CN104596617A - 一种用于测量油罐内部液面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量油罐内部液面的方法，包括如下步骤：通过摇动手摇柄将探头从空腔内伸出，探头在其重力作用下带动带状尺下沉到油罐内部；分别利用编码轮和校准光电开关实时测量带状尺的下沉高度；通过比较的方式对带状尺的下沉高度进行校准；利用探头的超声波传感器测量油罐内部空气层与油层的分界面；利用探头的电导传感器测量油罐内部油层与水层的分界面；利用探头的位置传感器测量探头是否到达油罐底部。所述方法采用编码轮和校准光电开关分别实时测量探头的下沉高度，并且通过比较的方式对二者的测量结果进行校准，使得探头在油罐内部的下沉高度的测量更准确，从而提供了油罐内部液面位置测量的准确性。

Description

一种用于测量油罐内部液面的方法

技术领域

本发明涉及油罐内部液面测量技术领域，特别涉及一种用于测量油罐内部液面的方法。

背景技术

众所周知，在储存和运输石油和天然气时，通常需要将石油和天然气装在油罐内。石油和天然气在油罐内长时间储存时，经常会有水分析出并沉淀在油罐底部形成液面。在这种情况下，需要准确测量油罐内部液面的位置。

现有技术中，用于测量油罐内部液面位置的系统，通常采用末端与探头固定连接的刻度尺。使用时，将探头下沉到油罐内部，探头下沉到油罐底部后再将探头收回取出，根据油罐内部的液面在刻度尺上留下的痕迹获得油罐内部液面的位置。

现有技术的上述方法存在如下缺点：一方面，由于缺乏刻度尺的传动装置和计数装置，刻度尺下沉或上升的过程中容易产生误差，导致探头下沉和上升的高度测量不准确，最终导致油罐内部液面位置的测量不准确；另一方面，由于刻度尺本身的变形，带来测量误差，导致油罐内部液面位置的测量不准确。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于测量油罐内部液面的方法。

本发明提供的用于测量油罐内部液面的方法包括如下步骤：

通过摇动手摇柄将探头从空腔内伸出，探头在其重力作用下带动带状尺下沉到油罐内部，带状尺带动编码轮转动；

分别利用编码轮和校准光电开关实时测量带状尺的下沉高度，分别获得带状尺的第一下沉高度值和第二下沉高度值；

通过比较带状尺的第一下沉高度值和第二下沉高度值的方式对带状尺的下沉高度进行校准，获得带状尺的校准后的下沉高度值并将其实时发送至显示装置；

利用探头的超声波传感器测量油罐内部空气层与油层的分界面，获得空气层与油层的分界面对应的高度值并将其发送至显示装置；

利用探头的电导传感器测量油罐内部油层与水层的分界面，获得油层与水层的分界面对应的高度值并将其发送至显示装置；

利用探头的位置传感器测量探头是否到达油罐底部，获得油罐底部对应的高度值并将其发送至显示装置。

优选地，所述方法还包括如下步骤：

根据空气层与油层的分界面对应的高度值、油层与水层的分界面对应的高度值、以及油罐底部对应的高度值计算得到油罐内部空气层的深度、油层的深度和水层的深度。

本发明具有如下有益效果：

与现有技术的用于测量油罐内部液面的方法相比，本发明的所述方法采用编码轮和校准光电开关分别实时测量探头的下沉高度，并且通过比较的方式对二者的测量结果进行校准，使得探头在油罐内部的下沉高度的测量更准确，从而提供了油罐内部液面位置测量的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的用于测量油罐内部液面的系统的立体示意图；

图2为本发明实施例提供的用于测量油罐内部液面的系统的连接关系示意图；

图3为本发明实施例提供的用于测量油罐内部液面的系统的计数装置的结构示意图之一；

图4为本发明实施例提供的用于测量油罐内部液面的系统的计数装置的结构示意图之二；

图5为本发明实施例提供的用于测量油罐内部液面的系统的计数装置的带状尺的示意图；

图6为本发明实施例提供的用于测量油罐内部液面的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的发明内容作进一步的描述。

如图1和图2所示，本实施例提供的用于测量油罐内部液面的系统包括计数装置1、外壳2、刮油器3、显示装置4、探头5、手摇柄6和卡口7。

如图2所示，外壳2包括呈手枪形状的第一壳体201和第二壳体202，且第一壳体201和第二壳体202能够配合构成一个空腔203。计数装置1设置于空腔203上部，空腔203下部呈管状且能够容纳探头5。第一壳体201与第二壳体202的连接处设置有密封圈204，密封圈204用于使第一壳体201与第二壳体202密封连接。卡口7设置于空腔203下部的末端，用于通过罐口固定器与油罐口连接。在测量状态下，探头5从空腔203下部经卡口7伸出，并且下沉到油罐内部；在非测量状态下，探头5位于空腔203下部。第二壳体202上设置有第一通孔205。显示装置4设置于外壳2的上端面。显示装置4包括显示屏401、按键402和提手403。提手403用于供用户手提所述系统。

如图3和图4所示，计数装置1包括第一固定板101、尺盘102、编码轮103、第一靠轮104、第二靠轮105、校准光电开关106、零点开关组件107、棘轮108、带状尺109和第二固定板110。第一固定板101、尺盘102、编码轮103、第一靠轮104、第二靠轮105、校准光电开关106和零点开关组件107固定设置于第一固定板101上。

如图5所示，带状尺109上设有一线排列且均匀分布的多个定位孔116，且带状尺109上设有刻度。

如图3和图4所示，尺盘102与第一固定板101之间设置有棘轮108，用于当刮油器3处于关闭状态且带状尺109从尺盘102放出时防止带状尺109折断。尺盘102的中心位置处设置有第一中心轴111，且尺盘102能够绕第一中心轴111转动。带状尺109的一端与第一中心轴111固定连接，带状尺109的另一端与探头5固定连接，且带状尺109能够绕第一中心轴111缠绕成盘状。尺盘102用于容纳缠绕成盘状的带状尺9。编码轮103与尺盘102相邻设置，且编码轮103上设有能够与带状尺109上的定位孔116配合的销钉112。编码轮103的中心位置设置有第二中心轴113，且编码轮103能够绕第二中心轴113转动。第一靠轮104和第二靠轮105都设置于编码轮103的远离尺盘102的一侧。第一靠轮104的中心位置处设置有第三中心轴114，且第一靠轮104能够绕第三中心轴114转动。第二靠轮105的中心位置处设置有第四中心轴115，且第二靠轮105能够绕第四中心轴115转动。第一靠轮104与编码轮103之间设有能够供带状尺109穿过的第一缝隙(图中未示出)；第二靠轮105与编码轮103之间设有能够供带状尺109穿过的第二缝隙(图中未示出)。使用时，带状尺109依次穿过第一缝隙和第二缝隙。第一靠轮104和第二靠轮105用于使带状尺109紧贴编码轮103。校准光电开关106位于编码轮103和第二靠轮105的下方。校准光电开关106呈U字形，其发射臂能够发射红外线，其接收臂能够接收红外线。带状尺109从校准光电开关106的两臂之间穿过。零点开关组件107用于确定编码轮103的编码计数的零点。

如图3所示，第二固定板110上设有与第一通孔205配合的第二通孔117，刮油器3安装于第一通孔205和第二通孔117处。第二固定板110上设有卡合孔118，手摇柄6经卡合孔118卡合在第一中心轴111上，且用户通过手摇柄6能够带动第一中心轴111转动。

如图4所示，尺盘102的中心点为A点；编码轮103的中心点为B点；第一靠轮104的中心点为D点；第二靠轮105的中心点为E点；直线AC为水平线。在本实施例的一种优选实施方式中，第一靠轮104的中心点D与编码轮103的中心点B的连线DB沿竖直方向。第二靠轮105的中心点E与编码轮103的中心点B的连线EB沿水平方向。编码轮103和尺盘102的中心连线AB与水平线AC之间的夹角为30-35°。在本实施例的一种更优选实施方式中，编码轮103和尺盘102的中心连线AB与水平线AC之间的夹角为33.2°。

探头5上设置有超声波传感器(图中未示出)、电导传感器(图中未示出)和位置传感器(图中未示出)。

当需要将探头5下沉到油罐内部探测液面时，缠绕成盘状的带状尺109在探头5的重力作用下伸展，并且穿过第二缝隙后沿着竖直方向向下运动。带状尺109绕过编码轮103时，带状尺109上的定位孔116与编码轮103上的销钉112配合，使得带状尺109的运动带动编码轮103旋转，从而实现编码轮103的编码计数。简言之，当探头5沿着竖直方向下沉到油罐内部时，由于探头5的重力作用，探头5带动带状尺109，带状尺109带动编码轮103。

带状尺109相对于校准光电开关106做下沉运动时，带状尺109连续经过校准光电开关106处，当带状尺109上的定位孔116穿过校准光电开关106的两臂时，校准光电开关106的发射臂发射的红外线能够穿过带状尺109的定位孔116，校准光电开关106的接收臂能够接收到来自发射臂的红外线；反之，当带状尺109上的除定位孔116外的部分穿过校准光电开关106的两臂时，校准光电开关106的接收臂无法接收到来自发射臂的红外线。校准光电开关106测量得到带状尺109的准确的下沉运动距离，并且根据探测结果实现对带状尺109的连续定期校准。

当需要将探头5从油罐内部取出时，通过例如手摇的方式转动尺盘102的第一中心轴111，将带状尺109缠绕在第一中心轴111上，且缠绕在第一中心轴111上的带状尺109呈盘状。带状尺109相对于校准光电开关106做上升运动时，带状尺109连续经过校准光电开关106处，与上述同理，校准光电开关106对带状尺109的上升运动进行探测，测量得到带状尺109的准确的上升运动距离，并且根据探测结果实现对带状尺109的连续定期校准。

本实施例提供的用于测量油罐内部液面的方法采用上述系统。如图6所示，本实施例提供的用于测量油罐内部液面的方法包括如下步骤：

S1：通过摇动手摇柄6将探头5从空腔3内伸出，探头5在其重力作用下带动带状尺109下沉到油罐内部，带状尺109带动编码轮103转动；

S2：分别利用编码轮103和校准光电开关106实时测量带状尺109的下沉高度，分别获得带状尺109的第一下沉高度值和第二下沉高度值；

S3：通过比较带状尺109的第一下沉高度值和第二下沉高度值的方式对带状尺109的下沉高度进行校准，获得带状尺109的校准后的下沉高度值并将其实时发送至显示装置4；

S4：利用探头5的超声波传感器测量油罐内部空气层与油层的分界面，获得空气层与油层的分界面对应的高度值并将其发送至显示装置4；

S5：利用探头5的电导传感器测量油罐内部油层与水层的分界面，获得油层与水层的分界面对应的高度值并将其发送至显示装置4；

S6：利用探头5的位置传感器测量探头5是否到达油罐底部，获得油罐底部对应的高度值并将其发送至显示装置4；

S7：根据空气层与油层的分界面对应的高度值、油层与水层的分界面对应的高度值、以及油罐底部对应的高度值计算得到油罐内部空气层的深度、油层的深度和水层的深度。

需要说明的是，上述步骤S2中，利用编码轮103实时测量带状尺109的下沉高度过程中，由于编码轮103在进行编码计数时可能会漏数，导致测量获得的带状尺109的第一下沉高度值产生误差。上述步骤S2中，利用校准光电开关106实时测量带状尺109的下沉高度过程中，由于校准光电开关106的累计误差，导致测量获得的带状尺109的第二下沉高度值产生误差。需要说明的是，测量结束后，通过摇动手摇柄6将探头5从油罐内部取出。

应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种用于测量油罐内部液面的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

通过摇动手摇柄将探头从空腔内伸出，探头在其重力作用下带动带状尺下沉到油罐内部，带状尺带动编码轮转动；

分别利用编码轮和校准光电开关实时测量带状尺的下沉高度，分别获得带状尺的第一下沉高度值和第二下沉高度值；

通过比较带状尺的第一下沉高度值和第二下沉高度值的方式对带状尺的下沉高度进行校准，获得带状尺的校准后的下沉高度值并将其实时发送至显示装置；

利用探头的超声波传感器测量油罐内部空气层与油层的分界面，获得空气层与油层的分界面对应的高度值并将其发送至显示装置；

利用探头的电导传感器测量油罐内部油层与水层的分界面，获得油层与水层的分界面对应的高度值并将其发送至显示装置；

利用探头的位置传感器测量探头是否到达油罐底部，获得油罐底部对应的高度值并将其发送至显示装置。

2.根据权利要求1所述的用于测量油罐内部液面的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

根据空气层与油层的分界面对应的高度值、油层与水层的分界面对应的高度值、以及油罐底部对应的高度值计算得到油罐内部空气层的深度、油层的深度和水层的深度。