CN109556685B - 一种浮筒式液位变送器校准装置及其校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮筒式液位变送器校准装置及其校准方法,其中浮筒式液位变送器校准装置包括用于抽空浮筒室的真空泵和用于测量浮筒室内压力的压力表,所述真空泵连接有用于连通浮筒室的抽空管道,校准装置还包括用于向浮筒室输水的输水管道,输水管道上设有第一阀门。与现有技术采用人工注水方式相比,本发明提供浮筒式液位变送器校准装置通过真空负压对浮筒室精确注水进而提高校准精度,并且不需要操作人员高空作业,避免了校准过程中存在的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种浮筒式液位变送器校准装置及其校准方法。
背景技术
在石油化工生产中常采用浮筒式液位变送器检测油罐中液体的高度,浮筒式液位变送器将浮筒设置在液体内,不同高度的液体对浮筒的浮力不同,通过传感器将浮力信号转变为4-20mA·DC标准信号输出,由表头将标准信号转换为百分制液位信息。
在浮筒式液位变送器使用过程中,为保证其精度符合要求,需定期对浮筒式液位变送器进行校正。目前普遍采用的矫正方法为挂重法和水校法,挂重法是离线校准法,需拆除浮液位变送器而较为麻烦;水校法是在线校准法,具体是将一根软管连接至浮筒室底部阀门,打开浮筒室上部法兰使软管与浮筒室形成有效连通,向浮筒室内注入水,利用连通器原理判断注水量是否达到要求,多次注水并记录每次水位和对应的变送器输出信号,通过计算得到变送器的偏差。但该方法每次注水量只能通过人工估计,需进行多次注水和排水,水位波动大进而使测量误差大,并且在实际操作过程中,由于部分油罐较高,人员需进行高空作业从而埋下安全隐患。
授权公告号为CN205808519U的专利文件公开了一种浮筒液位计校准装置,该装置本质上是将L型水管固定在了浮筒液位计外部,利用连通器原理使L型水管显示浮筒液位计内部水位,由于该校准装置需要通过在L型水管上方设置的注水口向浮筒液位计内部注水,故存在上述人员需进行高空作业的问题,并且该校准装置需人工进行注水、测量和标定,存在上述测量误差大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浮筒式液位变送器校准装置,以解决现有技术中采用人工向浮筒室注水需要高空作业具有安全隐患的技术问题,本发明还提供该液位变送器校准装置的使用方法。
为实现上述目的,本发明提供浮筒式液位变送器校准装置采用技术方案1:一种浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:包括用于抽空浮筒室的真空泵和用于测量浮筒室内压力的压力表,所述真空泵连接有用于连通浮筒室的抽空管道,校准装置还包括用于向浮筒室输水的输水管道,输水管道上设有第一阀门。
本发明的有益效果是:本发明利用真空泵使浮筒室达到设定真空度,利用大气压将水压入浮筒室,与现有技术相比,不需人工向浮筒室输水,避免了高空作业,同时,与人工注水相比,每次注水量均由真空度的大小决定,真空度的大小可通过计算得知,故每次的注水量更加精确,保证校准结果准确。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案1的基础上加以改进得到技术方案2:所述抽空管道上设有用于过滤水和杂质以保护所述真空泵的过滤装置。除去抽空管道内的水和杂质,避免其进入真空泵内而降低真空泵的使用寿命。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案2的基础上加以改进得到技术方案3:所述过滤装置为带有过滤网的疏水阀。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案3的基础上加以改进得到技术方案4:所述疏水阀的排水管设有第二阀门。浮筒室处于真空状态时,第二阀门避免了水通过疏水阀的排水口倒流入抽空管道内。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案1的基础上加以改进得到技术方案5:所述压力表设在所述抽空管道上。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案1的基础上加以改进得到技术方案6:所述抽空管道和输水管道并接在用于与浮筒室密封连接的接头上。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案6的基础上加以改进得到技术方案7:所述接头为橡胶式快速密封接头。橡胶式快速接头可方便快捷地密封连接浮筒室,提高校准操作的效率。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案1的基础上加以改进得到技术方案8:所述输水管道具有用于延伸入水槽中的吸水口。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案1或2或3或4或5或6或7或8的基础上加以改进得到技术方案9:校准装置还包括第一充气管道、第二充气管道及相应阀门,所述抽空管道上于真空泵的吸气口和出气口位置对应设有第三阀门和第四阀门,所述抽空管道上于第三阀门和第四阀门的上游对应连通连接所述第一充气管道的两端,所述抽空管道上于第三阀门和第四阀门的下游对应连通连接所述第二充气管道的两端,所述第一充气管道和第二充气管道上对应设有第五阀门和第六阀门。设置的第一和第二充气管道及相应阀门可避免人工重新连接真空泵的抽气口和排气口,进一步提高校准操作的效率。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案9的基础上加以改进得到技术方案10:所述第一阀门至第六阀门均为电控阀门,校准装置还包括用于控制所述电控阀门的控制器。通过控制器自动计算数据并控制各阀门通断,大大节省操作人员的操作时间,提高校准的效率。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案10的基础上加以改进得到技术方案11:所述控制器上还设有用于读取浮筒式液位变送器输出参数的仪表。
在浮筒式液位变送器校准装置技术方案11的基础上加以改进得到技术方案12:所述浮筒式液位变送器输出参数为电流值,所述仪表为电流表。
本发明提供一种浮筒式液位变送器校准装置校准方法的技术方案1,包括如下步骤:
(1)将浮筒室抽空至设定真空度,利用真空负压通过输水管道向浮筒室输水至与所述设定真空度对应的设定液位高度;
(2)由液位变送器测量所述设定液位高度并输出相应的输出测量值,将输出测量值和与所述设定液位高度对应的输出标准值比较得到与该设定液位高度所对应的测量误差;
(3)重复步骤1至2至少两次以得到至少两个设定液位高度的测量误差,并将最大的一个测量误差定义为校准误差;
(4)将校准误差与液位变送器的要求精度比较,判断所述校准误差是否满足要求精度,若满足则完成校验;若不满足则调整液位变送器的零位和量程,并重复步骤1至4直至校准误差满足要求精度。该校准方法取最大值作为校准误差保证了校准的有效性。
在校准方法技术方案1的基础上加以改进得到技术方案2:步骤1中,浮筒室内达到设定真空度后,通过压力表测量浮筒室内部压力以进行气密性检测。气密性检测保证了校准装置和浮筒室的气密性,防止发生泄漏影响校准精度。
在校准方法技术方案1的基础上加以改进得到技术方案3:步骤3中,得到校准误差之后,向浮筒室充气以通过输水管道排空浮筒室内的水。
在校准方法技术方案1或2或3的基础上加以改进得到技术方案4:步骤2中,输出测量值和输出标准值均为电流值,按照下述公式计算测量误差;
δ=(i-I)÷I0*100%
其中,δ为测量误差,i为输出测量值,I为输出标准值,I0为液位变送器量程值。
在校准方法技术方案4的基础上加以改进得到技术方案5:步骤3中,重复步骤1至2五次,得到五个与设定液位高度对应的测量误差,其中五个设定液位高度对应液位变送器量程的五等分位置。重复步骤1至2五次,得到的测量误差具有更好的普适性。
本发明提供一种浮筒式液位变送器校准装置校准方法的技术方案1,包括如下步骤:
(1)将浮筒室抽空至设定真空度,利用真空负压通过输水管道向浮筒室输水至与所述设定真空度对应的设定液位高度;
(2)由液位变送器测量所述设定液位高度并输出相应的输出测量值;
(3)重复步骤1至2至少两次以得到对应不同设定液位高度的至少两个输出测量值,将各输出测量值和与相应设定液位高度对应的输出标准值比较得到与相应设定高度所对应的测量误差,并将最大的一个测量误差定义为校准误差;
(4)将校准误差与液位变送器的要求精度比较,判断所述校准误差是否满足要求精度,若满足则完成校验;若不满足则调整液位变送器的零位和量程,并重复步骤1至4直至校准误差满足要求精度。
在校准方法技术方案1的基础上加以改进得到技术方案2:步骤1中,浮筒室内达到设定真空度后,通过压力表测量浮筒室内部压力以进行气密性检测。
在校准方法技术方案1的基础上加以改进得到技术方案3:步骤2中,得到输出测量值之后,向浮筒室充气以通过输水管道排空浮筒室内的水。
在校准方法技术方案1或2或3的基础上加以改进得到技术方案4:步骤3中,输出测量值和输出标准值均为电流值通过下列公式计算每组的误差:
δ=(i-I)÷I0*100%
其中,δ为测量误差,i为输出测量值,I为输出标准值,I0为液位变送器量程值。
在校准方法技术方案4的基础上加以改进得到技术方案5:步骤3中,重复步骤1至2五次,得到五个与设定液位高度对应的测量误差,其中五个设定液位高度对应液位变送器量程的五等分位置。
附图说明
图1为本发明提供浮筒式液位变送器校准装置实施例1的结构示意图;
图2为本发明提供浮筒式液位变送器校准装置实施例2的结构示意图;
附图中:1-浮筒式液位变送器,2-浮筒室,3-接头,4-疏水阀,41-排水管,42-第二阀门,5-压力表,6-控制箱,61-控制器,62-输出继电器,63-电流表,64-电池组,65-接线端子排,71-真空泵,72-第三阀门,73-第四阀门,74-第六阀门,75-第五阀门,81-水槽,82-第一阀门,9-抽空管道,10-输水管道,100-第一充气管道,200-第二充气管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供浮筒式液位变送器校准装置实施例作进一步说明。
本发明提供浮筒式液位变送器校准装置的实施例1:
如图1所示,浮筒式液位变送器校准装置包括真空泵71和压力表5,真空泵71连接有抽空管道9,浮筒室2连接有输水管道10,输水管道10具有延伸入水槽81中的吸水口,输水管道10上设有第一阀门82,抽空管道9和输水管道10并接在接头3上,接头具体为橡胶式快速密封接头,接头3与浮筒室2密封连接,压力表5设在抽空管道9上,其中抽空管道9上设有过滤装置,过滤装置具体为带有滤网的疏水阀4,疏水阀4的排水管41上设有第二阀门42。本实施例通过真空泵使浮筒室2内部达到设定真空度,利用大气压将水压入浮筒室2内,与人工注水相比更为精确;设置的压力表5不仅可实时确定浮筒室2内是否达到设定真空度,还可检测浮筒室2和校准装置的气密性;带有滤网的疏水阀4则可将抽空管道9内的水和杂质滤除以避免对真空泵造成损坏;橡胶式快速密封接头可快速将抽空管道9和输水管道10密封连接在浮筒室2上,提高校准效率。
其中,校准装置还包括第一充气管道100、第二充气管道200及相应阀门,抽空管道9于真空泵71的吸气口和出气口位置对应设有第三阀门72和第四阀门73,第一充气管道100两端对应联通连接在第三阀门72和第四阀门73上游的抽空管道9上,第一充气管道100上设有第五阀门75,第二充气管道200两端对应联通连接在第三阀门72和第四阀门73下游的抽空管道9上,第二充气管道200上设有第六阀门74。通过第一充气管道100、第二充气管道200及第三至第六阀门的通断,可避免人工重新连接真空泵71的吸气口和排气口,大大节省校准时间。
并且,上述第一至第六阀门均为电控阀门,具体为电磁阀,校准装置还包括用于控制电控阀门的控制箱6,控制箱6包括控制器61、输出继电器62、电流表63、电池组64和接线端子排65,各电控阀门电连接在接线端子排65上,控制器上用于读取浮筒式液位变送器输出参数的仪表具体为电流表63,电流表63与浮筒式液位变送器1电连接。通过控制箱内的控制器61来自动控制真空泵71和各个阀门,实现对浮筒式液位变送器的自动校验。
本发明提供浮筒式液位变送器校准装置的实施例2:
如图2所示,本实施例与实施例1的区别主要在于,取消控制箱,将各阀门替换为手动阀门。本实施例通过手动控制阀门的方式同样可实现对浮筒式液位变送器进行校准,通过真空泵71使浮筒室2达到设定的真空度,利用大气压将水压入浮筒室2内,操作过程中不需要操作人员高空作业。
上述实施例中设有的疏水阀用来防止浮筒室和第一管道内的杂质和水分进入真空泵中,进而保证真空泵的寿命,在其他实施例中,可用干燥器替代疏水阀,可起到相同效果。
上述实施例中使用橡胶密封快速接头将第一管道和第二管道联通连接在浮筒室内,在其他实施例中可使用三通代替。三通的密封性更好,防止连接处发生泄漏以提高校准精确度。
本发明还提供浮筒式液位变送器校准装置的校准方法的实施例,包括如下步骤:
(1)将浮筒室抽空至设定真空度,利用真空负压通过输水管道向浮筒室输水至与所述设定真空度对应的设定液位高度;
(2)由液位变送器测量所述设定液位高度并输出相应的输出测量值,将输出测量值和与所述设定液位高度对应的输出标准值比较得到与该设定液位高度所对应的测量误差;
(3)重复步骤1至2得到对应至少两个设定液位高度的测量误差,并将最大的一个测量误差定义为校准误差;
(4)将校准误差与液位变送器的要求精度比较,判断所述校准误差是否满足要求精度,若满足则完成校验;若不满足则调整液位变送器的零位和量程,并重复步骤1至4直至校准误差满足要求精度。
步骤1中,浮筒室内达到设定真空度后,通过压力表测量浮筒室内部压力以
进行气密性检测。
步骤3中,得到校准误差之后,向浮筒室充气以通过输水管道排空浮筒室内的水。
步骤2中,输出测量值和输出标准值均为电流值,按照下述公式计算测量误差;
δ=(i-I)÷I0*100%
其中,δ为测量误差,i为输出测量值,I为输出标准值,I0为液位变送器量程值。
步骤3中,重复步骤1至2五次,得到五个与设定液位高度对应的测量误差,其中五个设定液位高度对应液位变送器量程的五等分位置。
本发明还提供浮筒式液位变送器校准装置的另一种校准方法的实施例,包括如下步骤:
(1)将浮筒室抽空至设定真空度,利用真空负压通过输水管道向浮筒室输水至与所述设定真空度对应的设定液位高度;
(2)由液位变送器测量所述设定液位高度并输出相应的输出测量值;
(3)重复步骤1至2得到对应不同设定液位高度的至少两个输出测量值,将各输出测量值和与相应设定液位高度对应的输出标准值比较得到与相应设定高度所对应的测量误差,并将最大的一个测量误差定义为校准误差;
(4)将校准误差与液位变送器的要求精度比较,判断所述校准误差是否满足要求精度,若满足则完成校验;若不满足则调整液位变送器的零位和量程,并重复步骤1至4直至校准误差满足要求精度。
步骤1中,浮筒室内达到设定真空度后,通过压力表测量浮筒室内部压力以进行气密性检测。
步骤2中,得到输出测量值之后,向浮筒室充气以通过输水管道排空浮筒室内的水。
步骤3中,输出测量值和输出标准值均为电流值通过下列公式计算每组的误差:
δ=(i-I)÷I0*100%
其中,δ为测量误差,i为输出测量值,I为输出标准值,I0为液位变送器量程值。
步骤3中,重复步骤1至2五次,得到五个与设定液位高度对应的测量误差,其中五个设定液位高度对应液位变送器量程的五等分位置。
Claims (19)
1.一种浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:包括用于抽空浮筒室的真空泵和用于测量浮筒室内压力的压力表,还包括水槽,所述真空泵连接有用于连通浮筒室的抽空管道,压力表设在抽空管道上,校准装置还包括用于向浮筒室输水的输水管道,所述输水管道具有用于延伸入水槽中的吸水口,输水管道上设有第一阀门,所述抽空管道和输水管道并接在用于与浮筒室密封连接的接头上。
2.根据权利要求1所述的浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:所述抽空管道上设有用于过滤水和杂质以保护所述真空泵的过滤装置。
3.根据权利要求2所述的浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:所述过滤装置为带有过滤网的疏水阀。
4.根据权利要求3所述的浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:所述疏水阀的排水管设有第二阀门。
5.根据权利要求1所述的浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:所述接头为橡胶式快速密封接头。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:校准装置还包括第一充气管道、第二充气管道及相应阀门,所述抽空管道上于真空泵的吸气口和出气口位置对应设有第三阀门和第四阀门,所述抽空管道上于第三阀门和第四阀门的上游对应连通连接所述第一充气管道的两端,所述抽空管道上于第三阀门和第四阀门的下游对应连通连接所述第二充气管道的两端,所述第一充气管道和第二充气管道上对应设有第五阀门和第六阀门,所述相应阀门包括所述的第三阀门、第四阀门、第五阀门及第六阀门。
7.根据权利要求6所述的浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:所述第一阀门至第六阀门均为电控阀门,校准装置还包括用于控制所述电控阀门的控制器。
8.根据权利要求7所述的浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:所述控制器上还设有用于读取浮筒式液位变送器输出参数的仪表。
9.根据权利要求8所述的浮筒式液位变送器校准装置,其特征在于:所述浮筒式液位变送器输出参数为电流值,所述仪表为电流表。
10.一种浮筒式液位变送器校准装置的校准方法,其特征在于包含如下步骤:
(1)将浮筒室抽空至设定真空度,利用真空负压通过输水管道抽吸水槽中的水,以向浮筒室输水至与所述设定真空度对应的设定液位高度;
(2)由液位变送器测量所述设定液位高度并输出相应的输出测量值,将输出测量值和与所述设定液位高度对应的输出标准值比较得到与该设定液位高度所对应的测量误差;
(3)重复步骤(1)至(2)至少两次以得到至少两个设定液位高度的测量误差,并将最大的一个测量误差定义为校准误差;
(4)将校准误差与液位变送器的要求精度比较,判断所述校准误差是否满足要求精度,若满足则完成校验;若不满足则调整液位变送器的零位和量程,并重复步骤(1)至(4)直至校准误差满足要求精度。
11.根据权利要求10所述的校准方法,其特征在于:步骤(1)中,浮筒室内达到设定真空度后,通过压力表测量浮筒室内部压力以进行气密性检测。
12.根据权利要求10所述的校准方法,其特征在于:步骤(3)中,得到校准误差之后,向浮筒室充气以通过输水管道排空浮筒室内的水。
13.根据权利要求10或11或12所述的校准方法,其特征在于:步骤(2)中,输出测量值和输出标准值均为电流值,按照下述公式计算测量误差;
δ=(i-I)÷I0*100%
其中,δ为测量误差,i为输出测量值,I为输出标准值,I0为液位变送器量程值。
14.根据权利要求13所述的校准方法,其特征在于:步骤3中,重复步骤(1)至(2)五次,得到五个与设定液位高度对应的测量误差,其中五个设定液位高度对应液位变送器量程的五等分位置。
15.一种浮筒式液位变送器校准装置的校准方法,其特征在于包含如下步骤:
(1)将浮筒室抽空至设定真空度,利用真空负压通过输水管道抽吸水槽中的水,以向浮筒室输水至与所述设定真空度对应的设定液位高度;
(2)由液位变送器测量所述设定液位高度并输出相应的输出测量值;
(3)重复步骤(1)至(2)至少两次以得到对应不同设定液位高度的至少两个输出测量值,将各输出测量值和与相应设定液位高度对应的输出标准值比较得到与相应设定高度所对应的测量误差,并将最大的一个测量误差定义为校准误差;
(4)将校准误差与液位变送器的要求精度比较,判断所述校准误差是否满足要求精度,若满足则完成校验;若不满足则调整液位变送器的零位和量程,并重复步骤(1)至(4)直至校准误差满足要求精度。
16.根据权利要求15所述的校准方法,其特征在于:步骤1中,浮筒室内达到设定真空度后,通过压力表测量浮筒室内部压力以进行气密性检测。
17.根据权利要求15所述的校准方法,其特征在于:步骤(2)中,得到输出测量值之后,向浮筒室充气以通过输水管道排空浮筒室内的水。
18.根据权利要求15或16或17所述的校准方法,其特征在于:步骤(3)中,输出测量值和输出标准值均为电流值通过下列公式计算每组的误差:
δ=(i-I)÷I0*100%
其中,δ为测量误差,i为输出测量值,I为输出标准值,I0为液位变送器量程值。
19.根据权利要求18所述的校准方法,其特征在于:步骤3中,重复步骤(1)至(2)五次,得到五个与设定液位高度对应的测量误差,其中五个设定液位高度对应液位变送器量程的五等分位置。
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