CN102252730B - 软体罐液位测量仪及其测量方法 - Google Patents

Abstract

软体罐液位测量仪及其测量方法，涉及一种液位测量技术。提供一种不仅具有测量简单、精度高、成本低、安装方便等特点，而且可满足野外、防爆场所、低温等恶劣环境要求的软体罐液位测量仪及其测量方法。设有储液装置、压力传感器、高度测量竿、三通和液位显示仪；所述储液装置设于软体罐体顶部，在储液装置中预存储有指示液体，压力传感器和高度测量竿放置在地面上，储液装置、压力传感器和高度测量竿三者通过三通实现互联，储液装置通过第1软管和第1阀门与三通的一出口连接，压力传感器通过第2软管和第2阀门与三通的第二出口连接，高度测量竿通过第3软管和第3阀门与三通的第三出口连接；压力传感器的输出信号端与液位显示仪电连接。

Description

软体罐液位测量仪及其测量方法

技术领域

本发明涉及一种液位测量技术，特别是涉及一种对软体罐的液位进行非接触式测量的仪表及方法。

背景技术

软体罐是一种柔性、可折叠的容器，运输、贮存体积小，展开、撤收快速，主要用于临时储存油、水、化学试剂等液态介质，在地方和部队有广泛的应用。根据软体罐所用材料的强度和储存液态介质的不同，每个软体罐都有一个最大容量或最大液位高度，当超过最大容量或最大液位高度时，可能会引起软体罐的破裂，导致储存的液态介质外溢，造成危险。因此，监测罐内液体的体积或液位就非常必要。但是，软体罐由于其独特的柔性，罐体尺寸随着储存液体的多少而发生变化，对罐内液体的体积或液位的测量不能采用常规钢质罐的方式。

现有的有关对软体油罐内液体液位的测量方法主要分为五种：

(1)拉绳法，将绳子拉伸到罐体顶部，并与罐体顶部相切，然后在罐体两侧安装标尺，通过标尺直接读取到罐体内液位的高度，通过计算可知罐内液体的体积；该方法的优点是简便、成本低，缺点是如果罐体过大，测量的误差大。

(2)流量计法，通过对软体罐安装双向流量计，分别计量流进软体罐和流出软体罐的流量，从而确定罐内液体的体积；由于软体罐顶部有排气孔，对于易挥发液体容量的测量存在一定的不确定性。

(3)激光测量法，通过激光对置于罐顶的光靶反射确定光入射角度，然后根据激光安装的基准高度可计算出软体罐内的液位；该方法所需仪器设备费用昂贵。

(4)悬锤法，例如中国专利CN 100547363C公开一种软体罐液位测量仪及测量方法，通过测量软体罐罐体顶部与罐体底部之间的高度变化来反映存储在软体罐中介质液位的高度值。在软体罐顶部安装软体罐液位测量仪，该测量仪由可伸缩式拉绳机构、传动机构、角度传感器、重锤和壳体构成，可伸缩式拉绳机构的拉绳下端连接重锤，可伸缩式拉绳机构通过传动机构与角度传感器连接。测量时将拉绳和重锤伸进软体罐内，重锤垂至罐底；随着软体罐内液位的变化，罐体顶部与罐体底部之间的高度产生变化，角度传感器测出罐体高度的位移电信号，即可反映软体罐中介质液位的变化。该方法要求重锤和拉绳伸入软体罐内，如果软体罐内液体具有腐蚀性、易燃易爆性，该测量方式对于软体罐内的介质液体存放不利且装置繁琐。

(5)传感器直接投入法，将压力传感器直接投入软体罐内的底部，通过测出软体罐内静压力从而确定软体罐的液位；该法所使用的传感器需直接与罐内液体相接触，如果罐内储存易燃易爆等物质，对罐内液体的防爆不利。此外，如果罐内储存的液体变化或者环境温度变化时，液体的密度相应发生变化，为准确测量需对仪器进行相应的校正，从而造成使用过程的不方便。

发明内容

本发明的目的主要是为了克服以上几类测量方法的不足，提供一种不仅具有测量简单、精度高、成本低、安装方便等特点，而且可满足野外、防爆场所、低温等恶劣环境要求的软体罐液位测量仪及其测量方法。

本发明的技术方案是利用连通器原理，将软体罐的液位高度用其他液体的液位高度来替代，然后利用高精度压力传感器来间接测量软体油罐的液位。

所述软体罐液位测量仪设有储液装置、压力传感器、高度测量竿、三通和液位显示仪；所述储液装置设于软体罐体顶部，在储液装置中预存储有指示液体，压力传感器和高度测量竿放置在地面上，储液装置、压力传感器和高度测量竿三者通过三通实现互联，储液装置依次通过第1软管和第1阀门与三通的一出口连接，压力传感器依次通过第2软管和第2阀门与三通的第二出口连接，高度测量竿依次通过第3软管和第3阀门与三通的第三出口连接；压力传感器的输出信号端与液位显示仪电连接。

所述储液装置可采用圆环柱形容器、圆柱形容器、方形容器、锥形容器或者其它形状的容器等。

所述储液装置可采用敞口的储液装置，或顶部设有与大气相连通的阀门，且底部与软管相通的储液装置等。

所述高度测量竿为带有刻度的直杆，通过三通的一通路出来的软管安装于高度测量竿上，当3个阀门均打开时，由于连通器的原理可直接从高度测量竿上读出液位的值，从而与压力传感器测量的数据进行对比，对软体罐液位测量仪进行校准。

所述三通用于将软管内的液路分支。所述软管可采用PU管、PA管、PTFE管、硅胶管等高分子材料软管，软管的长度可根据软体罐的高度和尺寸大小进行调整。

所述指示液体可以是水、防冻液、燃料油、硅油、二甲基硅油等液态物质，指示液体可以为无色或者根据需要采用不同的颜色，具体应用时可根据使用的环境温度进行选择。

所述阀门是用于切断软管内指示液体通路，阀门可采用手动阀、气动阀、电动阀或电磁阀等。

所述液位显示仪用于显示压力传感器所测量的液位高度，液位显示仪也可通过计算机处理系统采集软体罐液位值输出的电信号，计算出软体罐液体介质的容量值。

所述储液装置用于储存指示液体，当软体罐内介质液位升高时，储液装置内指示液体流入软管内，当软体罐内介质液位降低时，软管内的指示液体流入储液装置内。储液装置放在软体罐体顶部，压力传感器和高度测量竿置于地面，储液装置、压力传感器和高度测量竿三者通过三通和软管实现互联，通过阀门实现管内指示液体的通断。指示液体预先存储于储液装置中，随着罐体升高，指示液体将流到软管内。压力传感器输出信号连接到液位数字显示仪。针对软体罐的特性，通过测量软体罐罐顶部与罐底部之间的高度变化来反映软体罐中存储液体介质液位高度值的变化。本发明采用的具体原理是：在软体罐顶部放一储液装置，储液装置底部与一根软管相连，软管的中间部位与软体罐底部相平，与软体罐连通的另一端置于一高度测量竿上，软管内充满指示液体，并两端通大气。当软体罐顶部高度变化时，通过连通器的原理，置于高度测量竿上的软管内液位的高度即可反映出软体罐液位的高度。同时软管内由指示液体所产生静压力也发生变化，如果在软管中间部位安装压力传感器，由压力传感器可测量软管内压力的变化值从而测量出软体罐内液体介质的液位。由于压力传感器测量的信号变化是软体罐中液位变化的反映，可通过专用的仪表或者计算机处理系统将压力传感器的信号进行计算从而得出软体罐内液体介质的体积值(容量值)。压力传感器的信号可用于数据传输，高度测量竿上的测量值还可作为压力传感器的校准标准。

与现有的技术相比，本发明具有以下突出优点：

1)所述软体罐液位测量仪不与软体罐内储存的液体介质接触，符合防爆要求；软体罐液位测量仪组件中只有压力传感器和液位显示仪需要供电，对于易燃易爆的软体罐，压力传感器和液位显示仪外壳采用防爆壳体以达到防爆要求。

2)由于储液装置的横截面积比软管的横截面积大很多，因此可减少因储液装置内液面变化带来的误差。

3)所述软体罐液位测量方法具有操作简单、精度高、成本低、安装方便等特点，可以直接用于软体罐的液位测量和液体介质的体积(或者容量)测量。由于采用的测量方式不与储存的液体介质直接接触，不受所测液体介质的影响，不受使用环境条件的限制。本发明可方便用于燃油、强酸、强碱等易燃、易爆、有毒、有腐蚀性液态介质的液位高度和体积(或容积)的测量。

附图说明

图1是本发明所述软体罐液位测量仪实施例的结构组成示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

以下以软体罐液位测量为例对本发明进行详细说明。参见图1，所述软体罐液位测量仪设有储液装置1、压力传感器2、高度测量竿3、三通4和液位显示仪5；储液装置1设于软体罐体P顶部，在储液装置1中预存储有指示液体，压力传感器2和高度测量竿3放置在地面上，储液装置1、压力传感器2和高度测量竿3三者通过三通4实现互联，储液装置1依次通过第1软管11和第1阀门12与三通4的一出口连接，压力传感器2依次通过第2软管21和第2阀门22与三通4的第二出口连接，高度测量竿3依次通过第3软管31和第3阀门32与三通4的第三出口连接；压力传感器2的输出信号端与液位显示仪5电连接。

由于第1软管11与第2软管21形成的通道管线两端通大气，随着软体罐高度的变化使第2软管21内的指示液体的高度发生变化，同时3根软管11、21、31形成的通道内指示液体所产生的静压强也发生变化，由压力传感器2感应到的压力变化从而来显示软体罐P内液位的变化。

当第1阀门12和第2阀门22均打开，第3阀门32关闭时，第1软管11和第2软管21形成通道，由连通器原理可以直接在高度测量竿3上测量出软体罐P的液位。

当第1阀门12和第3阀门32均打开，第2阀门22关闭时，第1软管11和第3软管31形成通道，由压力传感器2可测量出软体罐P的液位，压力传感器2的信号传送到液位显示仪5，并在液位显示仪5上显示出来。

当第1阀门12、第2阀门22和第3阀门32均打开时，第1软管11、第2软管21和第3软管31形成通道，由连通器原理可以直接在高度测量竿3测量出软体罐P的液位，由压力传感器2可测出软体罐P的液位，压力传感器2的信号传送到液位显示仪5，并在液位显示仪5显示出来。在本实施例中，高度测量竿3与压力传感器2测量的液位值可以相互校正，确保测量结果精准。

压力传感器2用于测量软管内指示液体静压力的量从而反映出液位的高度，压力传感器2测量的信号可用于数据传输，传输方式可以为有线或者无线。

测量时，选安装并调试好所述软体罐液位测量仪，在储液装置中预存储指示液体；打开3个阀门，直接从高度测量竿上读出液位的值与压力传感器测量的数据进行对比，对软体罐液位测量仪进行校准。

当软体罐内介质液位升高时，储液装置内指示液体流入软管内，当软体罐内介质液位降低时，软管内的指示液体流入储液装置内。随着罐体升高，指示液体将流到软管内。压力传感器输出信号连接到液位数字显示仪。针对软体罐的特性，通过测量软体罐罐顶部与罐底部之间的高度变化来反映软体罐中存储液体介质液位高度值的变化。当软体罐顶部高度变化时，置于高度测量竿上的软管内液位的高度h1即可反映出软体罐液位的高度h2。同时软管内由指示液体所产生静压力也发生变化，高度测量竿上的测量值还可作为压力传感器的校准标准。

液位显示仪显示压力传感器所测量的液位高度，液位显示仪也可通过计算机处理系统采集软体罐液位值输出的电信号，计算出软体罐液体介质的容量值。

Claims (3)

1.软体罐液位测量仪，其特征在于设有储液装置、压力传感器、高度测量竿、三通和液位显示仪；所述储液装置设于软体罐体顶部，在储液装置中预存储有指示液体，压力传感器和高度测量竿放置在地面上，储液装置、压力传感器和高度测量竿三者通过三通实现互联，储液装置依次通过第1软管和第1阀门与三通的一出口连接，压力传感器依次通过第2软管和第2阀门与三通的第二出口连接，高度测量竿依次通过第3软管和第3阀门与三通的第三出口连接；压力传感器的输出信号端与液位显示仪电连接；

所述储液装置采用圆环柱形容器、圆柱形容器、方形容器、锥形容器；

所述储液装置采用敞口的储液装置；或顶部设有与大气相连通的阀门，且底部与软管相通的储液装置；

所述高度测量竿为带有刻度的直杆；

所述指示液体选自水、防冻液、燃料油、硅油或二甲基硅油。

2.如权利要求1所述的软体罐液位测量仪，其特征在于所述软管采用PU管、PA管、PTFE管或硅胶管高分子材料软管。

3.如权利要求1所述的软体罐液位测量仪，其特征在于所述阀门选自手动阀、气动阀、电动阀或电磁阀。

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