CN1053120A - 一种贮液容器液量精确计量装置 - Google Patents

Abstract

一种贮液容器液量精确计量装置，它适用于需要 对贮液容器内液量进行计量的场合，如各种大型贮罐 等。它通过两长短不同的管插入被测贮液容器内并 通入压缩空气，测量两中的压力，可算出液体比重和 液面高度。预先对容器进行标定，可得到容器内液体 的体积与重量。本实用新型使用机电一体化形式，用 计算机自动采集计算，计量精度高。可以把本实用新 型加入到整个机电一体化的测量、控制和管理系统 中。

Description

一种贮液容器液量精确计量装置，它适用于需对贮液容器内液量进行计量的场合，如石油、化工企业的原料和成品罐库、油品库、加油站、贮运站及码头等，特别适用于集群测量。

对各种贮液容器内液量的计量，特别是大型贮液罐等所贮液体的液量计量，是一个大家甚为关切的课题。如在油库贮油罐的液量计量中，仍用人工放入检尺的办法测量液位，通过计算得到罐内液量值。这种方法精度差，不仅是液位的测量误差大，而且因人而异，同时它很难校正因温度、贮罐变形引起的误差。对于这些大型贮罐，也没有办法用称重的办法进行测量。

本发明的目的是发明一种贮液容器液量精确计量装置，它适用于机电一体化的自动计量，并便于扩充。

本发明如附图1所示，它有压力敏感元件（1）及（2），温度敏感元件（3），其特征在于：有一端带有节流小孔的长管（4）和一端带有节流小孔的短管（5），压力敏感元件（1）和（2）分别装于长管（4）和短管（5）上，长管（4）和短管（5）的节流小孔端接有压缩空气源（6），有可为整个系统所共有的中央控制计算机（7）和可以与其它测控部分共有的标准工业控制介面（8），在标准工业控制介面（8）的插槽中分别插有与压力敏感元件（1）和（2）及温度敏感元件（3）相连的模数转换适配模块（9），标准工业控制介面（8）通过标准串行通讯接口与中央控制计算机相连。

本发明使用长短两管（4）和（5）垂直插于被测贮液容器中，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最低液位液面。在工作时，压缩空气源（6）通过节流小孔向两管连续供气，让气体保持不断从长管（4）和短管（5）的下端溢出，保证两管中都没有液体。这时，长管（4）中的气体压力（相对于贮液容器中上部气体压力）为长管（4）下端口部距液面的高度L1所产生的液柱压力P1，而短管（5）中的气体压力（相对于贮液容器中上部气体压力）为短管（5）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

P1-P2＝d×（L1-L2）

d＝（P1-P2）/H

因此，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敏感元件（1）和（2），用插于标准工业介面（简称RTU）（8）中的模数转换适配模块（9）进行采集，中央控制计算机（7）在需要被测容器中的液量数据时，通过标准串行通讯接口发出地址选通命令，先后选通与压力敏感元件（1）和（2）以及温度敏感元件（3）相连的模数转换适配模块（9），适配模块（9）把压力敏感元件（1）和（2）以及温度敏感元件（3）的模拟量转换为数字量后回送到中央控制计算机（7），中央控制计算机（7）通过数据处理便可得到液体的比重，液面高度等信息。可以事先对贮罐容量进行标定，把标定的容器液面高度与容器对应液体体积的数据存入计算机。也可以给定贮罐容器液位高度与体积的函数关系，通过计算处理得到贮罐容器内液体的重量。同时，通过测量温度，还可以校正贮罐容器可能的热变形引起的体积变化。

由于整个测量是计算机控制自动完成的，且液位测量时可以通过多次测量平均，达到较高的计量精度。此外，也能同时测得比重和进行温度校正，得到高精度液体重量值。

本发明使用的压力及温度敏感元件、模数转换适配模块、RTU及中央控制计算机都是标准化的。计算机可以与管理系统相连，每次测量的数据都存入管理数据库中，实现数据管理和采集一体化。测量贮罐进排液前后的液量变化，可对进出货物进行管理。本发明可以通过加入多个长、短管和压力、温度敏感元件组，并在RTU中插入相应的模数转换适配模块，成为一个集群测量系统，对多个贮罐进行集中测量与管理。同时还可以加入对贮罐进出液阀门进行控制的控制适配模块，以达到自动控制的目的。

本发明中的压缩空气源（6）可以是一个小型空气压缩机也可以是压缩空气贮气瓶及其它的压缩空气源。长管（4）和短管（5）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的下端溢出，使两管中没有液体即可，但太小时贮液容器液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（4）和短管（5）可以并在一起做成一体，这样便于本发明在贮液容器中的安放。管的截面形状可以是各种形状，如园形、方形、六边形等。本发明中长管（4）和短管（5）上分别装的压力敏感元件（1）和（2）也可以换为在长管（4）和短管（5）之间跨装一个压差敏感元件和在其中之一上装一个压力敏感元件，使压力差值的测量误差减少。

Claims (2)

1、一种贮液容器液量精确计量装置，它有压力敏感元件(1)和(2)，温度敏感元件(3)，其特征在于：有一端带有节流小孔的长管(4)和一端带有节流小孔的短管(5)，压力敏感元件(1)和(2)分别装于长管(4)和短管(5)上，长管(4)和短管(5)的节流小孔端接有压缩空气源(6)，有可为整个系统所共有的中央控制计算机(7)和可以与其它测控部分共有的标准工业控制介面(8)，在标准工业控制介面(8)的插槽中分别插有与压力敏感元件(1)和(2)及温度敏感元件(3)相连的模数转换适配模块(9)，标准工业控制介面(8)通过标准串行通讯接口与中央控制计算机相连。

2、如权利要求1所述的贮液容器液量精确计量装置，其特征在于：压力敏感元件（1）和（2）为一跨装于长管（4）和短管（5）之间的压差敏感元件和装于长管（4）与短管（5）其中之一的压力敏感元件。