CN102207440A - 含固液体密度测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含固液体密度测量装置及方法，该装置包括储液罐，储液罐顶部开设有输送管，输送管底部设有输液器，储液罐内的上部设有溢流堰，储液罐上设有清液外排口，储液罐底部开设有输出口，储液罐顶部设有液位传感器，储液罐外部两侧各设有一个支耳，每一个支耳下面设有称重传感器。该方法包括：初始化；待测密度的含固液体流入储液罐内；液位传感器测量储液罐内含固液体的高度，称重传感器测量储液罐和储液罐内含固液体的总重量；PLC控制器根据传送来的高度值、总重量值以及储液罐的容积、重量计算出此时储液罐内含固液体的密度。本发明装置可通过本发明方法实现对含固液体密度的实时测量，测量精度高。

Description

含固液体密度测量装置及方法

技术领域

本发明涉及一种测量密度的装置及方法，具体地说，是涉及一种通过称重方式来测量含固液体密度的装置及方法。

背景技术

工程实践中经常会遇到含固液体的浓缩处理问题。含固液体是指在水中含有不溶性固体颗粒物的液体。随着含固液体浓度的增加就需要外排处理，因此，测量含固液体的密度是很重要的。目前，由于无法事先知道储液罐内含固液体的实际密度，一般采用密度计对储液罐内含固液体的密度进行测量。从实践中可以发现，密度计虽然可以测量出含固液体的密度，但是，密度计价格很高，且储液罐上没有适合安装密度计的位置，而测量密度的工作是需要频繁进行的，因此，这给测量人员带来很大的麻烦，且符合标准的含固液体的外排时间也不能准确掌握，给外排工作带来很大不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含固液体密度测量装置及方法，该含固液体密度测量装置可通过含固液体密度测量方法实现对含固液体密度的实时测量。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种含固液体密度测量装置，其特征在于：它包括储液罐、液位传感器、称重传感器和PLC控制器，其中：该储液罐为封闭罐体，该储液罐的顶部开设有一个输送管，该输送管的底部设有一个输液器，在该储液罐内的上部设有一个溢流堰，该溢流堰为具有中心贯通孔的环形槽结构，在该储液罐上设有一个清液外排口，该清液外排口与该溢流堰的环形槽腔体相贯通，在该储液罐的底部开设有一个输出口，在该储液罐的顶部设有一个液位传感器，该液位传感器的感测端位于该储液罐内，在该储液罐外部的两侧各设有一个支耳，每一个支耳的下面设有一个称重传感器，该称重传感器位于支架上，该液位传感器的信号输入输出端、该称重传感器的信号输入输出端分别与该PLC控制器上与其相应的信号输入输出端连接。

所述储液罐的输出口与一个输送泵的输入口连接，该输送泵的输出口用于将符合密度要求的含固液体外排，该输送泵的信号输入输出端与所述PLC控制器上与其相应的信号输入输出端连接。

所述液位传感器为声纳传感器。

所述输液器由连接部件和反射帽组成，该反射帽经由该连接部件与所述输送管的底部连接，该反射帽为伞形结构，该反射帽的顶面与该连接部件之间设有流出口，该反射帽用于使从所述输送管流下的含固液体经由该流出口沿其顶面斜向流入所述储液罐内的含固液体中，以使从所述输送管流下的含固液体不会影响所述储液罐内的含固液体的固液分离。

所述储液罐的上半部分为圆柱体且下半部分为圆锥体。

一种含固液体密度测量方法，该含固液体密度测量方法基于含固液体密度测量装置实现，其特征在于：它包括步骤：

步骤A：PLC控制器初始化，储液罐的容积、重量参数输入PLC控制器；

步骤B：开启含固液体传送管阀门，使待测密度的含固液体从含固液体传送管流出并经由储液罐的输送管、输液器流入储液罐内；

步骤C：液位传感器测量储液罐内含固液体的高度，并将测得的高度值传送给PLC控制器，称重传感器测量储液罐和储液罐内含固液体的总重量，并将测得的总重量值传送给PLC控制器；

步骤D：PLC控制器根据传送来的含固液体的高度值、储液罐和储液罐内含固液体的总重量值以及储液罐的容积、重量参数计算出此时储液罐内含固液体的密度。

在所述步骤B中，流入所述储液罐内的含固液体中的固体颗粒物下沉，清液上升，当该清液上升到溢流堰时，该清液从该溢流堰的中心贯通孔流入环形槽内，从而从清液外排口流出。

本发明的优点是：

本发明含固液体密度测量装置可通过本发明方法实现对含固液体密度的实时测量，本发明方法是一种称重测量方法，简单可靠，该测量过程可控。本发明含固液体密度测量装置简单、可靠、成本低、运行平稳、测量精度高。

本发明的液位传感器使用声纳传感器，声纳传感器和本发明中的称重传感器不与被测的含固液体接触，因此，含固液体不会结晶在声纳传感器和称重传感器上，它们不会被含固液体所腐蚀，它们不会受含固液体运动的影响，确保了测量的准确性。

附图说明

图1是本发明含固液体密度测量装置的结构组成示意图；

图2是本发明含固液体密度测量方法的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1所示，本发明含固液体密度测量装置包括储液罐10、液位传感器20、称重传感器30和PLC控制器50。该储液罐10为封闭罐体，该储液罐10的顶部开设有一个输送管13，该输送管13的底部设有一个输液器14，在该储液罐10内的上部设有一个溢流堰12，该溢流堰12为具有中心贯通孔121的环形槽结构，在该储液罐10上设有一个清液外排口15，该清液外排口15与该溢流堰12的环形槽腔体122相贯通，在该储液罐10的底部开设有一个输出口16，在该储液罐10的顶部设有一个液位传感器20，该液位传感器20的感测端位于该储液罐10内，在该储液罐10外部的两侧各设有一个支耳11，每一个支耳11的下面设有一个称重传感器30，该称重传感器30位于支架40上，该液位传感器20的信号输入输出端、该称重传感器30的信号输入输出端分别与该PLC控制器50上与其相应的信号输入输出端连接。

如图，储液罐10的输出口与一个输送泵60的输入口61连接，该输送泵60的输出口62用于将符合密度要求的含固液体外排，该输送泵60的信号输入输出端与PLC控制器50上与其相应的信号输入输出端连接。

实际应用时，液位传感器20可选为声纳传感器。储液罐10可设计为：其上半部分为圆柱体且其下半部分为圆锥体，这样有利于含固液体中的固液分离。

如图1，输液器14由连接部件141和反射帽142组成，该反射帽142经由该连接部件141与输送管13的底部连接，该反射帽142为伞形结构，该反射帽142的顶面与该连接部件141之间设有流出口，该反射帽142用于使从输送管13流下的含固液体经由该流出口沿反射帽142顶面斜向流入储液罐10内的含固液体中，以使从输送管13流下的含固液体不会影响储液罐10内的含固液体的固液分离，这种方式不是从输送管13向下直接垂直流入储液罐10内的含固液体中，直接垂直流入储液罐10内的含固液体中会使已经下沉的固体颗粒物又上浮起来，影响含固液体中的固液分离效果。

如图2，本发明又提出了一种含固液体密度测量方法，该含固液体密度测量方法基于上述含固液体密度测量装置实现，它包括步骤：

步骤A：PLC控制器50初始化，储液罐10的容积、重量参数输入PLC控制器50。

步骤B：开启含固液体传送管70的阀门，使待测密度的含固液体从含固液体传送管70流出并经由储液罐10的输送管13、输液器14流入储液罐10内。流入储液罐10内的含固液体中的固体颗粒物由于重力作用下沉，清液上升，固体颗粒物和水分离，当该清液上升到溢流堰12时，该清液从该溢流堰12的中心贯通孔121流入环形槽(即环形槽腔体122)内，从而从清液外排口15流出，向外输送回用。

步骤C：液位传感器20测量储液罐10内含固液体的高度，并将测得的高度值传送给PLC控制器50，称重传感器30测量储液罐10和储液罐10内含固液体的总重量，并将测得的总重量值传送给PLC控制器50。

步骤D：PLC控制器50根据传送来的含固液体的高度值、储液罐10和储液罐10内含固液体的总重量值以及储液罐10的容积、重量参数计算出此时储液罐10内含固液体的密度。例如，根据储液罐10的重量和传送来的总重量值计算出此时储液罐10内含固液体的重量，然后，将传送来的含固液体的高度值换算成实际液位高度值(比如，以盛载装置为正方体情况进行换算)，然后，按照公式质量＝密度×体积，根据换算过来的实际液位高度值计算出此时储液罐内含固液体的实际密度。

随着罐内含固液体的密度的增加，若按照上述步骤测量出的储液罐10内的含固液体的密度达到工业要求时，PLC控制器50发出启动输送泵60命令，符合密度要求的含固液体从输出口16输入输送泵60的输入口61，经由输送泵60的输出口62进入下步工序的处理。当液位传感器20检测到储液罐10内的含固液体下降到设定高度时，液位传感器20向PLC控制器50传送检测到位信号，PLC控制器50命令输送泵60停止运转，含固液体停止向外输送，PLC控制器50控制进行下一次的测量过程。

在输送泵60向外输送符合密度要求的含固液体的过程中，含固液体可以按照原来的流速继续向储液罐10内输送，只要将输送泵60的输送流量设计为大于含固液体传送管70输送含固液体的流量即可。另外，在输送泵60向外输送符合密度要求的含固液体的过程中，也可关闭含固液体传送管70的阀门。

本发明的优点是：

本发明含固液体密度测量装置可通过本发明方法实现对含固液体密度的实时测量，本发明方法是一种称重测量方法，简单可靠，该测量过程可控。本发明含固液体密度测量装置简单、可靠、成本低、运行平稳、测量精度高。

本发明的液位传感器使用声纳传感器，声纳传感器和本发明中的称重传感器不与被测的含固液体接触，因此，含固液体不会结晶在声纳传感器和称重传感器上，它们不会被含固液体所腐蚀，它们不会受含固液体运动的影响，确保了测量的准确性。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种含固液体密度测量装置，其特征在于：它包括储液罐、液位传感器、称重传感器和PLC控制器，其中：

该储液罐为封闭罐体，该储液罐的顶部开设有一个输送管，该输送管的底部设有一个输液器，在该储液罐内的上部设有一个溢流堰，该溢流堰为具有中心贯通孔的环形槽结构，在该储液罐上设有一个清液外排口，该清液外排口与该溢流堰的环形槽腔体相贯通，在该储液罐的底部开设有一个输出口，在该储液罐的顶部设有一个液位传感器，该液位传感器的感测端位于该储液罐内，在该储液罐外部的两侧各设有一个支耳，每一个支耳的下面设有一个称重传感器，该称重传感器位于支架上，该液位传感器的信号输入输出端、该称重传感器的信号输入输出端分别与该PLC控制器上与其相应的信号输入输出端连接。

2.根据权利要求1所述的含固液体密度测量装置，其特征在于：

所述储液罐的输出口与一个输送泵的输入口连接，该输送泵的输出口用于将符合密度要求的含固液体外排，该输送泵的信号输入输出端与所述PLC控制器上与其相应的信号输入输出端连接。

3.根据权利要求1所述的含固液体密度测量装置，其特征在于：

所述液位传感器为声纳传感器。

4.根据权利要求1所述的含固液体密度测量装置，其特征在于：

所述输液器由连接部件和反射帽组成，该反射帽经由该连接部件与所述输送管的底部连接，该反射帽为伞形结构，该反射帽的顶面与该连接部件之间设有流出口，该反射帽用于使从所述输送管流下的含固液体经由该流出口沿其顶面斜向流入所述储液罐内的含固液体中，以使从所述输送管流下的含固液体不会影响所述储液罐内的含固液体的固液分离。

5.根据权利要求1所述的含固液体密度测量装置，其特征在于：

所述储液罐的上半部分为圆柱体且下半部分为圆锥体。

6.一种含固液体密度测量方法，该含固液体密度测量方法基于权利要求1所述的含固液体密度测量装置实现，其特征在于：它包括步骤：

步骤A：PLC控制器初始化，储液罐的容积、重量参数输入PLC控制器；

步骤B：开启含固液体传送管阀门，使待测密度的含固液体从该含固液体传送管流出并经由储液罐的输送管、输液器流入储液罐内；

步骤C：液位传感器测量储液罐内含固液体的高度，并将测得的高度值传送给PLC控制器，称重传感器测量储液罐和储液罐内含固液体的总重量，并将测得的总重量值传送给PLC控制器；

步骤D：PLC控制器根据传送来的含固液体的高度值、储液罐和储液罐内含固液体的总重量值以及储液罐的容积、重量参数计算出此时储液罐内含固液体的密度。

7.根据权利要求6所述的含固液体密度测量方法，其特征在于：

在所述步骤B中，流入所述储液罐内的含固液体中的固体颗粒物下沉，清液上升，当该清液上升到溢流堰时，该清液从该溢流堰的中心贯通孔流入环形槽内，从而从清液外排口流出。

Images