CN108534865A - 一种适用于低温液体储罐的液位测量系统 - Google Patents

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孙杉杉
杨洋
陈威
陈洁
敖飞平
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors

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Abstract

本发明提供一种适用于低温液体储罐的液位测量系统，包括连续式电容低温液位传感器、高精度电容测量模块、信号转换模块、液位显示模块和供电模块；所述连续式电容低温液位传感器置于低温液体储罐内，其电容值随液位高度连续变化；所述高精度电容测量模块与传感器的电容相连，对电容值进行测量并输出到所述信号转换模块；所述信号转换模块将接收到的电容值转换为电压值，并输出到所述液位显示模块，实时显示接收到的电压值对应的液位值。本发明使用连续式电容低温液位传感器，有效提高了低温液体储罐液位的测量精度，可用于测量其它低温液体，如液氢、液氧等，且传感器体积小、质量轻、单人可操作、安装方便。

Description

一种适用于低温液体储罐的液位测量系统
技术领域
本发明涉及液位测量领域，特别涉及一种适用于低温液体储罐的液位测量系统。
背景技术
LNG作为清洁、高效的新能源近年来备受瞩目，但是由于LNG液体的超低温(-162℃)特性，很多传统的液位计在超低温环境下不能正常工作，目前市场上的LNG储罐液位检测多采用压差法、超声波法，但是效果并不理想。
LNG的液位测量不准确，给工作人员带来很多不必要的麻烦。目前的LNG储罐多位于加气站、野外等室外环境，没有实时供电补给，多使用指针式仪表，不能够实时显示LNG液位的准确数值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于低温液体储罐的液位测量系统，以解决现有技术中很多传统的液位计在超低温环境下不能正常工作问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种适用于低温液体储罐的液位测量系统，包括连续式电容低温液位传感器、高精度电容测量模块、信号转换模块、液位显示模块和供电模块；所述供电模块用于为高精度电容测量模块、信号转换模块和液位显示模块供电；
所述连续式电容低温液位传感器置于低温液体储罐内，其电容值随液位高度连续变化；所述高精度电容测量模块与传感器的电容相连，对电容值进行测量并输出到所述信号转换模块；所述信号转换模块将接收到的电容值转换为电压值，并输出到所述液位显示模块，实时显示接收到的电压值对应的液位值。
进一步地，所述连续式电容低温液位传感器的安装方向与液面垂直。
进一步地，所述连续式电容低温液位传感器的电容通过穿舱插座内的同轴电缆与高精度电容模块相连。
进一步地，所述高精度电容测量模块、信号转换模块、液位显示模块和供电模块均置于防爆箱内。
进一步地，所述低温液体为LNG。
进一步地，所述液位显示模块采用LCD显示屏。
进一步地，所述电源模块采用锂氩电池。
本发明提供的适用于低温液体储罐的液位测量系统取得的有益效果是：
1)使用连续式电容低温液位传感器，有效提高了低温液体储罐液位的测量精度，误差在±2mm，且该传感器可用于测量其他低温液体，如液氢、液氧等，并且传感器体积小，质量轻，单人可操作，安装方便；
2)响应频率高，能实时采集液位信号并实现数字显示；
3)功耗低，配备锂氩电池，设计寿命三年以上，电池可手动更换，可长期工作于室外。
附图说明
下面结合附图对发明作进一步说明：
图1为本发明实施例提供的适用于LNG储罐的液位测量系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的适用于低温液体储罐的液位测量系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
现以LNG储罐的液位测量来对本发明作进一步阐释。图1为本发明实施例提供的适用于LNG储罐的液位测量系统示意图。如图1所示，本实施例提供的适用于LNG储罐的液位测量系统，包括连续式电容低温液位传感器、高精度电容测量模块、信号转换模块、液位显示模块和供电模块；所述供电模块用于为高精度电容测量模块、信号转换模块和液位显示模块供电；所述连续式电容低温液位传感器置于低温液体储罐内，其电容值随液位高度连续变化；所述高精度电容测量模块与传感器的电容相连，对电容值进行测量并输出到所述信号转换模块；所述信号转换模块将接收到的电容值转换为电压值，并输出到所述液位显示模块，实时显示接收到的电压值对应的液位值。
所述连续式电容低温液位传感器安装在罐体内，安装方向与液面垂直；传感器通过穿舱插座将电容连接到防爆箱内的高精度电容测量模块，该模块为正负电源对称供电，使用闭环控制方式，利用电荷守恒原理，实现高精度电容测量，并将测量的电容值输入到信号转换模块。
信号转换模块通过交流放大、解调、低通滤波和直流放大等处理将电容值转换成0-150mV的电压值，该模块+12V供电，可通过电位器分别调节零位和量程；使用前校准，通过同轴电缆接入标准电容校准。
液位显示模块采用低功耗的LCD显示屏，能够实时显示储罐的液位，误差不超过2mm；采用5V供电，使用前调零，四位LCD段式液晶屏，可根据具体应用调节小数点位置。
电源模块为可提供±12V，5V和GND，为节约用电，在电源模块安装了开关，在系统长时间不用时可断开电源，延长使用寿命。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种适用于低温液体储罐的液位测量系统，其特征在于，包括连续式电容低温液位传感器、高精度电容测量模块、信号转换模块、液位显示模块和供电模块；所述供电模块用于为高精度电容测量模块、信号转换模块和液位显示模块供电；
所述连续式电容低温液位传感器置于低温液体储罐内，其电容值随液位高度连续变化；所述高精度电容测量模块与传感器的电容相连，对电容值进行测量并输出到所述信号转换模块；所述信号转换模块将接收到的电容值转换为电压值，并输出到所述液位显示模块，实时显示接收到的电压值对应的液位值。
2.如权利要求1所述的适用于低温液体储罐的液位测量系统，其特征在于，所述连续式电容低温液位传感器的安装方向与液面垂直。
3.如权利要求1所述的适用于低温液体储罐的液位测量系统，其特征在于，所述连续式电容低温液位传感器的电容通过穿舱插座内的同轴电缆与高精度电容模块相连。
4.如权利要求1所述的适用于低温液体储罐的液位测量系统，其特征在于，所述高精度电容测量模块、信号转换模块、液位显示模块和供电模块均置于防爆箱内。
5.如权利要求1所述的适用于低温液体储罐的液位测量系统，其特征在于，所述低温液体为LNG。
6.如权利要求1所述的适用于低温液体储罐的液位测量系统，其特征在于，所述液位显示模块采用LCD显示屏。
7.如权利要求1所述的适用于低温液体储罐的液位测量系统，其特征在于，所述电源模块采用锂氩电池。
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