CN105259209B - 一种lng蒸发速率的测量系统及计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种LNG蒸发速率的测量系统及计算方法，包括低温热阻传感器和数据采集系统；在容器上连接安装好测试系统；在柱状容器内倒入LNG；打开数据采集系统，获取温度数据；根据温度数据图表找出每个传感器之间温度发生变化的时间差，求出这段时间的平均蒸发速率；步骤五，绘制图表，直观反映LNG蒸发速率。本发明可以很快的测得随着时间而变化的低温液位，再通过液位求得短时间段内LNG蒸发的质量，算出某一时间段的平均蒸发速率。密集的热电阻布置可以有效的求出各段时间内的LNG蒸发量和平均蒸发速率，再通过点线图的绘制，直观地表示LNG蒸发速率的变化。

Description

一种LNG蒸发速率的测量系统及计算方法
技术领域
本发明属于测量控制技术技术领域，涉及一种LNG蒸发速率的测量系统，本发明还涉及利用该测量系统的LNG蒸发速率计算方法。
背景技术
目前LNG蒸发速率的测量，主要是通过称重传感器。其优点是快速测得质量的变化速率，只需要进行简单的数学计算。缺点是称重传感器的称量受到外界因素干扰大，在称重过程中，由于LNG冷凝空气中水汽致结冰附着在称量系统，使得称量的重量误差变大，而且LNG的低温特性会使称重传感器的精度变差。同时不便于实际工程应用，比如较大的LNG泄漏收集池难以用称重传感器布置测量，即使可以，但耗资巨大。
发明内容
本发明的目的是提供一种LNG蒸发速率的测量系统，解决了现有技术中测量误差大，容易受外界环境因素干扰的问题。
本发明的另一目的是提供一种利用上述测量系统进行的蒸发速率计算方法。
本发明所采用的技术方案是，一种LNG蒸发速率的测量系统，包括低温热阻传感器和数据采集系统，数据采集系统包括数据采集模块、数据转换模块、低压供电模块和PC机，低温热阻传感器依次连接有数据采集模块、数据转换模块和PC机，低压供电模块分别与数据采集模块和数据转换模块连接。
低温热阻传感器为多个呈环形向上等距密集布置在柱形容器中，相邻两个低温热阻传感器的探头轴心垂直间距小于1cm。
本发明的另一种技术方案，一种LNG蒸发速率的计算方法，按照以下步骤实施：
步骤一，在容器上连接安装好测试系统，
步骤二，在柱状容器内倒入LNG，
步骤三，打开数据采集系统，获取温度数据，
步骤四，根据温度数据图表找出每个传感器之间温度发生变化的时间差，求出这段时间的平均蒸发速率，
步骤五，绘制图表，直观反映LNG蒸发速率。
本发明的有益效果是，密集的传感器布置可以很快的测得随着时间而变化的低温液位，再通过液位求得短时间段内LNG蒸发的质量，算出某一时间段的平均蒸发速率。密集的热电阻布置可以有效的求出各段时间内的LNG蒸发量和平均蒸发速率，再通过点线图的绘制，直观地表示LNG蒸发速率的变化。本发明不受外界环境因素的干扰，在LNG泄漏消防的工程应用中具有潜在的应用价值。
附图说明
图1是本发明一种LNG蒸发速率的测量系统的结构框图；
图2是本发明中各个低温热阻传感器的时间温度变化图。
图中，1.低温热阻传感器，2.数据采集模块，3.数据转换模块，4.低压供电模块，5.PC机，6.柱形容器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种LNG蒸发速率的测量系统，如图1所示，包括低温热阻传感器1和数据采集系统，数据采集系统包括数据采集模块2、数据转换模块3、低压供电模块4和PC机5，低温热阻传感器1依次连接有数据采集模块2、数据转换模块3和PC机5，低压供电模块4分别与数据采集模块2和数据转换模块3连接。
低温热阻传感器1为多个呈环形向上等距密集布置在柱形容器6中，相邻两个低温热阻传感器1的探头轴心垂直间距小于1cm。。
本发明的另一种技术方案，一种LNG蒸发速率的计算方法，按照以下步骤实施：
步骤一，在容器上连接安装好测试系统，
将低温热阻传感器1环形向上等距密集布置在柱状容器6内，为了测得更为精准的蒸发速率，这里每两个相邻传感器探头轴心垂直间距h小于1cm，且h值越小，测得的蒸发速率越准确，柱状容器6内为LNG泄漏收集池；将低温热阻传感器1编号，从最下方至最上方分别为TC1，TC2，……，TC n，各个传感器之间的间隔选取h cm；将低温热阻传感器1由耐低温引线引出连接到数据采集模块2的信号输入端口，数据采集模块2的信号输出端口连接数据转换模块3的信号输入端口，数据转换模块3的信号输出端口连接PC机5，PC机5进行温度数据的监测与记录；给数据采集模块2和数据转换模块3都分别连接低压供电模块4，低压供电模,4接入正常的220V电压，经模块转换后输出20V的低伏电压；
步骤二，在柱状容器6内倒入LNG，
步骤三，打开数据采集系统，获取温度数据，
低温热阻传感器1的电阻值随着周围环境温度的变化而变化，即阻值与环境温度之间有一定的线性关系；当浸没在柱状容器6内部的最上方的某个低温热阻传感器TC x随着低温液体的蒸发而露出液面时，其在PC机5上显示的测量温度会随之升高，这样便可监测到液位的变化，此时记时间t1，随着蒸发的进行，传感器TC x-1露出液面，其在PC机5上显示的测量温度会随之升高，记此时的时间为t2,依次类推，接下来的每个传感器温度开始变化时对应着的时间记为t2,t3，……，tx；
步骤四，根据温度数据图表找出每个传感器之间温度发生变化的时间差，求出这段时间的平均蒸发速率，
密集等距的低温热阻传感器1的布置可以更精确的获取到短时间内的液位的变化，即可获得短时间段内的液体蒸发量；由于每两个相邻的传感器探头之间的距离都是相等的，所以这两相邻传感器之间的LNG液体蒸发量都为相等的πr2·h·ρ×10-6Kg，其中r是容器底部半径，单位cm，ρ为液氮密度，单位kg/m3；随着蒸发时间的变化，传感器逐一露出液面，根据相邻传感器之间露出液面的时间差，求得各个时间段的LNG平均蒸发速率，传感器TC x与TC x-1之间的蒸发速率为以此类推，TCx-1与TC x-2，TC x-2与TC x-3，……，TC2与TC1之间蒸发速率分别为布置的传感器越密集，获取的蒸发速率越精确；当蒸发过程结束后，根据各传感器温度开始升高时的时间点，算出相应的蒸发速率，如图2所示；
步骤五，绘制图表，直观反映LNG蒸发速率，
将各时间段的平均蒸发速率绘制成点线图直观反映蒸发速率的变化。

Claims (1)

1.一种LNG蒸发速率的计算方法，其特征在于，按照以下步骤实施：
步骤一，在容器上连接安装好测试系统，
将低温热阻传感器(1)环形向上等距密集布置在柱状容器(6)内，为了测得更为精准的蒸发速率，这里每两个相邻的低温热阻传感器(1)探头轴心垂直间距h小于1cm，且h值越小，测得的蒸发速率越准确，柱状容器(6)为LNG泄漏收集池；将低温热阻传感器(1)编号，从最下方至最上方分别为TC1，TC2，……，TC n，各个传感器之间的间隔选取h cm；将低温热阻传感器(1)由耐低温引线引出连接到数据采集模块(2)的信号输入端口，数据采集模块(2)的信号输出端口连接数据转换模块(3)的信号输入端口，数据转换模块(3)的信号输出端口连接PC机(5)，PC机(5)进行温度数据的监测与记录；给数据采集模块(2)和数据转换模块(6)都分别连接低压供电模块(4)，低压供电模块(4)接入正常的220V电压，经模块转换后输出20V的低伏电压；
步骤二，在柱状容器(6)内倒入LNG，
步骤三，打开数据采集系统，获取温度数据，
低温热阻传感器(1)的电阻值随着周围环境温度的变化而变化，即阻值与环境温度之间有一定的线性关系；当浸没在柱状容器(6)内部的最上方的某个低温热阻传感器TC x随着低温液体的蒸发而露出液面时，其在PC机(5)上显示的测量温度会随之升高，这样便可监测到液位的变化，此时记时间t1，随着蒸发的进行，传感器TC x-1露出液面，其在PC机(5)上显示的测量温度会随之升高，记此时的时间为t2，依次类推，接下来的每个传感器温度开始变化时对应着的时间记为t2,t3，……，tx；
步骤四，根据温度数据图表找出每个传感器之间温度发生变化的时间差，求出这段时间的平均蒸发速率，
密集等距的低温热阻传感器(1)的布置可以更精确的获取到短时间内的液位的变化，即可获得短时间段内的液体蒸发量；由于每两个相邻的传感器探头之间的距离都是相等的，所以这两相邻传感器之间的LNG液体蒸发量都为相等的πr2·h·ρ×10-6Kg，其中r是容器底部半径，单位cm，ρ为液氮密度，单位kg/m3；随着蒸发时间的变化，传感器逐一露出液面，根据相邻传感器之间露出液面的时间差，求得各个时间段的LNG平均蒸发速率，传感器TC x与TC x-1之间的蒸发速率为以此类推，TC x-1与TC x-2，TC x-2与TC x-3，……，TC2与TC1之间蒸发速率分别为 布置的传感器越密集，获取的蒸发速率越精确；当蒸发过程结束后，根据各传感器温度开始升高时的时间点，算出相应的蒸发速率。
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