CN112577850A - 一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，在被测液体容器一侧设有若干个取样管，取样管在被测液体容器的有效容积高度从上到下依次布置，每个取样管均连接一个测量装置，每个测量装置测量对应取样管的压力值，并将该取样管的压力值送入计算装置，计算装置与显示器相连接；所述的计算装置预存有每个取样管的高度位置并获取每个取样管送来的压力值，然后，计算装置计算相邻取样管之间的平均密度值ρ，ρ=ΔP/gh。本发明能整体上反应液体不同高度界面的液体密度和分层的情况；实现时间上的在线监测，实时反应工艺运行数据；实现空间上的在线监测，反应液体在空间高度上各层密度的连续变化状态。

Description

一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统

技术领域

本发明属于仪器仪表测量技术领域，应用在工业水处理行业，具体涉及一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统。

背景技术

工业水处理工艺中，特别是废乳化液处理工艺中，破乳池运行的好坏需要通过分析池内液体的分层情况来判断，一定处理能力下，水层越高，混合层越薄，油层适量是最好的运行状态，一般通过连续对不同高度液面手动取样进行分析，效率低且测量结果受取样过程影响较大，难以及时、真实反映实时的运行状况，从而对进液流量、温度、加药量的调节都会造成误差和延误，造成出水效果较差、能耗、药剂耗量都高的情况。

市场上所见的油水界面仪大致分为磁性、射频导纳式、短波吸收式、电容式等几种。磁性油水界面仪需要知道被测液体的密度，而实际上被测液体的密度在不同高度上是变化的；短波油水界面仪是将电能以电磁波型式辐射岛被测液体中，依据油水吸收电能的差异来检测两种介质的含量，间接检测油水界面；电容式油水界面仪利用油水两种介质的导电性能不同，使电容与水的高度成线性关系，达到监测油水界面的目的；射频导纳式油水界面仪利用高频电流测量探头与容器两个极板之间的电容值来计算出液位；射频导纳式、短波吸收式、电容式均存在油污导致电极、极板、电容污染，以至于测量误差大甚至不能测量的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统。本发明中系统测量的是压力信号，废乳化液中污染物对压力的传递没有影响，大气压力和重力加速度对测量系统的各个测点影响是一致的，均可以相互抵消，不会对测量结果造成影响，使用高精度的压力传感器连续测量，反映破乳池中液体不同高度界面的液体密度，并在显示器上以图形和或渐变颜色来显示。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，在被测液体容器一侧设有若干个取样管，取样管在被测液体容器的有效容积高度从上到下依次布置，每个取样管均连接一个测量装置，每个测量装置测量对应取样管的压力值，并将该取样管的压力值送入计算装置，计算装置与显示器相连接；所述的计算装置预存有每个取样管的高度位置并获取每个取样管送来的压力值，然后，计算装置计算相邻取样管之间的平均密度值ρ，ρ=ΔP/gh，其中，ΔP为相邻两个测点的压力差值，g为测量现场的重力加速度值，h为相邻两个测点的间距。

计算装置分别计算两两相邻取样管之间的平均密度值，并将所有平均密度值按照取样管高度位置排序，得到被测液体容器的高度-密度曲线，从而测量得到液体分层界面。

相邻取样管之间等距或不等距。

测量装置与取样管通过取样管道相连接，并且在二者之间设置有取样阀，取样管、取样阀、取样管道、测量装置设置在同一水平标高位置。

所述的测量装置为测量仪表，测量仪表为高精度压力传感器。

所述的计算装置为PLC或DCS系统。

所述的显示器为电脑，显示器上显示整个液体高度上各层密度的变化，显示出接近连续状态的密度分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明能整体上反应液体不同高度界面的液体密度和分层的情况；实现时间上的在线监测，实时反应工艺运行数据；实现空间上的在线监测，反应液体在空间高度上各层密度的连续变化状态；直观画面显示，在显示器上使用图形或渐变的颜色显示，使得画面更加直观，为数字化生产的工艺设备虚拟化提供数据支撑。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中1为取样管，2 为取样阀，3为取样管道，4 为测量仪表，5 为信号线一，6为计算装置，7为信号线二，8 为显示器。

图2为本发明的画面第一示意图。

图3为本发明的画面第二示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式只是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明申请的实施方式，对于所属本领域的技术人员，做出的若干改变和改进等，所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

结合图1、图2、图3，本发明提供一种技术方案如下：一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，包括取样管1，取样阀2，取样管3，测量仪表4，信号线一5，计算装置6，信号线二7，显示器8。一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，包括取样、测量、计算、显示四个组成部分。取样部分的取样管1与被测液体容器相连接。所述的，取样管1需要安装若干个，在被测液体容器的有效容积高度从上到下依次布置，其设置安装的间距等距或不等距，设置安装的间距越小，测量的密度分布越接近连续状态。

取样管1伸入被测液体容器取样或者在被测液体容器的侧壁开孔连接取样管1进行取样。紧接着，取样管1与测量装置通过取样管道3相连接，并且在二者之间设置有取样阀2。所述的测量装置为测量仪表4，测量仪表4为高精度的压力传感器，可以测定1kPa以下的差压，变送器取样点位置高差50mm以上，或至少能保证变送器可精确测量到压差值。对于液体不同界面的进行取样，取样管1、取样阀2、取样管道3、测量仪表4需保证在同一水平标高位置，可以保证取样点传递到测量仪表4的压力信号准确。测量仪表4与计算装置6相连接，并且在二者之间设置有信号线一5。所述的，计算装置6为PLC或DCS控制系统。测量仪表4将取样管1从被测液体容器内取得的样品进行检测，然后将检测得到的信息，通过信号线一5将数据信号输送到计算装置6中。计算装置6通过接收到的数据信号按照密度转换工公式进行运算。密度转换工公式为：ρ=ΔP/gh，ρ为相邻取样管1之间的平均密度值，ΔP为相邻两个测点的压力差值，g为测量现场的重力加速度值，可通过网络位置定位自动生成或通过实际测量输入到电脑中，h为相邻两个测点的间距。然后，计算装置6分别计算两两相邻取样管1之间的平均密度值，并将所有平均密度值按照取样管1高度位置排序，得到被测液体容器的高度-密度曲线，从而测量得到液体分层界面。计算装置6通过信号线二7与显示器8相连接，计算装置6将计算结果通过信号线二7输送至显示器8上，并在其显示屏幕上显示结果。显示器8为电脑，显示器8上显示整个液体高度上各层密度的变化，显示出接近连续状态的密度分布，并使用图形或渐变的颜色使得显示画面更加直观。

一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统的工作原理及流程如下：取样管1从被测液体容器内对不同高度界面的废乳化液进行取样。取样管1为安装在被测液体容器一侧的若干个取样管1，在被测液体容器的有效容积高度从上到下依次布置，其设置安装的间距可等距或不等距，设置安装的间距越小，测量的密度分布越接近连续状态。

取样管1取样后，将取得的不同层面的样品通过取样管道3输送到测量装置中。测量装置为测量仪表4，测量仪表4为高精度的压力传感器，可以测定1kPa以下的差压，变送器取样点位置高差50mm以上，或至少能保证变送器可精确测量到压差值。测量仪表4对不同液体分层面的废乳化液进行检测，然后将所测得不同液体分层面的废乳化液压差值的数据信号通过信号线一5输送到计算装置6。所述的，计算装置6为PLC或DCS控制系统，对测量仪表4得到的压差值，由密度转换公式进行计算分析。其中，密度转换工公式为ρ=ΔP/gh，ΔP为相邻两个测点的压力差值，g为测量现场的重力加速度值，h为相邻两个测点的间距。计算装置6将计算结果的数据信号，通过信号线二7传输到显示器8上，并在其显示器8屏幕上显示结果。所述的，显示器8为电脑，显示器8上显示整个液体高度上各层密度的变化，显示出接近连续状态的密度分布，并使用图形或渐变的颜色使得显示画面更加直观。

本发明中系统测量的是压力信号，废乳化液中污染物对压力的传递没有影响，大气压力和重力加速度对测量系统的各个测点影响是一致的，均可以相互抵消，不会对测量结果造成影响，使用高精度的压力传感器连续测量，反映破乳池中液体不同高度界面的液体密度，并在显示器上以图形、渐变颜色，以其中一种或者组合形式来显示。

本发明能整体上真实反应液体不同高度界面的液体密度和分层的情况；实现时间上的在线监测，实时反应工艺运行数据；实现空间上的在线监测，反应液体在空间高度上各层密度的连续变化状态；直观画面显示，在显示器上使用图形或渐变的颜色显示，使得画面更加直观，为数字化生产的工艺设备虚拟化提供数据支撑。

本发明以上所述，仅为本发明申请结合附图所示的优选实施方式，但并非用于对本发明申请保护范围的限制，应当指出，对于所属本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思的前提下，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动所作出的任何修改、等同替换、改进等，这些均应包含在本发明申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，其特征在于：在被测液体容器一侧设有若干个取样管（1），取样管（1）在被测液体容器的有效容积高度从上到下依次布置，每个取样管（1）均连接一个测量装置，每个测量装置测量对应取样管（1）的压力值，并将该取样管的压力值送入计算装置（6），计算装置（6）与显示器（8）相连接；所述的计算装置（6）预存有每个取样管（1）的高度位置并获取每个取样管（1）送来的压力值，然后，计算装置（6）计算相邻取样管（1）之间的平均密度值ρ，ρ=ΔP/gh，其中，ΔP为相邻两个测点的压力差值，g为测量现场的重力加速度值，h为相邻两个测点的间距。

2.根据权利要求1所述的一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，其特征在于：计算装置（6）分别计算两两相邻取样管（1）之间的平均密度值，并将所有平均密度值按照取样管（1）高度位置排序，得到被测液体容器的高度-密度曲线，从而测量得到液体分层界面。

3.根据权利要求1所述的一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，其特征在于：相邻取样管（1）之间等距或不等距。

4.根据权利要求1所述的一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，其特征在于：测量装置与取样管（1）通过取样管道（3）相连接，并且在二者之间设置有取样阀（2），取样管（1）、取样阀（2）、取样管道（3）、测量装置设置在同一水平标高位置。

5.根据权利要求1所述的一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，其特征在于：所述的测量装置为测量仪表（4），测量仪表（4）为高精度压力传感器。

6.根据权利要求1所述的一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，其特征在于：所述的计算装置（6）为PLC或DCS系统。

7.根据权利要求1所述的一种用于废乳化液处理的液体分层界面测量系统，其特征在于：所述的显示器（8）为电脑，显示器（8）上显示整个液体高度上各层密度的变化，显示出接近连续状态的密度分布。

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