[实用新型]基于时间域和V形耦合检测消防药剂量的装置

说明书

本实用新型公开了基于时间域和V形耦合检测消防药剂量的装置，包括便携式主机、电缆连接线、V形耦合面双超声波探头阵，所述便携式主机包括LCD控制显示模块、单片机处理器模块、按键模块、振荡功率放大模块、回波整形模块、电源模块、信号放大处理模块；所述V形耦合面双超声波探头阵包括异形底座、异形盖板压块、超声波发射探头、超声波接收探头、弹性件。本方案的检测装置方便携带、自动比对测量、低功耗、操作直观简便，能对消防药剂钢瓶内药剂的储量进行专业针对性地检测，同时提高了检测的精度。

技术领域

本实用新型涉及消防药剂储量检测技术领域，尤其涉及基于时间域和V形耦合检测消防药剂量的装置。

背景技术

随着社会安全减灾意识的不断提高，在一些重点领域尤其是海洋陆地石油天然气、船舶、发电、银行与金融的数据中心、机场等，都会配备大量高容量的消防药剂钢瓶。

为了检测消防钢瓶内药剂的存储余量，以往操作时需要将消防药剂钢瓶从固定架上拆下，再放到磅秤上称重。例如，通常一艘海运船舶会配备200-600个45kg重的消防药剂钢瓶，这意味着每次离港前需要拆装最少200次，浪费大量体力和时间。

国内目前虽然有压电式单探头的超声波液位检测仪，但不适用于消防药剂钢瓶这一特定领域的专业消防药剂储量的检测。消防药剂钢瓶与化工、制药、食品等行业的生产或储罐容器相比，具有显著特点：直径非常小，消防药剂钢瓶表面的被检测点相对于化工等行业的大储罐来说，被检测点表面的隆起度很高，给平面的压电式单探头超声波测量带来了不确定性。

压电式空气耦合换能器实现的主要困难在于压电材料与空气之间严重的阻抗失配，如通常的PZT材料的特性阻抗可能大于30M Rayl，而空气则仅425Rayl左右。(引用自中国科学院声学研究所，《应用声学》期刊,2018年，37卷第一期，100-104页。)因为消防药剂钢瓶表面的被检测点隆起度高，就意味着：平面的压电式超声波单探头无法与被测消防药剂钢瓶的表面全部耦合(中间存在空气)，无法完全耦合就会影响超声波的传输从而影响测量结果。

目前，为了避免拆装钢瓶称重这一难题，国内多数场合会使用EUSEBI IMPIANTI公司进口的SONIC 100平面压电式单探头超声波液面检测仪。该仪器标称精度为5％FS，采用12VDC内置可充电锂电池作为电源，使用步骤如下：

1、将SONIC 100主机摆放固定在合适的平台面区域；

2、在消防药剂钢瓶上被检测点涂抹耦合剂；

3、将平面压电式超声波探头压在耦合剂上；

4、旋转打开开关，需要一定的使用经验才能正确选择开关档位；

5、眼睛观测指针电压表，同时旋转调节增益Gain旋钮，需要一定的操作经验才能正确操作测量；

6、人工观察判断：如果指针偏转到指针电压表红色区域，代表该检测点没有药剂；如果指针偏转到指针电压表黑色区域，代表该检测点有药剂；如果指针在指针电压表的黑色与红色区域间来回跳动，则需要操作人员对增益Gain旋钮再进行手动微调；

7、检测完毕后，用抹布将该检测点的耦合剂擦除进行钢瓶清洁。

EUSEBI IMPIANTI公司的SONIC 100超声波液面检测仪在测量时，旋转选择测量档位开关后，仪器就一直处于发射、接收的测量状态。依靠这种不停的测量状态，实现指针电压表的指针连续偏转，通过操作者观察指针指示的电压来判断被检测点是否存在液态消防药剂。EUSEBI IMPIANTI公司的SONIC 100超声波液面检测仪虽然避免了反复拆装消防药剂钢瓶进行称重，但是这种测量方法和检测装置也存在一定的不足，比如：