CN108240849A - 一种立式罐底量超声波测量系统 - Google Patents

一种立式罐底量超声波测量系统 Download PDF

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石佳楠
孙斌
赵玉晓
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China Jiliang University
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China Jiliang University
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F17/00—Methods or apparatus for determining the capacity of containers or cavities, or the volume of solid bodies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00—Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations

Abstract

本发明公开了一种立式罐底量超声波测量系统，结构上包含可调平基台、计量板、四轴转板、电动机、固定轴、带孔浮板、可插浮板、超声波测量模块。通过电动机带动浮在液体上并装有超声波测量模块的浮板，对罐底各测量点变形情况进行扫描式测量，从而实现对立式罐底量和罐底形状的测量。

Description

一种立式罐底量超声波测量系统
技术领域
本发明涉及一种立式罐底量测量系统，尤其是一种基于超声波的立式罐底量测量系统。
背景技术
现有的立式罐底量测量通常有两种方法：一是容量比较法，二是几何测量法。
容量比较法是将水或液体石油产品从标准罐注入到被检罐内，直至将罐底最高突起部分恰好浸没为止，这时罐底的底量就等于标准罐中注入被检定罐的液体之体积。容量比较法中标准罐本身就存在误差且不可避免。
几何测量法是进行空罐罐底几何量测量，再通过公式求导而成，而装液后罐底量会有不同程度的沉降，导致要进行进一步修正，步骤复杂。
发明内容
本发明的目的：针对现有的立式罐底量测量存在的误差、步骤复杂等问题，提出一种立式罐底量超声波测量系统。
为了实现上述目的，本发明提供一种立式罐底量超声波测量系统，所述系统包括：
可调平基台，用于实验器材的安置与平衡；
计量板，用于作为超声波探头的实时声速测量标准板；
四轴转板，用于带动带孔浮板的转动；
电动机，用于提供动力；
固定轴，用于电动机的固定；
带孔浮板，用于带动可插浮板的转动；
可插浮板，用于固定超声波测量模块；
超声波测量模块，用于测量从超声波探头到罐底的垂直距离。
进一步的，所述计量板与一个超声波模块相距一定距离固定于可调平基台底部；
所述固定轴穿过带孔浮板，两端分别固定于可调平基台的平台顶面和电动机底部上；
所述四轴转板的转板与电动机的转轴相固定，四根轴分别穿过带孔浮板的孔；
所述固定轴与四轴转板的轴外径略小于带孔浮板的孔内径，使得带孔浮板能够根据液位沿着轴上下自由运动而在水平方向以固定轴为圆心跟随四轴转板一起运动；
所述可插浮板以及带孔浮板之间公头和母口相配合，并通过磁力互相吸附固定；
所述超声波测量模块间隔一定距离固定于可插浮板的刻度槽内。
附图说明
图1为本发明测量系统整体结构示意图；
图2为本发明浮板连接示意图；
图3为本发明的工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：
如图1所示，本发明在结构上包含可调平基台1、计量板2、四轴转板3、电动机4、固定轴5、带孔浮板6、可插浮板7、超声波测量模块8。
如图2所示，可插浮板7以及带孔浮板6之间公头和母口相配合，并通过磁力互相吸附固定，超声波测量模块8通过螺帽固定在可插浮板7的刻度槽内，从而实现浮板的长度自由拓展以及超声波测量模块之间距离的精准控制。
如图3所示，具体的系统测量过程如下：
步骤1：将已装配有计量板2、四轴转板3、电动机4、固定轴5、带孔浮板6的可调平基台1放在立式罐P底部中心，并通过基台伸缩脚调平固定。
步骤2：根据罐底的直径在带孔浮板6的两侧安装适量的可插浮板7,再根据罐底测量点分布将超声波测量模块8按照一定距离安装于可插浮板7的刻度槽内。
步骤3：立式罐P内注入水或液体石油产品，高度要求没过可调平基台1平面且低于电动机底部所在平面，使得浮板能够随着液位上下浮动；
步骤4：待液位稳定后，超声波模块8测量所在位置的各测量点的液位高度，并通过计量板2进行实时校准，校准后数据通过无线发送至上位机S；
步骤5：完成步骤4后，电机旋转一定角度，重复步骤4直至浮板旋转180度；
步骤6：上位机S得到各测量点的高度差后，通过拟合算法生成立式罐P底部形状，以及对应液位高度罐底的底量以及不平度修正值。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等、均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种立式罐底量超声波测量系统，其特征在于，所述测量系统在结构上包括：
可调平基台（1），用于实验器材的安置与平衡；
计量板（2），用于作为超声波探头的实时声速测量标准板；
四轴转板（3），用于带动带孔浮板（6）的转动；
电动机（4），用于提供动力；
固定轴（5），用于电动机（4）的固定；
带孔浮板（6），用于带动可插浮板（7）的转动；
可插浮板（7），用于固定超声波测量模块（8）；
超声波测量模块（8），用于测量从超声波探头到罐底的垂直距离。
2.根据权利要求1所述的立式罐底量超声波测量系统，其特征在于，所述计量板（2）与一个超声波模块（8）相距一定距离固定于可调平基台（1）底部；
所述固定轴（5）穿过带孔浮板（6），两端分别固定于可调平基台（1）的平台顶面和电动机（4）底部上；
所述四轴转板（3）的转板与电动机（4）的转轴相固定，四根轴分别穿过带孔浮板（6）的孔；
所述固定轴（5）与四轴转板（3）的轴外径略小于带孔浮板（6）的孔内径，使得带孔浮板（6）能够随着液位沿着轴上下自由运动而在水平方向以固定轴（5）为圆心跟随四轴转板（3）一起运动；
所述可插浮板（7）以及带孔浮板（6）之间公头和母口相配合，并通过磁力互相吸附固定；
所述超声波测量模块（8）间隔一定距离固定于可插浮板（7）的刻度槽内。
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