择 总平面设计 防洪 防渗 比较 1 大型油库的特点 油库一般包括储油罐区、生产区、辅助生产区、水处理区、办公管理区、警消区、生活区等功能区。大型油库除具备以上组成外，还具有中小型油库不 具备的特点：一是容量大，一般容量大于100×104m 3 的油库称为大型油库；二是占地大，100×104m 3 的 油库占地在28×104m 2 以上；三是防洪等级高，大型油库的防洪按100年重现期考虑；四是对区域环境影响较大；五是土石方工程量大。 2 大型油库总图设计 2.1 库址选择 石油库的库址必须满足建成后日常的运营、管理等基本要求，即，有接卸大型原油油轮的码头、装卸车栈桥、石油输送管道等可依托条件；有以原油为主的石油化工中心或成品油消费市场。根据石油库以上特点以及相关规范、标准的规定，油库库址的选择应符合以下规定：一是，根据石油库的性质、油品、油品运输方式、生产特点等综合因素，合理选择石油库所在区域位置；二是，为防止石油库影响周围环境，库址选择应符合油库所在地的城 镇规划；三是，应根据石油库所在地区的地形、地质、交通、可用土地等条件，经济合理地确定具体的最优建库地址；四是，国家铁路干线、企业铁路支线对石油库的安全距离有不同的要求，应根据石油库附近的铁路性质合理确定库址，若待建油库运输方式为铁路运输，还需考虑支线铁路的长度、安全距离等；五是，石油库的库址应符合油库所在地的环境功能区划的要求，即库址应有利于废气扩散、废水排放。库区与居民区、人员集中的学校、企事业单位之间，应保持相关规范规定的卫生防护距离，并尽量远离其他环境敏感目标。 大型石油库选址是整个工程建设中非常重要的一环，除满足日常的运营要求外，还要满足交通、环境、地质、水土流失防治等要求。因此库址的选择必须有两个以上的方案，综合各因素选择最佳库 址。如兰州180×104m 3 原油商业储备库在库址选择阶段共选了5个库址，分别位于兰州市辖区内的西固区库址、沙井驿库址、河口库址、中川库址和永登库址。经过对5个库址的社会依托条件、进出库管道建设长度及走向、工程地质条件、交通运输条件、土石方工程、总投资等诸多方面进行综合比较，最后确定兰州市西固区库址为最佳库址，该库址与 兰州石化公司等相关企业构成石化工业区，符合兰
TS-S1206(B)基桩超声波多管循测仪 主要用途 ◆基桩超声波透射法完整性检测 ◆混凝土裂缝深度检测 ◆混凝土超声回弹综合法强度检测 ◆地质勘察岩体纵波波速测试 ◆隧道岩体松动圈检测 ◆非金属材料动弹力学参数测试 产品特点 ◆连续自动提升，多通道自动循测，可满足任意剖面自由组合 ◆智能判读，首波声时、声幅判读更准确 ◆剖面测试波形增益、延迟多点触控可调 ◆专业向导式操作流程设计，步骤更优化，操作更简单，检测更高效 ◆独有人体工学超薄设计，长时间工作更轻松 ◆专有低功耗技术平台+内置高性能复充锂电池，满足超长待机时间 ◆一体化自动计数提升装置，防水、抗震设计，连接更可靠 ◆独有一体化多功能接口，软件升级、数据导出、仪器充电更便捷 ◆12.1真彩高亮触摸屏，亮度无极可调，数据、曲线清晰，适用任意工作环境
软件特点 ◆智能判读，首波声时、声幅判读更准确 ◆提供数据合并功能，满足漏测和多管测试情况下的测试需求 ◆完善的剖面波形浏览编辑功能 ◆提供深度修正、管斜修正、跨距修正、缺陷操作、数据表修正等编辑功能◆支持数字滤波、声时修正、频谱细化等多种分析功能 ◆支持曲线图、波列图、数据表、灰度图等多种波形显示方式 ◆输出报表格式、内容可灵活定制，满足不同工程需要 ◆支持输出Word、Excel、BMP等多种格式 ◆支持多种检测规范 符合规范： ◆《建筑基桩检测技术规范JGJ 106-2014》 ◆《公路工程基桩动测技术规程JTG/TF81-01-2004》 ◆《铁路工程基桩检测技术规程TB 10218-2008》 ◆《广东省标准建筑地基基础检测规范DBJ-15-60-2008》 ◆《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECS02:2005》 ◆《超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS21:2000》 ◆《铁路工程结构混凝土强度检测规程TB10426-2004》 性能参数：
文件编号：TP-AR-L7678 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 石油库储油罐区防火设 计(正式版)
石油库储油罐区防火设计(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 储油罐区是石油库的核心和主体，通常包括储油罐、防火堤及消防设施等，主要用于接收、储存和输转成品油，通过装卸油栈桥向铁路槽车装运成品油，汁量所储存和输送的成品油。油罐区作为石油产晶的蓄水池和调节器对石油樗生产和流通过程实施调节作用；作为油品的储存场所，对石油产品在相对停滞时起保护作用，便于对油品数量、质量的监督和检查；作为战略物资基地起到备战备荒的作用。石油库的破坏性事故大多数是油罐、油罐区发生爆炸火灾事故。油罐愈大愈难扑救，造成的损失愈大。油罐区的规范设计和安全防范措施直接影响到其功能、作用的发挥
及生产运营的安全。 1油罐区总容量的确定 油库容量的确定要考虑的因素较多，包括油库的类别和任务、油品来源的难易程度、油品供应范围、供需变化规律、进出油品的运输条件等，有时还与国际石油市场的变化形势有密切关系。确定石油库容量的方法有周转系数法和储存天数法。民航机场油库应符合《民用机场供油工程建设技术规范》 (MH．I5008—2005)的要求．军用油库的容量应按军队相关规范进行确定。商业油库一般采用周转系数法，石油化工企业的储运系统工程一般采用储存天数方法计算油罐容量。 1．1周转系数法 周转系数就是某种油品的油罐在一年内被周转使用的次数。即：
储罐液位计波动解决方法讨论 1、储罐内部引压管介绍 由于受到仪表技术和安装不便等原因的限制，目前国内LNG中储罐基本采用压差式液位仪表实现对储存LNG液位的就地和远传显示；在测量开口容器时，往往将压差测量仪表的测量元件安装在与测量液位的下限水平对齐的位置如图，这样可以准确地测量将该点作为起点的液位高所产生的压差，计算方法：ΔP=H*ρ，（其中H是液位高度，ρ是液体的平均密度），这是基于阿基米德定律的衍生运用中的一种。 同样原理：在测量封闭式容器内部液体液位时，也应该将压差测量元件安装与测量液体下限底部位置持平。 疑点：当压差液位计安装的位置高于或者低于测量液体底部水平面会
有什么问题？ 如图所示：当压差液位计高于液体底限水平面，会有一部分进入引压管道中，这一部分液柱高差为h1，会不会产生压差了？实验结果显示会直接影响液位测量。误差值远远大于仪表的误差值。 当压差液位计低于液体底限水平面，也会有一部分进入引压管道中，这一部分液柱高差为-h1，会不会产生压差了？实验结果显示会直接影响液位测量。误差值也远远大于仪表的误差值。 实际应用中也是类似：如果安装位置受限，或者不能保证测量元件与液位底限水平一致，
应采取“迁移”方法来修正液位读数，（通常将测量起点移动到参考0点以下叫负迁移，将测量起点移动到参考0点以上叫正迁移）。
目前LNG加气站，L-CNG加气站常用的储罐安装形式有2种，卧式和立式。 类似处于液位下限水平位置 由于立式储罐液位计是安装在底部，基本与液体下限水平位置相同，所以出现误差几率比较小，比卧式储罐出故障几率大大减少。 类似处于液位中间位置 现在加气站使用的储罐都为双层真空夹层，压差液位计的引压管线会有一部分在真空夹层中，如下图：e为液相取压口，f为气相取压口。
中华人民共和国国家标准——超声波入侵探测器 本标准参照采用国际电工委员会IECTC79(秘书处)53号文件(超声波入侵探测器)(1987年版。) 1主题内容与适用范围 本标准规定了超声波入侵探测器的技术要求和试验方法。 本标准适用于安装在室内的入侵报警系统的超声波入侵探测器。 超声波入侵探测器除符合GBl0408．1的规定外，还应符合本标准的规定。 2引用标准 GBl0408．1 入侵探测器通用技术条件 GB4208 外壳防护等级的分类 3术语 3．1 超声波入侵探测器ultrasonic intrusion detector 应用多普勒原理，对移动的人体反射的超声波产生响应引起报警的装置。 3．2 传感器sensor 超声波入侵探测器的发射和接收部件。 3．3 超声波辐射ultrasonic radiation 频率不小于22kHz的声波辐射。 3．4 探测范围边界boundary of detection coverage 当参考目标从不同方向朝着探测器移动而引起报警状态的最远点的集合 3．5 最大探测距离maximum detection range 从探测范围边界到探测器的最远距离。 4 技术要求 超声波应能覆盖所规定的空间范围，能探测到该空间范围内移动的人，探测器应设灵敏度调节装置
以根据不同的保护环境和对象调节探测范围的大小。 4．2 性能 4．2．1 工作频率 探测器的工作频率不小于22kHz。 4．2．2 电源电压 额定工作电压如无特殊规定应为12VDC。 4．2．3 探测范围边界 表B1试验方案4：6的判决标准表 （α=0.20,β=0.20,Dm=2.0） 注：相关失效数大于或等于8，一律拒收。 表B2试验方案4：7的判决标准表 （α=0.20,β=0.20,Dm=3.0）
№：×××××-×共×页×××××非金属超声波检测仪校验 校验报告 ×××××××工程检测有限公司
×年×月×日 试验： 编写： 审核： 批准：
1、目的 校验检测设备，保证试验检测的准确性和稳定性。 2、校验依据 CECS21：2000《超声法检测混凝土缺陷技术规程》 3、被校仪器名称编号 ××××非金属超声波检测仪 仪器编号：×××××× 4、超声波检测仪的校验 4.1方法：超声仪声时计量检验按“时—距”法测量空气声速的实测值v s,并与空气声速标准计算值v c相比较二者之间的相对误差不大于±0.5%,即可定为合格。 图1 19℃所测空气声速的“时—距”图 4.2步骤： 4.2.1将一对平面换能器置于桌面上如图2，并在换能器下面垫以海
发射换能器 接收换能器 刻度尺 泡沫塑料 水平桌面 棉或泡沫塑料并保持两个换能器的轴线重合及辐射面相互平行，同时换能器的辐射面相互对准； 图2 换能器移动示意图 4.2.2将换能器，接于超声仪器上，并以间距为50、100、150、200、250、300、350、400、450、500mm 依次放置在空气中，在保持首波幅度一致的条件下，读取各间距所对应的声时值t1、t2、t3……tn。； 4.2.3测点数应不少于10个。 4.2.4以测距li 为纵坐标，以声时读数ti 为横坐标，绘制“时-距”坐标图（，或用回归分析法求出li 与ti 之间的回归直线方程l=a+bt （式中a 、b 为待求的回归系数）。 坐标图中直线AB 的斜率“Δl/Δt ”或直线方程的回归系数“b ”即为空气声速的实测值v s (精确至0.1m/s)。 测量空气的温度Tk （准确至0.5℃）按下式计算的空气声速标准值v c 相比较， v c =331.4Tk .00367.01 (3.3.1) 式中 331.4-0℃时空气的声速（m/s ）； v c --温度为Tk 度的空气声速（m/s ）； Tk--被测空气的温度（℃）
中国各大油库简介 1、上海最大油库 中石油与上海方面密切配合，建设目前中国最大规模的石油仓储基地——上海洋山港巨型石油仓储基地。规划中的仓储基地位于上海南端的长江口，是上海庞大的洋山港港口及码头发展计划的一部分，预计建成后的总储存量超过100万立方米。首期工程为40万立方米。 洋山港石油仓储基地是一个纯商业的石油基地，主要用于存储燃料油，而不是原油。未来投入使用后，油库的来源将是多元化的。合资公司的注册资本1 9 3 5万美元，总投资额4 8 3 7万美元（约合人民币近4亿元）。 中石化上海分公司比较大型的油库目前主要有三个：外高桥油库、杨浦油库和闵行油库，其中外高桥油库最大，总库容在40 万立方米左右中石油上海销售分公司透露，坐落于外高桥欧高路的海滨油库是中石 油在上海兴建的首座国家一级油库，该油库建成以后，可储存11 万方柴油、10 万方燃油以及9万方汽油，合30 万方成品油，可以有效缓解上海地区油库的储存压力。 2、广东省最大油库 华南地区目前最大的原油储存中转基地——茂名石化公司北山岭60 万吨原油库，曰前在湛江港正式投入使用，该油库由中石油燃料股份有限公司所有，油库库容达到94 .5万立方米，将用于燃油发电和燃料 油的储存这是中石油在中国沿海投资建设的最大油库，属国家一级燃料油中转库，设计年周转能力80 0万吨以上。 该油库的二期工程计划将再建3座10万立方米的储油罐，使湛江燃油油库的总储量达到12 4 . 5万 立方米深圳市光滙石油化工股份有限公司，是光滙集团投资创建的大型石化企业，主要经营石油产品的仓储、码头装卸、海陆运输、油品批发销售及加油站网络开发等业务，是目前深圳市最大的民营石油企业。公司现拥有一期、二期库容为40 万立方米的成品油油库和相配套的华南地区吞吐能力最大的10 万吨级石油化工专用码头。目前正在进行三期60 万立方米的油库扩建工程。经过多年的悉心经营，已经逐步发展成为深圳乃至广东以及东南亚地区库容规模大、吞吐能力强、设备先进、配套完善的油品储运基地。 广东其它油库： 珠海恒基达鑫国际化工仓储有限公司成立于2001 年，库区已建成储罐有：1,500立方米储罐10个,2000 立方米储罐7个（其中2个为不锈钢储罐），3,000立方米储罐6个，4,000 立方米储罐4个（其中1个为不锈钢储罐）,5,000立方米储罐11个，10,000立方米储罐 1 个，15,000立方米储罐1个，21000立方米储罐 2 个，37,000 立方米储罐2 个，43,000 立方米储罐2 个，公司总占地面积13 万多平方米。目前已建成仓储能力总计为345,000 立方米，全部竣工后可达到45 万立方米罐容。 南沙油库是珠三角地区最大的油库，由BP 与广州发展实业控股集团股份有限公司（简称广州控股）合资兴建，能储存约36 万立方米的柴油、汽油、燃料油和化工产品。总投资8600 万美元，BP 持股40%，广州控股持股60%。该项目还与广州港能源发展有限公司合作，拥有一个8 万吨级的码头，可以接收进口的原油和成品油。 中国广东粤海油库的14.3万立方米的重油库中约有10 万立方米为保税库。 3、浙江省最大油库 镇海炼化仓储公司是镇海炼油化工股份有限公司全资子公司，拥有固定资产9.8 亿。2002 年共靠泊油 轮2250 艘次，油品吞吐量达到2300 万吨，约为整个宁波港吞吐量的六分之一，其中海上原油中转量居国内第一。仓储公司现有原油贮罐14 座，85 万立方米；成品油罐26 座，52.6 万立方米；液化石油气球罐四座，0.16 万立方米，储罐总容量共计137.76 万立方米。另有长输管线13 条与镇海炼化相接。全国最大保税油库中化兴中石油转运（舟山）有限公司岙山基地拥有全国最大的75 万立方米保税油库。 1994 年12 月，中化兴中公司和中化国际实业公司、中化国际石油（巴哈马）有限公司三家共同出资 2250 万美元，成立舟山中威石油储运有限公司，在岙山基地建设14座总容量为20 万立方米的成品油储罐，开展了柴油、汽油、航煤和燃料油等多种成品油的储存转运业务。2001年5 月，中化兴中公司注册成立了 中化兴源石油储运（舟山）有限公司，在岙山基地增建7 座总容量为38 万立方米的储油罐，使岙山基地储罐总容量达到158 万立方米。 顺利通过杭州海关等口岸部门的验收后，舟山中石化册子岛原油中转油库2006年3月正式运行。该油库是目前国内最大的油码头，拥有30 万吨级原油码头一座，最大可停靠37.5 万吨级油轮，年最大通过能力达2054 万吨，
储油罐温度、液位在线监测系统及成功案例 储油罐是采油、炼油企业储存油品的重要设备，储油罐液位、温度的精确计量对企业的库存和安全管理有着重大意义。 一、系统优势 储油罐液位、温度在线监测系统改变了传统采用人工检尺和化验分析的方法,实现了油液的实时动态监测,为生产操作和管理决策提供了准确的数据依据，大大避免了安全事故的发生。该系统具有低功耗，无需布线，减少运维成本，安装便捷，即插即用等特点，支持2.4GHZ、433MHZ、GPRS等无线传输方式，广泛适用于对汽油、溶剂油、异辛烷、混合芳烃、异丁烷、液化石油气、天燃气等多种化学物品的储罐安全进行实时远程监测。
二、系统介绍 深圳信立科技储油罐液位、温度在线监测系统采用集数据采集和无线传输功能于一体的无线传感器作为监测现场核心设备。无线温度传感器、无线液位传感器自动采集液位计、温度变送器的4～20mA或RS485、RS232输出信号并通过2.4GHZ、433MHZ网络实时传送给无线数据采集网关。 监控中心通过GPRS无线数据采集网关接收各现场传回的监测数据，并在计算机的XL.VIEW组态监控软件界面上可随时查看各储油罐的液位、温度信息，而且一旦某个储油罐的液位、温度数据超过上限或下限，系统会自动报警。该系统为保障储油罐和油液的安全发挥了重要作用。
储油罐温度、液位在线监测系统简便、直观。各种参数通过电脑显示，方便，易懂；响应及时。对于紧急事件，监控软件通过声光或者短信，实时提醒，通知人员赶赴现场；应用广泛。无线传感器支持电池供电，适合于因距离远或地形复杂的而导致无法布线的监测点，不存在监控盲点；便于安装、维护及扩展。无需布线，只需安装、上电、设置，简单几步即可完成监测布点；兼容性好。第三方的智能装置或传感器可通过我司的无线转换器方便、快捷的接入无线传感器网络。 三、应用案例 石油储罐无线监测系统在中山德俊储罐温度和液位监测项目中成功运行，实现实时监控储罐的温度和液位，保证安全生产；现场测量无线传感器采用电池供电，传输距离300m左右，油罐最高14m，共16个；采集到的数据在上位机上显示，并提供历史曲线，液位温度极限报警。 该案例使用了1个无线数据采集网关，上行方式可选RS485串口、下行490MHz；16个无线温度传感器，电池供电，上行490MHz；16个无线差压液位变送器，电池供电，上行490MHz，需从底部和顶部引钢管到变送器上；1个USB转串口线，，内配驱动光盘；1套XL.VIEW组态监控软件，单机6.55运行版128点。