CN100392362C - 一种密封油罐液位变送器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种密封油罐液位变送器,包括传感器和其上的引出线及与传感器相连接的通气管和法兰盘,传感器结构是一长方形腔体,有相互连接的传感器外壳、主夹板、副夹板。传感器两侧感压面通过主夹板、副夹板分别感受被测液面上方气压和液态介质内被测液位点处的压力,当被测介质的压力分别通入传感器高低压室的感压面时,两侧的感压面产生不相等的位移,其位移和压差成正比,通过传感器上的引出线输出测量的压力信号,实现一种密封油罐液位变送器信号的远距离传输。该发明密封性能优越、结构简单、测量范围广、造价低、效率高、损耗小、性能稳定、调节方便,解决了密封油罐液位的自动化监控和实时测量问题。

Description

一种密封油罐液位变送器
所属领域  本发明涉及传感器应用领域,特别涉及石油等行业检测容器内液位变化及液位测量变送的一种密封油罐液位变送器。
背景技术
密封储油罐的液位是原油生产过程中的重要参数,准确地监控液位对油田生产过程的自动化及安全生产有着十分重要的意义。在石油开采、储运、提炼过程中石油常需存储在加热的密封油罐中,液位失控会使油罐底开裂、原油溢出,酿成重大生产事故和环境污染问题,液位控制差将造成经济损失和经济纠纷。由于密封储油罐内有油、水、气三种物质,特别在夏季,随着温度升高,会产生气化,使储罐内承受的压力大大加大(最大静压可达1.6Mpa),而罐内液位仅为几米,所以采用普通液位变送器很难准确测量罐内液位高度。
目前国内外对密封储油罐的油水液位测量还没有很好的解决方法。许多地方主要采用手工测量的方法对液位进行定时监测,工人爬上6米多高的油罐,把带有重锤的米制钢带卷尺或带有刻度的标尺投进油罐,手工记录读数,经过繁杂的计算才能得到油量数据。这种测量方法工人需要在野外高低温差极大的环境下爬高测量,安全性差、劳动强度大,不但非常不准确,而且不能进行适时监控,容易造成原油的损耗和浪费;还有的地方采用等压式皮膜液位计或机械式浮子液位计,但由于皮膜式受温度影响大,且存在漏气问题。机械式浮子液位计又经常出现钢带卡死、传动部件磨损等机械故障,给使用带来很大不便,这些方法已经被逐步淘汰。
由于在密封油罐液位测量方面目前尚无成熟产品,国内外均在进行研发。2004年北京塞尔瑟斯仪表科技有限公司申请了发明专利CN1621784A,其名称是:一种两线多传感器液位变送器,该发明公开了一种两线制多传感器液位变送器,包括与信号处理装置相连接的上部和下部两个绝压传感器,其中上部传感器用于测量液面上方气压值,下部传感器用于测量液态介质内被测点处总压强且接线端子处带有密闭结构。加拿大Sailsor公司目前正在研制一种双传感器投入式静压液位变送器,采用两只绝压传感器,同时测量液体底部与液面上的大气压,然后通过电路计算与计算机数据温压补偿得到液位高度。但是这些变送器都成本高,制成后的售价高,不能满足油田需要。
发明内容
发明目的:针对现有技术存在的不足之处,为解决密封油罐的自动化监控和测量,以及密封储油罐内高气压、小液压的工作特点,本发明的目的是提供一种密封性能优越、结构简单、测量范围广、造价低、效率高、损耗小、性能稳定、调节方便的密封油罐液位变送器,全部过程连接件采用耐高温和抗腐蚀的密封圈封接密闭,使变送器在长期高温、大静压、腐蚀性介质的工作条件下,有卓越的密封性和可靠性,解决密封油罐液位的自动化监控和实时测量问题,有利于促进油田传统产业升级改造、提高企业的技术创新能力和经济效益。
本发明的技术方案是:一种密封油罐液位变送器,包括传感器和其上的引出线及与传感器相连接的通气管和法兰盘,其特征在于:
所述传感器为差压传感器,其结构是一长方形腔体,包括相互连接的传感器外壳、主夹板、副夹板,以外六角螺钉和内六角螺钉将所述传感器夹持固定,且以密封圈压实密封,并露出传感器两侧的感压面,以实现对传感器部件的保护并使传感器感受差压力;传感器两侧感压面通过主夹板、副夹板分别感受被测液面上方气压和液态介质内被测液位点处的压力,当被测介质的压力分别通入传感器高低压室的感压面时,两侧的感压面产生不相等的位移,其位移和压差成正比,差压反映密封油罐液位变送器的液位高度,测量到的压力信号通过传感器上的引出线引出;
所述主夹板上连接有出气板和通气管,主夹板设置有使传感器低压室感压面与外界密闭连通的通孔,出气板与通气管上的通孔紧固密闭连接,通气管的下端螺纹紧固在出气板上,上端伸至测量液面上方感受密封油罐内液面的蒸气压力即上方气压;
所述副夹板为中空平板,在中心开有与外界连通的圆孔,被测液体通过副夹板侧的圆孔直接与传感器高压室的感压面接触,感受液态介质内被测液位点处的压力;
所述法兰盘可通过六角螺钉、密封圈固定在密封油罐外壳上,形成密封油罐腔体,护线管的下端通过密封接头与传感器外壳以六方螺帽、焊接套加固相连接,以密封锥堵和压紧环及密封圈压实套紧密封,护线管的上端通过联接套、法兰接头与法兰盘连接。
所述护线管、通气管的长度根据密封油罐液位变送器的深度定为1m~20m;所述密封油罐液位变送器的连接件材料采用金属材料,且以密封圈封接密闭;所述通过传感器上的引出线(9)输出测量的压力信号为标准电流或电压信号,实现一种密封油罐液位变送器信号的远距离传输。
相对于现有技术的有益效果:
现有技术中,手工测量的方法对液位进行定时监测:采用这种测量方法工人需要在野外高低温差极大的环境下爬高测量,安全性差、劳动强度大,不但非常不准确,而且不能进行适时监控,容易造成原油的损耗和浪费;等压式皮膜液位计或机械式浮子液位计检测:由于皮膜式受温度影响大,且存在漏气问题,机械式浮子液位计又经常出现钢带卡死、传动部件磨损等机械故障,给使用带来很大不便,且这些方法已经被逐步淘汰;北京塞尔瑟斯仪表科技有限公司申请的发明专利CN1621784A一种两线多传感器液位变送器及加拿大Sailsor公司研制一种双传感器投入式静压液位变送器都采用多个绝压传感器,其中一种双传感器投入式静压液位变送器采用两只绝压传感器,同时测量液体底部与液面上的大气压,通过电路计算与计算机数据温压补偿可得到液位高度。但这些变送器都检测成本高、售价高也不能满足油田需要。
相对于现有技术的不足之处,本发明提供了一种密封油罐液位变送器,包括传感器和其上的引出线及与传感器相连接的通气管和法兰盘,所述传感器为差压传感器,其结构是一长方形腔体,包括相互连接的传感器外壳、主夹板、副夹板,以外六角螺钉和内六角螺钉将所述传感器夹持固定,并露出传感器两侧的感压面,且以密封圈压实密封,以实现对传感器部件的保护并使传感器感受差压力;传感器两侧感压面通过主夹板、副夹板分别感受被测液面上方气
压和液态介质内被测液位点处的压力,当被测介质的压力分别通入传感器高低压室的感压面时,两侧的感压面产生不相等的位移,其位移和压差成正比,差压反映密封油罐液位变送器的液位高度,通过传感器上的引出线输出测量的压力信号,输出测量的压力信号为标准电流或电压信号,实现密封油罐液位变送器信号的远距离传输。
本发明装置全部过程的连接件采用不锈钢金属材料和耐高温和抗腐蚀的密封圈封接密闭,使变送器在长期高温、大静压、腐蚀性介质的工作条件下,有卓越的密封性和可靠性;另外护线管、通气管的长度可根据密封油罐液位的深度调节。
从对本发明的结构、传感器与其连接关系及产生的效果分析来看,提供的一种密封油罐液位变送器密封性能优越、结构简单、测量范围广、造价低、效率高、损耗小、性能稳定、调节方便,解决密封油罐液位的自动化监控和实时测量问题,有利于促进油田传统产业升级改造、提高企业的技术创新能力和经济效益。
附图说明
图1是一种密封油罐液位变送器剖面结构图;
图2是本发明用内外六角螺钉夹持固定传感器的示意图;
图3是一种密封油罐液位变送器主夹板局部示意图;
图4是一种密封油罐液位变送器副夹板局部示意图;
图5是一种密封油罐液位变送器密封接头局部示意图。
根据附图进一步解释具体实施方式
图1是本发明设计的密封油罐液位变送器剖面结构图,其中:
1为传感器外壳,2为主夹板,3为出气板,4为副夹板,5为圆孔,6为通气管,7为密封圈,8为密封接头,9为引出线,10为密封锥堵,11为六方螺帽,12为压紧环,13为焊接套,14为护线管,15为连接套,16为法兰接头,17为法兰盘,18为六角螺钉,18a为外六角螺钉,18b为内六角螺钉,其中护线管14、通气管6的长度为1m~20m,根据油罐深度定。
图2是本发明用内外六角螺钉夹持固定传感器的示意图,其中18a为外六角螺钉,18b为内六角螺钉,用来将传感器探测件夹持固定。
图3是一种密封油罐液位变送器主夹板局部示意图,2为主夹板,3为出气板,出气板3上设置有使传感器感压面与外界密闭连通的通孔,以感受液面上气压,且以密封圈7压实密封。
图4是一种密封油罐液位变送器副夹板局部示意图,4为副夹板,5为副夹板上的圆孔,通过该圆孔5使传感器的感压面直接与被测液体接触,密封圈7和外六角螺钉18a起加固且密封的作用。
图5是一种密封油罐液位变送器密封接头局部示意图,护线管14的下端通过密封接头8与传感器外壳1连接,且以六方螺帽11加固连接,以密封锥堵10和压紧环12及密封圈7压实套紧密封,护线管14的上端通过六方螺帽11和法兰接头16与法兰盘17连接,传感器差压电信号经护线管14中的传感器引出线9输出。
具体实施方式,
一种密封油罐液位变送器,包括传感器外壳1、主夹板2、出气板3、副夹板4、副夹板圆孔5、通气管6、传感器上的引出线9、护线管14、法兰盘17。传感器固定在传感器外壳1内,通气管6的下端紧固在出气板3上,上端伸至测量液面上方,护线管14的下端通过密封接头8与传感器相连,上端通过法兰接头16与法兰盘17连接,通过护线管14将传感器上的引出线9引出。传感器为差压传感器,差压传感器两侧感压面分别感受被测液面上方气压和液态介质内被测液位点处的压力,差压反映了液位高度,为了提高液位变送器抗干扰能力并适应于远距离信号传输。
实施例:通过诸如厚膜混合集成电路或软性电路板集成等信号处理电路地集成技术,将感压元件的线性调节、零点调节、满量程调节、温度补偿调节电路集成在感压元件上构成一体,使传感器引出线9输出为标准电流或电压信号,实现一种密封油罐液位变送器信号的远距离传输。
传感器外壳1为一长方形腔体结构,由主夹板2和副夹板4构成,以外六角螺钉18a作为定位件将传感器夹持固定,且以密封圈7压实密封,并露出传感器两侧的感压面,以实现对传感器部件的保护并使传感器感受差压力。主夹板2上连接有出气板3和通气6管,出气板3设置有使传感器低压室感压面与外界密闭连通的通孔,出气板3与通气管6上的通孔紧固密闭连接,通气管6的下端螺纹紧固在出气板3上,上端伸至测量液面上方感受密封油罐内液面的蒸气压力即上方气压。
所述副夹板4为中空平板,在中心开有与外界连通的圆孔5,被测液体通过副夹板4侧的圆孔5直接与传感器高压室的感压面接触,传感器在副夹板侧感受液态介质内被测液位点处的压力。
护线管14的下端通过密封接头8与传感器外壳1连接,且以六方螺帽11、焊接套13加固连接,还以密封锥堵10和压紧环12及密封圈7压实套紧密封,护线管14的上端通过联接套15、六方螺帽11及法兰接头16的组合部件来实现与法兰盘17的连接,传感器差压电信号经护线管14中的传感器引出线9输出,护线管14、通气管6的长度为1m~20m,根据油罐深度定。法兰盘17可通过六角螺钉18、密封圈7固定在储油罐外壳上,形成密封油罐腔体。
本发明中全部过程连接件采用耐高温和抗腐蚀的密封圈封接密闭,使变送器在长期高温、大静压、腐蚀性介质的工作条件下,保持其密封性和可靠性。

Claims (4)

1.一种密封油罐液位变送器,包括传感器和其上的引出线(9)及与传感器相连接的通气管(6)和法兰盘(17),其特征在于:
所述传感器为差压传感器,其结构是一长方形腔体,包括相互连接的传感器外壳(1)、主夹板(2)、副夹板(4),以外六角螺钉(18a)和内六角螺钉(18b)将所述传感器夹持固定,并露出传感器两侧的感压面,且以密封圈(7)压实密封,以实现对传感器部件的保护并使传感器感受差压力;传感器两侧感压面通过主夹板(2)、副夹板(4)分别感受被测液面上方气压和液态介质内被测液位点处的压力,当被测介质的压力分别通入传感器高低压室的感压面时,两侧的感压面产生不相等的位移,其位移和压差成正比,差压反映密封油罐液位变送器的液位高度,通过传感器上的引出线(9)输出测量的压力信号;
所述传感器上的主夹板(2)上连接有出气板(3)和通气管(6),出气板(3)设置有使传感器低压室感压面与外界密闭连通的通孔,出气板(3)与通气管(6)上的通孔紧固密闭连接,通气管(6)的下端螺纹紧固在出气板(3)上,上端伸至测量液面上方感受密封油罐内液面的蒸气压力即上方气压;
所述传感器上的副夹板(4)为中空平板,在中心开有与外界连通的圆孔(5),被测液体通过副夹板(4)侧的圆孔(5)直接与传感器高压室的感压面接触,感受液态介质内被测液位点处的压力;
所述法兰盘(17)通过六角螺钉(18)、密封圈(7)固定在密封油罐外壳上,形成密封油罐腔体,护线管(14)的下端通过密封接头(8)与传感器外壳(1)以六方螺帽(11)、焊接套(13)加固相连接,以密封锥堵(10)和压紧环(12)及密封圈(7)压实套紧密封,护线管(14)的上端通过联接套(15)、法兰接头(16)与法兰盘(17)连接。
2.根据权利要求1所述的一种密封油罐液位变送器,其特征是:所述护线管(14)、通气管(6)的长度根据密封油罐的液位深度定为1m~20m。
3.根据权利要求1所述的一种密封油罐液位变送器,其特征是:所述密封油罐液位变送器的连接件材料采用金属材料,且以密封圈(7)封接密闭。
4.根据权利要求1所述的一种密封油罐液位变送器,其特征是:所述通过传感器上的引出线(9)输出测量的压力信号为标准电流或电压信号,实现一种密封油罐液位变送器信号的远距离传输。
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