CN1028800C - 一种液体比重和容器(或池)内液位测量单元 - Google Patents
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Abstract
一种液体比重液位测量单元，它适用于化工、石油以及其它需测量液体比重、液面高度的地方。它使用插于被测液体中的两根一端带有节流小孔的长短不同的管子，通过节流小孔通入压缩空气后两管产生一定的气体压力和压差，经测量它们的压力值就能得到液比重和液面高度。本发明用机电一体化的形式，通过计算机进行自动采集计算。可以把本发明加入到整个机电一体化的测控系统中。
Description
一种液体比重液位测量单元，它适用于化工、石油以及其它需测量液体比重、液面高度等的地方，特别适用于已部分实现机电一体化测量、控制或是管理的地方。
现在的液体比重测量多是用比重计用手工测量，液面位置高度的测量是用连通管或是直接插入标尺测量，测量精度较低。也有一些自动化仪表，可以减轻测量人员的劳动强度，提高测量精度，但是由于自动化仪表价格较贵，各个测量装置之间不能有机的结合在一起，不便于机电一体化的实施。
本发明的目的是发明一种机电一体化的液体比重以及液位测量单元，它可以同时测量液体比重和液面高度，并便于扩充。
本发明如附图1所示，它有压力传感元件（1），压力传感元件（2），其特征在于：有一端带有节流小孔的长管（3）和一端带有节流小孔和短管（4），在长管（3）和短管（4）上分别装有压力传感元件（1）和压力传感元件（2），在长管（3）的短管（4）的节流小孔端接有压缩空气源（5），有可为整个系统所共有的中央控制计算机（6）和与其它单元共有的标准工业控制介面（7），在标准工业控制介面（7）的插槽中分别插有与压力传感元件（1）和（2）相连的模数转换适配模块（8），标准工业控制介面（7）通过标准串行通讯接口与中央控制计算机（6）相连。
本发明使用长短两管垂直插于被测液体容器中，保持两管的下端口有一固定的高程差H，而且两管下端都应低于液面。在工作时，压缩空气源（5）通过节流小孔向两管连续供气，让气体保持不断从长管（3）和短管（4）的下端溢出，保证两管中都没有液体。这时，长管（3）中的气体压力（相对于液体容器中的上部气体压力）为长管（3）下端口部距液面的高度L1所产生的液柱压力P1，而短管（4）中的气体压力（相对于液体容器中上部气体压力）为短管（4）下端口部距液面的高度L2所产生的液柱压力P2，假设液体比重为d，那么：
P1＝d×L1
P2＝d×L2
因为L1-L2＝H为常值，
故有
P1-P2＝d×（L1-L2）
d＝（P1-P2）/H
因此，我们可以通过上面的公式，用两管的压力差值求出液体的比重，而在知道液体比重后，可通过L1＝P1/d或L2＝P2/d求得液面的位置高度。
本发明使用简单的压力传感元件（1）和（2），用插于标准工业控制介面（简称RTU）（7）中的模数转换适配模块（8）进行测量，中央控制计算机（6）在需要被测液体的比重和液位时，通过标准串行通讯接口发出地址选通命令，先后选通与压力传感元件（1）和（2）相连的模数转换适配模块（8），适配模块（8）把压力传感元件的模拟量转换为数字量后回送到中央控制计算机（6），中央控制计算机（6）通过数据处理，便得
到液体的比重，液面高度等信息，由于本发明采用了这种机电一体化的形式，扩充十分方便，如需测量液体的温度时，只须加入温度传感元件和相应的适配模块。而中央控制计算机（6）是与其它设备共用的，将其通过标准串行通讯接口与RTU（7）相连，在需要测量数据时，发送命令。一般标准的RTU都有16个插槽，因此也可以与其它的机电一体化单元共用。
本发明中的压缩空气源（5）可以是一个小型空气压缩机或是压缩空气贮气瓶或其它压缩空气源。其长管（3）和短管（4）的节流小孔可以较小，只要保证有少量的空气不断进入两管中并从两管下端溢出，使两管中没有液体即可。但太小时液体容器液面的波动对测量影响较大。节流小孔起到了限制气体流量和隔绝气源压力对两管压力影响的作用。
本发明中的长管（3）和短管（4）可以并在一起做成一体，这样便于本发明在液体容器中的安放。管的截面形状可以是各种形状，如圆形、方形、六边形等。本发明中长管（3）和短管（4）上分别装的压力传感元件（1）和（2）也可以换为在长管（3）和短管（4）之间跨装一个压差传感元件和在其中之一上装一个压力传感元件，使压力差值的测量误差减少。
Claims (1)
1、一种液体比重和容器(或池)内液位测量单元，它有压力传感元件(1)、压力传感元件(2)等，其特征在于：有一端带有节流小孔的长管(3)和一端带有节流小孔的短管(4)，在长管(3)和短管(4)上分别装有测量长管(3)和短管(4)中气体压力的压力传感元件(1)和压力传感元件(2)，在长管(3)和短管(4)的节流小孔端接有压缩空气源(5)，长管(3)和短管(4)垂直插于被测液体容器中，保持两管的下端口有一固定的高程差H，而且两管下端都应低于液面，压缩空气源(5)通过节流小孔向两管连续供气，让气体保持不断从长管(3)和短管(4)的下端溢出，保证两管中都没有液体，有可为整个系统所共有的中央控制计算机(6)和与其它单元共有的标准工业控制介面(7)，在标准工业控制介面(7)的插槽中分别插有与压力传感元件(1)和(2)相连的摸数转换适配模块(8)，标准工业控制介面(7)通过标准串行通讯接口与中央控制计算机(6)相连，中央控制计算机(6)用于通过标准工业控制介面(7)先后选通与压力传感元件(1)和(2)相连的模数转换适配模块(8)来得到长管(3)和短管(4)中气体压力的数字量，从而计算出所测液体比重和被测液体容器中的液面位置。
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| CN 90100025 CN1028800C (zh) | 1990-01-06 | 1990-01-06 | 一种液体比重和容器(或池)内液位测量单元 |
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