CN105486373A - 一种储液罐及液体重量的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储液罐及液体重量的测量方法,包括罐体、第一压力传感器、第二压力传感器、第一A/D转换器、第二A/D转换器和处理器;第一压力传感器设置于罐体底部,用于测量罐体底部的压力;第一压力传感器通过第一A/D转换器与处理器连接;第二压力传感器通过第二A/D转换器与处理器连接;本发明采用两个压力传感器,通过简单实用的方法获得容器的容积表,根据测量的密度和体积得到容器中液体的重量;解决了现有技术中只能测量标定时所用液体重量的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种储液罐,具体涉及一种储液罐及液体重量的测量方法。
背景技术
现有的利用压力传感器测量不规则容器中液体重量的装置,一般都只能测量固定密度的液体的重量,如果容器中装入的液体密度不知道的情况下,难以测量液体的重量;例如意大利的MG2有限公司2007年5月23日公开了一种用于测量瓶特别是药瓶中液体重量的设备(200710103070.X),能够测量固定密度的溶液重量。
发明内容
本发明公开了一种储液罐及液体重量的测量方法。
本发明采用的技术方案是:一种储液罐,包括罐体、第一压力传感器、第二压力传感器、第一A/D转换器、第二A/D转换器和处理器;所述第一压力传感器设置于罐体底部,用于测量罐体底部的压力;所述第二压力传感器用于测量罐体侧壁的压力;第一压力传感器通过第一A/D转换器与处理器连接;第二压力传感器通过第二A/D转换器与处理器连接。
进一步的,所述第二压力传感器设置于罐体的侧壁上。
进一步的,所述罐体设置有连通管,连通管与罐体连通;第二压力传感器设置于连通管上。
进一步的,所述连通管与罐体之间设置有连接架。
进一步的,所述第二压力传感器设置于罐体侧壁的中下部。
进一步的,所述罐体的侧壁为中空夹层结构,夹层内设置有加热装置。
一种可测量液体重量储液罐内液体重量的测量方法,包括以下步骤:
采用已知密度的液体进行标定,获取罐体高度对应的体积,得到体积和高度的关系式
V=K×H+B
式中:H为高度,V为体积,K、B为常数;
根据已知密度液体、第一压力传感器测量的压力值P1和第二压力传感器测量的压力值P2,计算第一压力传感器和第二压力传感器之间的高度差Δh:
式中:g为重力系数,ρ0为液体的密度;
向罐体中加入需要测定的溶液,第一压力传感器测量得到压力值P10,第二压力传感器测量得到压力值P20;
计算罐体内液体的重量:
进一步的,所述标定罐体高度和体积关系的方法包括以下步骤:
采用已知密度液体,逐次称量后倒入罐体内,记录每一次倒入的重量和第一压力传感器对应的压力值;
将液体的重量值换算为体积值,压力值换算为高度值,得到罐体的容积表;
将容积表划分为几个线性区间,分别计算区间内曲线的斜率和截距,分别得到体积和高度之间的线性公式;
根据几个区间内的体积和高度之间的公式,得到罐体1的体积和高度之间的关系式。
进一步的,采用SLOPE函数计算容积表线性区间内曲线的斜率,采用INTERCEPT函数计算容积表线性区间内曲线的截距。
本发明的有益效果是:
(1)本发明在罐体底部和侧壁设置有压力传感器,可测得罐体底部和侧壁处的压力值,通过压力值转换成液体密度值和体积值,最终可计算罐体内液体的重量,不受液体密度的影响;
(2)本发明罐体上设置连通管,将压力传感器设置于连通管上,可以不破坏罐体侧壁的结构。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中:1-罐体,2-1-第一压力传感器,2-2-第二压力传感器,3-1-第一A/D转换器,3-2-第二A/D转换器,4-处理器,5-连通管,6-盖子,7-搅拌器,8-出气孔,9-连接架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示,一种储液罐,包括罐体1、第一压力传感器2-1、第二压力传感器2-2、第一A/D转换器3-1、第二A/D转换器3-2和处理器4;所述第一压力传感器2-1设置于罐体1底部,用于测量罐体1底部的压力;所述第二压力传感器2-2用于测量罐体1侧壁的压力;第一压力传感器2-1通过第一A/D转换器3-1与处理器4连接;第二压力传感器2-2通过第二A/D转换器3-2与处理器4连接。
使用时,通过第一压力传感器2-1测量罐体1底部压力值,通过第二压力传感器2-2测量罐体1侧壁的压力值,第一压力传感器2-1测量的压力值通过第一A/D转换器3-1发送到处理器4,第二压力传感器2-2测量的压力值通过第二A/D转换器3-2发送到处理器4;处理器4对接收到的测量值进行处理。
进一步的,所述第二压力传感器2-2设置于罐体1的侧壁上。
进一步的,所述罐体1设置有连通管5,连通管5与罐体1连通;第二压力传感器2-2设置于连通管5上;通过连通管5与罐体1连通,可以不用将第二压力传感器2-2设置在罐体1的侧壁上,避免了对罐体1的损伤。
进一步的,所述连通管5与罐体1之间设置有连接架9;通过连接架9可以进一步将连通管5进行固定,根据需要可以在连通管5和罐体1之间设置多个连接架9。
进一步的,所述第二压力传感器2-2设置于罐体1侧壁的中下部;将第二压力传感器2-2设置在罐体1的中下部,可以尽可能在液体量不足的情况下也可测得结果。
进一步的,所述罐体1侧壁为中空夹层结构,夹层内设置有加热装置;夹层中设置有蒸汽盘管,通过外部蒸汽管道向夹层内的蒸汽盘管供给蒸汽给罐体1加热,使罐体1内的液体达到需要的温度。
一种储液罐内液体重量的测量方法,包括以下步骤:
采用已知密度的液体进行标定,获取罐体1高度对应的体积,得到体积和高度的关系式
V=K×H+B
式中:H为高度,V为体积,K、B为常数;
根据已知密度液体、第一压力传感器2-1测量的压力值P1和第二压力传感器2-2测量的压力值P2,计算第一压力传感器2-1和第二压力传感器2-2之间的高度差Δh:
式中:g为重力系数,ρ0为液体的密度;
向罐体1中加入需要测定的溶液,第一压力传感器2-1测量得到压力值P10,第二压力传感器2-2测量得到压力值P20;
计算罐体1内液体的重量:
进一步的,所述标定罐体1高度和体积关系的方法包括以下步骤:
采用已知密度液体,逐次称量后倒入罐体1内,记录每一次倒入的重量和第一压力传感器2-1对应的压力值;
根据液体体积公式将液体的重量值换算为体积值,将压力值换算成高度值,得到罐体1的容积表;
将容积表划分为几个线性区间,分别计算区间内曲线的斜率和截距,分别得到体积和高度之间的线性公式;
根据几个区间内的体积和高度之间的公式,得到罐体1的体积和高度之间的关系式。
进一步的,采用SLOPE函数和INTERCEPT函数计算容积表线性区间内曲线的斜率和截距。
下面以实施例对一种储液罐内液体重量的测量方法做进一步说明。
首先,在实际测量前,在需要的测量范围内,用一台经过标定合格的电子台秤逐次称量水,倒入罐体1内,记录每一次倒入水的重量值和压力值;重量由电子台秤测量,压力由容器底部的第一压力传感器2-1测量;
水的密度已知为1000kg/m3,将重量值和压力值转换为体积值和高度值,得到罐体1的容积表;
将容积表划分为几个线性区间,分别计算区间内曲线的斜率和截距,分别得到体积和高度之间的线性公式;据几个区间内的体积和高度之间的公式,得到罐体1的体积和高度之间的关系式;采用SLOPE函数和INTERCEPT函数计算容积表线性区间内曲线的斜率和截距
将上述测量值根据罐体1高度h分为5个线性区间:
0.4≦h≦1.3V=1.1111h+0.5556;
1.3﹤h﹤5V=2.1802h-1.1509;
5≦h≦7.8V=3.5680h-7.9539;
7.8﹤h≦14.4V=4.5564h-15.9671;
14.4﹤hV=5.1979h-25.2171;
根据水、第一压力传感器2-1测量的压力值P1和第二压力传感器2-2测量的压力值P2,计算第一压力传感器2-1和第二压力传感器2-2之间的高度差Δh:
式中:g为重力系数,ρ0为水的密度;
向罐体1内倒入需要测量的溶液,第一压力传感器2-1测量的压力值为P10、第二压力传感器2-2测量的压力值为P20,根据下式计算溶液的密度ρ1:
计算罐体1内液体的高度H:
容器内液体的重量为M=ρ1V,即得到:
本发明采用两个压力传感器,通过简单实用的方法获得容器的容积表,根据测量的密度和体积得到容器中液体的重量;解决了现有技术中只能测量标定时所用液体重量的缺陷;本发明不受液体密度的影响,通过测量液体体积和密度得到液体重量;适用于所有过程测量领域、过程测量技术,化工、制药、食品和饮料等行业,具有重复性好、稳定性高、量程比大、测量精度高、安装简便、价格低廉等优点。日常使用中只需定期检查容器容积表,定期校准即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种储液罐,其特征在于,包括罐体(1)、第一压力传感器(2-1)、第二压力传感器(2-2)、第一A/D转换器(3-1)、第二A/D转换器(3-2)和处理器(4);所述第一压力传感器(2-1)设置于罐体(1)底部,用于测量罐体(1)底部的压力;所述第二压力传感器(2-2)用于测量罐体(1)侧壁的压力;第一压力传感器(2-1)通过第一A/D转换器(3-1)与处理器(4)连接;第二压力传感器(2-2)通过第二A/D转换器(3-2)与处理器(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种储液罐,其特征在于,所述第二压力传感器(2-2)设置于罐体(1)的侧壁上。
3.根据权利要求1所述的一种储液罐,其特征在于,所述罐体(1)设置有连通管(5),连通管(5)与罐体(1)连通;第二压力传感器(2-2)设置于连通管(5)上。
4.根据权利要求3所述的一种储液罐,其特征在于,所述连通管(5)与罐体(1)之间设置有连接架(9)。
5.根据权利要求2所述的一种储液罐,其特征在于,所述第二压力传感器(2-2)设置于罐体(1)侧壁的中下部。
6.根据权利要求1所述的一种储液罐,其特征在于,所述罐体(1)的侧壁为中空夹层结构,夹层内设置有加热装置。
7.一种储液罐内液体重量的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:
采用已知密度的液体进行标定,获取罐体(1)高度对应的体积,得到体积和高度的关系式
V=K×H+B
式中:H为高度,V为体积,K、B为常数;
根据已知密度液体、第一压力传感器(2-1)测量的压力值P1和第二压力传感器(2-2)测量的压力值P2,计算第一压力传感器(2-1)和第二压力传感器(2-2)之间的高度差Δh:
式中:g为重力系数,ρ0为液体的密度;
向罐体(1)中加入需要测定的溶液,第一压力传感器(2-1)测量得到压力值P10,第二压力传感器(2-2)测量得到压力值P20;
计算罐体(1)内液体的重量:
8.根据权利要求7所述的一种储液罐内液体重量的测量方法,其特征在于,所述标定罐体(1)高度和体积关系的方法包括以下步骤:
采用已知密度液体,逐次称量后倒入罐体(1)内,记录每一次倒入的重量和第一压力传感器(2-1)对应的压力值;
将液体的重量值换算为体积值,压力值换算为高度值,得到罐体(1)的容积表;
将容积表划分为几个线性区间,分别计算区间内曲线的斜率和截距,分别得到体积和高度之间的线性公式;
根据几个区间内的体积和高度之间的公式,得到罐体1的体积和高度之间的关系式。
9.根据权利要求8所述的一种储液罐内液体重量的测量方法,其特征在于,采用SLOPE函数计算容积表线性区间内曲线的斜率,采用INTERCEPT函数计算容积表线性区间内曲线的截距。
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