CN113188635A - 一种储油罐油厚精确测量装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种储油罐油厚精确测量装置，包括测量装置本体，测量装置本体包括外壳，外壳内设有处理模块，外壳的底部刚性连接有波导管，波导管内设有与处理模块电性连接的波导丝，波导管的外侧自上而下滑动套设有自动漂浮在油层表面的油浮子、自动漂浮在水层或者醇水层表面的水浮子，波导管的底部设有绝缘套筒，油浮子内设有第一永磁铁，水浮子内设有第二永磁铁，绝缘套筒内设有基准永磁铁；处理模块内设有脉冲发生器；外壳内设有与处理模块电性连接的倾角传感器。本发明结构设计简单巧妙，能够精确对储油罐内的油厚进行测量，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于测量仪装置技术领域，具体涉及一种储油罐油厚精确测量装置及其测量方法。
背景技术
为了便于实时计量储油罐内的油厚，通常在储油罐内加装磁致伸缩探棒。磁致伸缩探棒是采用磁致伸缩原理制造的高精度，长行程的液位传感器。该产品由数据处理模块、波导丝、波导管、油浮子和水浮子组成。测量原理为数据处理模块向波导丝发送脉冲电流，波导丝产生的脉冲磁场和浮子的永久磁场相互作用，产生扭转波，扭转波以大约声速的速度向数据处理模块传播，数据处理模块接收到扭转波后，自动记录从发出脉冲电流到收到扭转波的时间差，从而精确的计算出浮子所在的绝对位置，实现储油罐内的油厚精确测量。
由于扭转波在波导丝上传播速度决定于波导丝的弹性模量和波导丝的密度即V=√（G/ρ），由于运输原因和温度原因，波导丝极易产生颈缩、划伤、热胀冷缩等缺陷，从而使波导丝弹性模量G产生变化，导致扭转波在波导丝的传播速度的变化，从而影响储油罐油厚的测量精度
另外，磁致伸缩探棒安装在储油罐中大部分是直插式，探棒是否垂直于水平面采用目视方式，另外储油罐在卸油过程中，由于油流的冲击也会导致探棒发生微小的倾斜，从而导致测量的油厚相比于实际油厚失真。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种储油罐油厚精确测量装置及其测量方法，具体方案如下：
一种储油罐油厚精确测量装置，包括测量装置本体，所述测量装置本体包括外壳，所述外壳内设有处理模块，外壳的底部刚性连接有波导管，所述波导管内设有与处理模块电性连接的波导丝，波导管的外侧自上而下滑动套设有自动漂浮在油层表面的油浮子、自动漂浮在水层或者醇水层表面的水浮子，波导管的底部设有绝缘套筒，所述油浮子内设有第一永磁铁，所述水浮子内设有第二永磁铁，所述绝缘套筒内设有基准永磁铁；所述处理模块内设有脉冲发生器；所述外壳内设有与所述处理模块电性连接的倾角传感器。
基于上述，所述波导丝通过柔性支撑结构固定于所述波导管的中心轴位置。
基于上述，所述第一永磁铁、第二永磁铁以及基准永磁铁均为环形或条形。
根据上述任意一项所述的储油罐油厚精确测量装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：该测量装置在出厂检定时，标定扭转波的传播速度为V0，并将V0存储于处理模块中，同时记录自处理模块发出脉冲电流到接收到基准永久磁铁产生的扭转波的时间差T0；
步骤2：将测量装置安装在储油罐上，并使波导管垂直向下延伸，使得绝缘套筒延伸至储油罐底部；
步骤3：处理模块记录从脉冲发生器发出脉冲电流到接收到第一永磁铁、第二永磁铁以及基准永久磁铁产生的扭转波的时间差T1、T2、T3，处理模块实时将T3和T0进行对比，当T3和T0不一致时，则会产生一个新的扭转波传播速度,Vx=V0*T0/T3，Vx自动替换V0，并计算出处理模块距离油浮子的距离L1= Vx *T1，以及处理模块距离水浮子的距离L2= Vx *T2；
步骤4：假设倾角触感器的倾斜角度为θ，油厚为H，则油浮子距离处理模块的实际高度为H1=L1*cosθ，水浮子距离处理模块的实际高度为H2=L2* cosθ，实际油厚H=H2-H1。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明具有以下优点：
本发明中，根据Vx=V0*T0/T3实时测量扭转波的传播速度，Vx自动替换V0，而后根据L1= Vx *T1，计算出处理模块距离油浮子的距离，根据L2= Vx *T2，计算出处理模块距离水浮子的距离；另外，倾角传感器的结构设计则考虑到了测量装置在测量油厚时本身倾斜所带来的误差影响，并根据倾角θ，得出油浮子距离处理模块的实际高度为H1=L1*cosθ，水浮子距离处理模块的实际高度为H2=L2* cosθ，而实际油厚H=H2-H1。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的使用状态结构示意图。
图中：1.储油罐；2.测量装置本体；2-1.外壳；2-2.处理模块；2-3.倾角传感器；2-4.波导管；2-5.波导丝；2-6.油浮子；2-7.第一永磁铁；2-8.水浮子；2-9.第二永磁铁；2-10.绝缘套筒；2-11.基准永磁铁。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例
如图1-图2所示，本发明提供一种储油罐油厚精确测量装置，包括测量装置本体2，所述测量装置本体2包括外壳2-1，所述外壳2-1内设有处理模块2-2，外壳2-1的底部刚性连接有波导管2-4，所述波导管2-4内设有与处理模块2-2电性连接的波导丝2-5，波导管2-4的外侧自上而下滑动套设有自动漂浮在油层表面的油浮子2-6、自动漂浮在水层或者醇水层表面的水浮子2-8，波导管2-4的底部设有绝缘套筒2-10，所述油浮子2-6内设有第一永磁铁2-7，所述水浮子2-8内设有第二永磁铁2-9，所述绝缘套筒2-10内设有基准永磁铁2-11；所述处理模块2-2内设有脉冲发生器。
考虑到储油罐1在卸油过程中，由于油流的冲击会导致探棒发生微小的倾斜，从而导致测量的油厚失真，故而在外壳2-1内还设有与所述处理模块2-2电性连接的倾角传感器2-3。
为保证测量的精度，所述波导丝2-5通过柔性支撑结构固定于所述波导管2-4的中心轴位置。
为保证油浮子2-6、水浮子2-8能够稳定的产生扭转波，上述第一永磁铁2-7、第二永磁铁2-9以及基准永磁铁2-11均为环形或条形。
根据上述任意一项所述的储油罐1油厚精确测量装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：该测量装置在出厂检定时，标定扭转波的传播速度为V0，并将V0存储于处理模块2-2中，同时记录自处理模块2-2发出脉冲电流到接收到基准永久磁铁产生的扭转波的时间差T0；
步骤2：将测量装置安装在储油罐1上，并使波导管2-4垂直向下延伸，使得绝缘套筒2-10延伸至储油罐1底部；
步骤3：处理模块2-2记录从脉冲发生器发出脉冲电流到接收到第一永磁铁2-7、第二永磁铁2-9以及基准永久磁铁产生的扭转波的时间差T1、T2、T3，处理模块2-2实时将T3和T0进行对比，当T3和T0不一致时，则会产生一个新的扭转波传播速度,Vx=V0*T0/T3，Vx自动替换V0，并计算出处理模块2-2距离油浮子2-6的距离L1= Vx *T1，以及处理模块2-2距离水浮子2-8的距离L2= Vx *T2；
步骤4：假设倾角触感器的倾斜角度为θ，油厚为H，则油浮子2-6距离处理模块2-2的实际高度为H1=L1*cosθ，水浮子2-8距离处理模块2-2的实际高度为H2=L2* cosθ，实际油厚H=H2-H1。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (4)
1.一种储油罐油厚精确测量装置，其特征在于：包括测量装置本体（2），所述测量装置本体（2）包括外壳（2-1），所述外壳（2-1）内设有处理模块（2-2），外壳（2-1）的底部刚性连接有波导管（2-4），所述波导管（2-4）内设有与处理模块（2-2）电性连接的波导丝（2-5），波导管（2-4）的外侧自上而下滑动套设有自动漂浮在油层表面的油浮子（2-6）、自动漂浮在水层或者醇水层表面的水浮子（2-8），波导管（2-4）的底部设有绝缘套筒（2-10），所述油浮子（2-6）内设有第一永磁铁（2-7），所述水浮子（2-8）内设有第二永磁铁（2-9），所述绝缘套筒（2-10）内设有基准永磁铁（2-11）；所述处理模块（2-2）内设有脉冲发生器；所述外壳（2-1）内设有与所述处理模块（2-2）电性连接的倾角传感器（2-3）。
2.根据权利要求1所述的储油罐油厚精确测量装置，其特征在于：所述波导丝（2-5）通过柔性支撑结构固定于所述波导管（2-4）的中心轴位置。
3.根据权利要求1所述的储油罐油厚精确测量装置，其特征在于：所述第一永磁铁（2-7）、第二永磁铁（2-9）以及基准永磁铁（2-11）为环形或条形。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的储油罐油厚精确测量装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：该测量装置在出厂检定时，标定扭转波的传播速度为V0，并将V0存储于处理模块（2-2）中，同时记录自处理模块（2-2）发出脉冲电流到接收到基准永久磁铁产生的扭转波的时间差T0；
步骤2：将测量装置安装在储油罐（1）上，并使波导管（2-4）垂直向下延伸，使得绝缘套筒（2-10）延伸至储油罐（1）底部；
步骤3：处理模块（2-2）记录从脉冲发生器发出脉冲电流到接收到第一永磁铁（2-7）、第二永磁铁（2-9）以及基准永久磁铁产生的扭转波的时间差T1、T2、T3，处理模块（2-2）实时将T3和T0进行对比，当T3和T0不一致时，则会产生一个新的扭转波传播速度,Vx=V0*T0/T3，Vx自动替换V0，并计算出处理模块（2-2）距离油浮子（2-6）的距离L1= Vx *T1，以及处理模块（2-2）距离水浮子（2-8）的距离L2= Vx *T2；
步骤4：假设倾角触感器的倾斜角度为θ，油厚为H，则油浮子（2-6）距离处理模块（2-2）的实际高度为H1=L1*cosθ，水浮子（2-8）距离处理模块（2-2）的实际高度为H2=L2* cosθ，实际油厚H=H2-H1。
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