本实用新型涉及储罐监测技术领域，特别是涉及一种用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器。
背景技术：
甲醇作为基础的有机化工原料及优质的燃料，主要应用于精细化工、塑料等领域，用以制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫二甲酯等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。此外，甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，从而替代传统的化石能源，以促进资源的可持续发展。在甲醇的加工生产及应用过程中，常需要将甲醇储存在罐体中，并对罐内的甲醇进行计量监测，以保证甲醇的储运安全并实时了解甲醇的储量情况。
然而，传统储罐的甲醇计量监控装置主要以简单的浮子液位计计量或者采用电容液位传感器为测量单元，此类装置的结构简单，功能单一，仅能实现对储罐内甲醇液位的测定，当需要测定储罐内的甲醇温度时，需采用温度计测量，操作较为繁琐，且频繁的开闭储罐，将造成甲醇挥发泄漏，影响作业人员的生命健康；传统甲醇计量监测装置的信息传递方式较为局限，且受电磁干扰时信号易产生偏差，进而影响测量数据的可靠性。
技术实现要素：
基于此，有必要针对功能单一及信号易受干扰的技术问题，提供一种用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器。
一种用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，该用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器包括壳体、电路板、测杆、浮子、波导丝及ntc热敏电阻器，所述壳体具有容置腔，所述电路板收容于所述容置腔，所述电路板的输入端用于与外部电源电性连接，且所述电路板上分别设置有宽频输出接口和窄频输出接口，所述宽频输出接口及所述窄频输出接口分别用于与外部处理器通讯连接，所述测杆远离所述电路板的输入端并与所述壳体的外表面连接，所述测杆开设有安装槽，所述安装槽与所述容置腔连通，所述浮子套设于所述测杆并与所述测杆的外表面相抵接，所述浮子内设置有磁环，所述波导丝装设于所述安装槽并与所述电路板电性连接，所述ntc热敏电阻器装设于所述安装槽并与所述电路板电性连接。
在其中一个实施例中，所述窄频输出接口为nb-iot输出接口。
在其中一个实施例中，所述宽频输出接口为2.4g数字信号接口。
在其中一个实施例中，所述浮子为由聚乙烯泡沫制成的圆环。
在其中一个实施例中，所述壳体包括罩筒、挡板及端盖，所述挡板设置于所述罩筒的一端并与所述测杆连接，所述挡板上开设有连接孔，所述连接孔分别与所述容置槽及所述安装槽连通；所述端盖设置于所述罩筒的另一端并与所述罩筒连接。
在其中一个实施例中，所述测杆与所述挡板螺栓连接。
在其中一个实施例中，所述端盖上开设有充电孔。
在其中一个实施例中，所述测杆包括杆体及堵头，所述杆体的一端与所述壳体连接，所述杆体的另一端开设有开口，所述堵头插设于所述开口并与所述开口的内表面相抵接。
在其中一个实施例中，所述堵头与所述杆体摩擦焊连接。
上述用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，通过在测杆的内部设置ntc热敏电阻器，ntc热敏电阻器在不同的液温下的电阻值不同，使得电路板内的电流值产生变化，这样，外部处理器可根据接收的电流值并结合ntc热敏电阻器的参数进行运算，即得到储罐内甲醇的温度值，实现对甲醇温度的实时测定，该操作简单，无需频繁开启储罐，甲醇挥发量少，从而保证了作业人员的生命健康；通过在电路板上设置宽频输出接口及窄频输出接口，电路板可通过窄频输出接口将信息传递至云端服务器，同时通过宽频输出接口将信息传递至距离较近的控制室，这样，在保证控制室接收稳定信号的同时，还可远距离对储罐内的液位及温度情况进行监控，信息传递可靠且扩大了储罐监控信息的可获取范围。
附图说明
图1为一个实施例中用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器的结构示意图；
图2为一个实施例中用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器的爆炸结构示意图；
图3为图1所示实施例中用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器的另一视角的结构示意图；
图4为图3所示实施例中用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器的局部剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
请一并参阅图1至图4，本实用新型提供了一种用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器10，该用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器10包括壳体100、电路板200、测杆300、浮子400、波导丝500及ntc热敏电阻器600，壳体100具有容置腔110，电路板200收容于容置腔110，电路板200的输入端用于与外部电源电性连接，且电路板200上分别设置有宽频输出接口和窄频输出接口，宽频输出接口及窄频输出接口分别用于与外部处理器通讯连接，测杆300远离电路板200的输入端并与壳体100的外表面连接，测杆300开设有安装槽310，安装槽310与容置腔110连通，浮子400套设于测杆300并与测杆300的外表面相抵接，浮子400内设置有磁环410，波导丝500装设于安装槽310并与电路板200电性连接，ntc热敏电阻器600装设于安装槽310并与电路板200电性连接。
上述用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器10，通过在测杆300的内部设置ntc热敏电阻器600，ntc热敏电阻器600在不同的液温下的电阻值不同，使得电路板200内的电流值产生变化，这样，外部处理器可根据接收的电流值并结合ntc热敏电阻器600的参数进行运算，即得到储罐内甲醇的温度值，实现对甲醇温度的实时测定，该操作简单，无需频繁开启储罐，甲醇挥发量少，从而保证了作业人员的生命健康；通过在电路板200上设置宽频输出接口及窄频输出接口，电路板200可通过窄频输出接口将信息传递至云端服务器，同时通过宽频输出接口将信息传递至距离较近的控制室，这样，在保证控制室接收稳定信号的同时，还可远距离对储罐内的液位及温度情况进行监控，信息传递可靠且扩大了储罐监控信息的可获取范围。
壳体100用于安装电路板200及测杆300，并对电路板200进行保护，防止电路板200受外力冲击而脱落或甲醇滴溅在电路板200上，进而腐蚀电路板200，缩短电路板200的使用寿命。需要说明的是，本发明的壳体100及测杆300均采用聚丙烯材料制作，由于聚丙烯材料的耐腐蚀性较好，可抵御甲醇的腐蚀，采用聚丙烯材料制作壳体100及测杆300，有利于延长壳体100及测杆300的使用寿命并保证传感器的可靠性。一实施例中，壳体100包括罩筒120、挡板130及端盖140，挡板130设置于罩筒120的一端并与测杆300连接，挡板130上开设有连接孔131，连接孔131分别与容置槽及安装槽310连通；端盖140设置于罩筒120的另一端并与罩筒120连接。通过设置端盖140，当电路板200损坏时，可拆下端盖140并将壳体100内的电路板200取出检修，以排除电路板200故障，从而保证传感器的正常使用。一实施例中，测杆300与挡板130螺栓连接。通过使测杆300与挡板130螺栓连接，提高了测杆300与挡板130连接的稳定性，测杆300不易从挡板130乃至壳体100上脱落，保证了传感器的正常使用，并延长了传感器的使用寿命。一实施例中，端盖140上开设有充电孔141。通过在端盖140上开设充电孔141，为电路板200与外部电源的电性连接提供了通道，使电路板200与外部电源连通，从而在电源作用下工作，以便于测定甲醇的液位情况及温度情况。
电路板200用于在接通电源的条件下控制波导丝500动作，以测定甲醇的液位。需要说明的是，电路板200上还具有一个小型的电子仓，电子仓内设置有电子电路及拾能机构，该拾能机构用于感应波导丝500产生的电磁信号。具体的，电路板200接通外部电源后，电路板200的电子电路产生一起始脉冲，该起始脉冲传输至波导丝500内，并在波导丝500内产生一沿波导丝500轴向的旋转磁场，与此同时，浮子400内的磁环410产生永久磁场，该旋转磁场与永久磁场相遇，产生磁致伸缩效应，使得波导丝500发生扭动，即产生一个音速的应变机械脉冲，这一脉冲被拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，通过电子电路计算出两脉冲之间的时间差，即可精确测出被测的位移，亦即，甲醇的液位。
一实施例中，电路板200上的窄频输出接口为nb-iot输出接口。通过在电路板200上设置nb-iot输出接口，电路板200的电子电路采用nb数据传输方式与外部处理器，如云端服务器通讯连接。nb-iot是指基于蜂窝的窄带物联网，其构建于蜂窝网络，只消耗大约180khz的带宽，可直接部署于gsm网络、umts网络或lte网络，以降低部署成本、实现平滑升级；且nb-iot设备的电池寿命长，有利于降低传感器系统的使用成本。nb-iot无线传输具有覆盖范围大、易于部署、成本低、智能化和管理性强等特点，可实现对甲醇位移的有效监测。
一实施例中，宽频输出接口为2.4g数字信号接口。通过在电路板200上设置2.4g数字信号接口，电路板200的电子电路可通过2.4g无线信号与外部处理器连接。2.4g无线信号的穿透能力强，抗干扰能力较强，但是其在室内环境中的抗衰减能力较差，传输距离较近，因此适用于较短距离的信号传输。
测杆300用于装设波导丝500，并对波导丝500进行保护。一实施例中，测杆300包括杆体320及堵头330，杆体320的一端与壳体100连接，杆体320的另一端开设有开口，堵头330插设于开口并与开口的内表面相抵接。可以理解为，杆体320与堵头330可拆卸的连接，这样，有利于对ntc热敏电阻器600及波导丝500进行装卸或检修，以便排除传感器故障，保证传感器的高效工作。一实施例中，堵头330与杆体320摩擦焊连接。摩擦焊连接方式具有高效、节能、无污染等优势，在保证堵头330与杆体320稳定连接，消除堵头330与杆体320连接处缝隙的同时，可减少对环境的污染。
浮子400用于装设磁环410，以利于磁环410激发的永久磁场与波导丝500内产生的旋转磁场交汇，并产生磁致伸缩效应，从而实现对甲醇液位的测定。此外，浮子400还用于增大传感器的浮力，使得传感器始终漂浮在甲醇液面上，以利于传感器对甲醇的液位进行测定。一实施例中，浮子400为由聚乙烯泡沫制成的圆环。聚乙烯泡沫的密度小，其内部具有大量孔隙，因此，当将由聚乙烯泡沫支撑的圆环套设在测杆300的外表面时，测杆300乃至传感器整体所受浮力大大增加，使得传感器始终漂浮在甲醇的液面上，在实现对甲醇液位测定的同时，可减少壳体100周围的甲醇量，防止因壳体100浸泡在甲醇中出现渗液情况，以延长电路板200的使用寿命，保证传感器的正常使用。
ntc热敏电阻器600具有电阻值随温度升高而降低的特性，当ntc热敏电阻器600感应到的环境温度高于其自身的标称阻值对应的温度时，ntc热敏电阻器600的电阻值降低，如此，ntc热敏电阻器600内流过的电流增大，这样一来，外部处理器，如云端服务器可根据该电流值及ntc热敏电阻器600的技术参数进行运算，即得到环境温度，亦即甲醇的温度，还可根据各个时段的甲醇温度绘制甲醇温度变化曲线，以便为甲醇储存的研究提供数据。
本实用新型还提供了一种小型甲醇储罐，该小型甲醇储罐包括上述用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器。
上述用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器在小型甲醇储罐中的工作原理为：当传感器工作时，由电路板200的电子电路产生一起始脉冲，该起始脉冲在波导丝500中传输时，同时产生一沿波导丝500轴向前进的旋转磁场，当旋转磁场与浮子400中磁环410产生的永久磁场交汇时，即产生磁致伸缩效应，使波导丝500发生扭动，然后利用单个线圈作为换能器，将返回的微小振荡转换为电流信号，电路板200的电子电路内的放大器对该电流信号进行放大处理，再经单片机处理，通过nb-iot把测量数据发送到云端服务器，同时通过2.4g无线信号发送到控制室，即实现传感器信息的双无线传送。需要说明的是，本实用新型的用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器的电路板200除接口与现有用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器不同外，电路板200的电子电路与传统用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器的电子电路相同，具体结构及电路工作原理可参见现有用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器的原理，于此不再赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，其特征在于，包括壳体、电路板、测杆、浮子、波导丝及ntc热敏电阻器，所述壳体具有容置腔，所述电路板收容于所述容置腔，所述电路板的输入端用于与外部电源电性连接，且所述电路板上分别设置有宽频输出接口和窄频输出接口，所述宽频输出接口及所述窄频输出接口分别用于与外部处理器通讯连接，所述测杆远离所述电路板的输入端并与所述壳体的外表面连接，所述测杆开设有安装槽，所述安装槽与所述容置腔连通，所述浮子套设于所述测杆并与所述测杆的外表面相抵接，所述浮子内设置有磁环，所述波导丝装设于所述安装槽并与所述电路板电性连接，所述ntc热敏电阻器装设于所述安装槽并与所述电路板电性连接。
2.根据权利要求1所述的用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，其特征在于，所述窄频输出接口为nb-iot输出接口。
3.根据权利要求1所述的用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，其特征在于，所述宽频输出接口为2.4g数字信号接口。
4.根据权利要求1所述的用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，其特征在于，所述浮子为由聚乙烯泡沫制成的圆环。
5.根据权利要求1所述的用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，其特征在于，所述壳体包括罩筒、挡板及端盖，所述挡板设置于所述罩筒的一端并与所述测杆连接，所述挡板上开设有连接孔，所述连接孔分别与所述容置槽及所述安装槽连通；所述端盖设置于所述罩筒的另一端并与所述罩筒连接。
6.根据权利要求5所述的用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，其特征在于，所述测杆与所述挡板螺栓连接。
7.根据权利要求5所述的用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，其特征在于，所述端盖上开设有充电孔。
8.根据权利要求1所述的用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，其特征在于，所述测杆包括杆体及堵头，所述杆体的一端与所述壳体连接，所述杆体的另一端开设有开口，所述堵头插设于所述开口并与所述开口的内表面相抵接。
9.根据权利要求8所述的用于甲醇智能化安全储罐的磁致伸缩液位传感器，其特征在于，所述堵头与所述杆体摩擦焊连接。
技术总结