CN109142138A - 一种谐振筒式油品密度计 - Google Patents

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蒲鹤
王振中
张健中
修德欣
丁莉丽
王洁
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China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
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Abstract

本发明属于流体密度的测量技术领域，公开了一种谐振筒式油品密度计，包括放大电路、处理电路，设于放大电路中的激振线圈和拾振线圈、设于激振线圈和拾振线圈之间的谐振筒，激振线圈可以产生电磁力使谐振筒筒壁发生微型位移，筒壁与拾振线圈之间距离的变化，使拾振线圈产生电动势，处理电路采集并处理电信号及实现温度补偿。本发明解决了部分采用体积流量计公路发油实时密度采集需求；根据计量的需要采集储罐内多点密度；实现单点液位密度实时监测；免除人工取样流程，检测储罐内液体密度的分布情况，有效发现油品分层和密度分布不均匀的想象；实时监控底部进油密度，实现密度报警，提早发现混油事故。

Description

一种谐振筒式油品密度计
技术领域
本发明属于流体密度的测量技术领域，具体涉及一种谐振筒式油品密度计。
背景技术
密度测量是表征液体特性的重要物理参数，工业过程中要求足够精确和连续的密度测量数据来进行库存的静态管理以及动态计量。密度计在石油产业的应用主要体现在油库储油罐的油品密度测量，对储罐油品密度的测量可以判断出油品分层和密度分布不均的现象。传统的储油罐油品密度测量采用人工取样法，需要技术人员在大罐顶部利用采样桶在指定液位采集油品，利用玻璃密度计进行密度测量，根据测得的视温度和视密度，由《石油密度计量换算表》或《液体石油产品计量速算表》中查得试样的标准密度。人工读取密度计数据时存在读数误差，温度测量时由于受到环境因素的影响存在测量误差，计算得出的油品密度与罐内油品的真正密度存在很大的误差。
随着自动化水平的提高，储罐自动计量系统经历了从静压法（HTG）、温度计法（ATT）、液位计法（ATG）演变到现在主流市场的混合计量法即使用液位计法与静压法、温度计法的一种结合。当前密度测量共有三种方法：玻璃管方式、伺服液位计密度浮子测量法、混合计量法。玻璃管方式存在测量精度差、读数误差、人为影响大、实时性不好、测量不方便等问题；伺服液位计密度浮子测量虽然能测量各点密度，但是测量原理受限，精度能达到2.5‰，不符合计量交接的要求，而且密度不能实时测量；混合法的测量通过罐上安装的液位计直接测量得到罐内液体的真实液位，通过安装在底部的压力传感器测量得出液体压强，由于只能测量出压力传感器以上的压强之和，不能测量不同层次的压力值，所以只能测量压力变送器以上的液体的平均密度。低液位时密度不确定度大，油位为1米时误差是2‰，油位为10米时误差是0.2‰。油库储罐自动计量系统以混合法计量为主，密度采用压力变送器测量并计算获得，精度较低，并且无法测量油品密度分布情况和指定点的密度，达不到计量管理要求，严重制约了储罐计量自动化与计量管理信息化的发展。
因此，提供一种简单方便实时监控油品密度的油品密度计是很有必要的。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，采用下述技术方案予以实现：
一种谐振筒式油品密度计，包括放大电路、处理电路，设于放大电路中的激振线圈和拾振线圈、设于激振线圈和拾振线圈之间的谐振筒，激振线圈可以产生电磁力使谐振筒筒壁发生微型位移，筒壁与拾振线圈之间距离的变化，使拾振线圈产生电动势，处理电路采集并处理电信号及实现温度补偿。
处理电路包括放大电路、转换电路、温度测量电路，处理电路通过单片机运算得出测试液体密度。
谐振筒是“I”形中空体，用于流过测试液体。
激振线圈和拾振线圈位于“I”形谐振筒中部。
激振线圈和拾振线圈为椭圆形。
谐振筒是密度计的核心元件，在密度计测试系统中维持自身固有频率进行振动，随着流过谐振筒液体的质量改变，谐振筒的固有频率也会随之改变，由于可以得到液体密度；激振线圈为谐振筒筒壁发生微型位移提供激振力，通过电磁感应原理把电信号转化为位移信号；拾振线圈获取谐振筒筒壁位移信息，通过电磁感应原理将位移信号转化为可检测的电信号供信息采集电路进行信号处理；处理电路主要包括放大电路、转换电路、温度测量电路等，主要完成谐振筒振动信号的提取以及温度信号的测量等。
谐振筒式油品密度计是利用谐振敏感元件谐振筒的振动频率与流过谐振筒的液体密度的关系来进行测量的。正常工作时，谐振筒以其固有频率稳定振动，当被测液体流经谐振筒时，谐振筒内的液体一起参与谐振筒的振动，由于谐振筒振动质量的改变，谐振筒的固有频率也会随之改变，这一改变量与被测液体参与振动的质量有关，根据液体质量与密度之间的关系，就可以得到液体密度的信息。谐振筒式油品密度计主要由激振线圈、拾振线圈、谐振筒、处理电路、外壳等部分组成。机械部分中，激振线圈和拾振线圈分别位于谐振筒的两端，激振线圈产生的电磁力使得谐振筒筒壁发生微型位移，筒壁与拾振线圈之间距离的变化使得磁通量发生改变，使得拾振线圈产生电动势，将位移信号转变为电信号，经过信息采集处理电路输出相应的信号供密度检测。电路部分主要包括两部分：谐振电路，主要作用是使得谐振筒保持持续稳定的振动；处理电路，主要完成电信号采集处理及温度补偿。
本技术方案解决了部分采用体积流量计公路发油实时密度采集需求；根据计量的需要采集储罐内多点密度；免除人工取样流程，测量时间仅为人工测量的1/10；检测储罐内液体密度的分布情况，有效发现油品分层和密度分布不均匀的想象；实时监控底部进油密度，实现密度报警，提早发现混油事故。谐振筒式密度计提高密度测量精度，同时由于该密度计通过伺服式电机带动可以在油品中上下移动，满足油品密度分布测量、指定点密度测量等功能，实现单点液位密度实时监测，测量数据具有可追溯性、可追责性，可永久保存；混合计量中，可以达到计量管理要求，为油库计量自动化基础上的计量信息化建设提供保障，便于液体密度测量系统的数字化、综合化和智能化。
附图说明
图1：本发明一种谐振筒式油品密度计原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
一种谐振筒式油品密度计，包括放大电路、处理电路，设于放大电路中的激振线圈和拾振线圈、设于激振线圈和拾振线圈之间的谐振筒，激振线圈可以产生电磁力使谐振筒筒壁发生微型位移，筒壁与拾振线圈之间距离的变化，使拾振线圈产生电动势，处理电路采集并处理电信号及实现温度补偿。
处理电路包括放大电路、转换电路、温度测量电路，处理电路通过单片机运算得出测试液体密度。
谐振筒是“I”形中空体，用于流过测试液体。
激振线圈和拾振线圈位于“I”形谐振筒中部。
激振线圈和拾振线圈为椭圆形。
实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其进行任何限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种谐振筒式油品密度计，其特征在于：包括放大电路、处理电路，设于放大电路中的激振线圈和拾振线圈、设于激振线圈和拾振线圈之间的谐振筒，激振线圈可以产生电磁力使谐振筒筒壁发生微型位移，筒壁与拾振线圈之间距离的变化，使拾振线圈产生电动势，处理电路采集并处理电信号及实现温度补偿。
2.根据权利要求1所述一种谐振筒式油品密度计，其特征在于：处理电路包括放大电路、转换电路、温度测量电路，处理电路通过单片机运算得出测试液体密度。
3.根据权利要求1所述一种谐振筒式油品密度计，其特征在于：谐振筒是“I”形中空体，用于流过测试液体。
4.根据权利要求3所述一种谐振筒式油品密度计，其特征在于：激振线圈和拾振线圈位于“I”形谐振筒中部。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种谐振筒式油品密度计，其特征在于：激振线圈和拾振线圈为椭圆形。
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