CN103234598A - 一种用于lng贮罐中的传感器装置 - Google Patents

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陈树军
孙建华
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Abstract

本发明公开了一种用于LNG贮罐中的传感器装置，包括：安装于贮罐内腔中的用来检测贮罐中LNG液位的主电容式传感器，在贮罐内腔中还设置有一个子电容式传感器，并且工作中在往贮罐中灌装液化天然气时，子电容式传感器必须能被充满并且比主电容式传感器先充满液化天然气。在液位检测仪中应用本发明所述的传感器装置，每次灌装LNG时能确保子电容式传感器被首先充满，利用子电容式传感器正常使用时的满载电容量与子电容式传感器在充满选定的液化天然气D时的满载电容量作比较，得到一个反应电容量变化比例的值，来修整主电容式传感器的实时电容量，从而能提高测量精度，减小测量误差。

Description

一种用于LNG贮罐中的传感器装置
技术领域
本发明涉及到一种用于LNG贮罐中的传感器装置，液位检测仪利用该装置可准确地检测出贮罐中LNG的液位。
背景技术
液化天然气（简称LNG）通常都贮存在保温绝热的贮罐中，为实时显示贮罐中的液位，通常还配备有液位检测仪。目前常用的液位检测仪的结构包括：安装于贮罐内腔中的传感器装置，传感器装置外接信号处理器，信号处理器与液位指示器相连接；其中所用的传感器装置为一个单个的、用来检测贮罐中LNG液位的电容式传感器。上述结构的液位检测仪的工作原理是：利用电容式传感器的电容量随电容式传感器中液化天然气液位的上升而线性增大的特性，信号处理器实时采集电容式传感器的电容量CS，并根据该电容量CS转换输出一个实时液位信号至与信号处理器配合工作的液位指示器，实时显示液化天然气的液位。
上述结构的液位检测仪、以及所采用的传感器装置存在如下缺点：液化天然气的品质会因产地等因素的不同而有差异，其中，不同品质的液化天然气的介电常数的差异对电容式传感器电容量的影响最大。对于某个确定的贮罐而言，其所配置的液位检测仪在正式投入使用前就已调试好，在调试过程中通常只能选用一种选定的液化天然气——假设为液化天然气D，那么，在实际使用中，贮罐中所灌装的液化天然气的介电常数与液化天然气D的介电常数越接近，液位检测仪所显示出的液位就越接近于贮罐中的实际液位，即其检测结果就越准确；当贮罐中所灌装的液化天然气的介电常数与液化天然气D的介电常数偏离过多时，采用上述传感器装置的液位检测仪就无法根据传感器的电容量来准确地判断出贮罐中的实际液位，也就无法准确地检测出贮罐中液化天然气的液位，就会给贮罐的正常灌装、运输和使用带来诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于LNG贮罐中的传感器装置，液位检测仪利用该装置可准确地检测出贮罐中LNG的液位。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
一种用于LNG贮罐中的传感器装置，包括：安装于贮罐内腔中的用来检测贮罐中LNG液位的主电容式传感器，其特点是：在贮罐内腔中还设置有一个子电容式传感器，并且工作中在往贮罐中灌装液化天然气时，子电容式传感器必须能被充满并且比主电容式传感器先充满液化天然气。
进一步地，前述的一种用于LNG贮罐中的传感器装置，其中：子电容式传感器的高度不超过主电容式传感器高度的二分之一，以保证在每次灌装使用时子电容式传感器能被充满并且比主电容式传感器先充满液化天然气。
进一步地，前述的一种用于LNG贮罐中的传感器装置，其中：子电容式传感器横卧着设置于贮罐内腔的底部，以保证在每次灌装使用时子电容式传感器能被充满并且比主电容式传感器先充满液化天然气。
本发明的有益效果：在液位检测仪中应用本发明所述的传感器装置，每次灌装LNG时能确保子电容式传感器被首先充满，利用子电容式传感器正常使用时的满载电容量与子电容式传感器在充满选定的液化天然气D时的满载电容量作比较，得到一个反应电容量变化比例的值，再用该值来修整主电容式传感器的实时电容量，从而能提高测量精度，减小测量误差。或者，利用子电容式传感器每次灌装LNG时能确保被首先充满，从而计算出每次灌装的液化天然气的介电常数，从而可以预先准确地计算出主电容式传感器每次实际使用时的满载电容量，同样能提高测量精度，减小测量误差。
附图说明
图1是本发明所述的一种用于LNG贮罐中的传感器装置具体应用时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明所述的一种用于LNG贮罐中的传感器装置作进一步的说明。
参见图1所示，本发明所述的一种用于LNG贮罐中的传感器装置，包括：安装于贮罐3内腔中的用来检测贮罐3中LNG液位的主电容式传感器2，在贮罐3内腔中还设置有一个子电容式传感器1，并且工作中在往贮罐3中灌装液化天然气时，子电容式传感器1必须能被充满并且比主电容式传感器2先充满液化天然气，在实际制作中，所述的子电容式传感器1的高度可选择不超过主电容式传感器2高度的二分之一，优选地可选择不超过主电容式传感器2高度的三分之一，或者将子电容式传感器1横卧着设置于贮罐3内腔的底部，以确保在每次灌装使用时子电容式传感器1能被充满并且比主电容式传感器2先充满液化天然气，原则上子电容式传感器1越接近罐底越好。
本发明所述的传感器装置的工作原理如下：在实际应用时，将主电容式传感器2和子电容式传感器1分别与构成液位检测仪的信号处理器5相连接，信号处理器5与液位指示器6相连接；（一）首先使主电容式传感器2中充满任选的一种液化天然气D，信号处理器5采集并存储此状态下主电容式传感器2的电容量，即满载时的电容量CA；并且也使子电容式传感器1中充满液化天然气D，信号处理器5采集并存储此状态下子电容式传感器1的满载电容量CA1；（二）工作中在往贮罐3中灌装液化天然气时，信号处理器5采集正常使用时被充满液化天然气的子电容式传感器1的电容量CA2，并将电容量CA2与电容量CA1进行比较，得到一个反应电容量变化比例的值t，假设t= (CA1- CA2)/ CA1；同时信号处理器5实时采集正常使用时的主电容式传感器2的电容量CS，并根据电容量变化比例值t来调整电容量CS的大小，将调整后的电容量记为CB，CB= CS/(1- t) ，并且电容量CB不大于电容量CA；（三）利用电容式传感器的电容量随传感器中液化天然气液位上升而线性增大的特性，信号处理器5根据电容量CB的值输出实时液位信号至与信号处理器5配合工作的液位指示器6，实时显示液化天然气的液位；当电容量CB等于电容量CA时，信号处理器5输出一个满载信号至与信号处理器5配合工作的液位指示器6，显示此状态下的液位为满载液位。
由上所述可知，在液位检测仪中应用本发明所述的传感器装置，每次灌装LNG时能确保子电容式传感器被首先充满，利用子电容式传感器正常使用时的满载电容量与子电容式传感器在充满选定的液化天然气D时的满载电容量作比较，得到一个反应电容量变化比例的值，来修整主电容式传感器的实时电容量，从而能提高测量精度，减小测量误差。或者，利用子电容式传感器每次灌装LNG时能确保被首先充满，从而计算出每次灌装的液化天然气的介电常数，从而可以预先准确地计算出主电容式传感器每次实际使用时的满载电容量，同样能提高测量精度，减小测量误差。

Claims (3)

1.一种用于LNG贮罐中的传感器装置，包括：安装于贮罐内腔中的用来检测贮罐中LNG液位的主电容式传感器，其特征在于：在贮罐内腔中还设置有一个子电容式传感器，并且工作中在往贮罐中灌装液化天然气时，子电容式传感器必须能被充满并且比主电容式传感器先充满液化天然气。
2.根据权利要求1所述的一种用于LNG贮罐中的传感器装置，其特征在于：子电容式传感器的高度不超过主电容式传感器高度的二分之一，以保证在每次灌装使用时子电容式传感器能被充满并且比主电容式传感器先充满液化天然气。
3.根据权利要求1所述的一种用于LNG贮罐中的传感器装置，其特征在于：子电容式传感器横卧着设置于贮罐内腔的底部，以保证在每次灌装使用时子电容式传感器能被充满并且比主电容式传感器先充满液化天然气。
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