JPH08271318A - 液面測定装置 - Google Patents

液面測定装置

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JPH08271318A
JPH08271318A JP7690795A JP7690795A JPH08271318A JP H08271318 A JPH08271318 A JP H08271318A JP 7690795 A JP7690795 A JP 7690795A JP 7690795 A JP7690795 A JP 7690795A JP H08271318 A JPH08271318 A JP H08271318A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid
pressure sensor
density
liquid level
height
Prior art date
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Pending
Application number
JP7690795A
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English (en)
Inventor
Eiji Onaka
英治 大中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
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Publication of JPH08271318A publication Critical patent/JPH08271318A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 密度の異なる液体を1つのタンク内に収容し
た場合に、圧力センサの使用量が少ないにも拘らず、精
度を落さずに液面高さを自動的かつローコストに測定可
能にする。 【構成】 液面演算回路14に、第1の圧力センサ11
および第2の圧力センサ12の各出力にもとづいて求め
た一方の液体2Aの密度と上記第1の圧力センサ11、
第2の圧力センサ12および第3の圧力センサ13の各
出力にもとづいて求めた両液体2A、2Bの平均密度と
から上記他方の液体2Bの密度を求めさせ、上記各密度
を用いて上記液体2A、2Bの液面高さを演算させるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カーゴタンクなどに
収容された原油の液面高さを測定する場合等に利用する
液面測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2はカーゴタンクに収容した原油など
の液体の液面を検出する従来の液面測定装置を示し、同
図において、1はタンク、2はタンク1内に収容されて
いる原油などの液体、3は上記タンク1内であって、上
記液体2の上部に設けられたイナートガス(不活性ガ
ス)が封入された空間である。
【0003】また、4は上端が上記空間3に開口し、下
端が上記タンク1の底部6付近に位置する圧力導入管
で、液面5付近およびタンク1の底部6付近において液
体2の圧力を検出する各一の圧力センサ7、8が設けら
れている。
【0004】また、9は液面演算回路で、これが圧力セ
ンサ7および圧力センサ8の出力とこれらの各圧力セン
サ7、8の上記底部6からの高さH4 、H5 とを用い
て、上記液体2の密度を演算し、さらにこの密度を用い
て上記液体2の液面5の高さHを演算する。
【0005】次に動作について説明する。上記液面演算
回路9は、まず、上記各圧力センサ7、8で検出した圧
力PV4 、PV5 と上記底部6からの高H4 、H5 とを
用いて、液体2の密度ρを、ρ=(ρV5 −ρV4 )/
(H4 −H5 )により求める。
【0006】続いて、こうして求めた密度ρと上記高さ
4 、圧力PV4 とから、底部6から液面5までの高さ
Hを、H=(PV4 /ρ)+H4 を演算により求める。
【0007】ところで、カーゴタンクでは一箇所で原油
を積んで日本に帰る場合のほか、複数箇所で原油を積増
した場合に、比重の異なる原油をカーゴタンク内に2層
状態のまま収容し、帰国してから原産地別に搬出するこ
とがある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の液面測定装置は
以上のように構成されているので、カーゴタンク内の2
層の原油の液面高さを管理するのに、上記式によって液
面の高さを求めるための原油の密度として、いずれかの
一方の原油の密度を代表して用いたり、各原油の密度の
平均値を用いたりしていたため、結果的に大きな誤差を
含む液面高さを求めてしまうなどの問題点があった。
【0009】また、上記2層の各原油ごとに圧力センサ
7、8を2個ずつ設けて各原油の密度を別々に求め、こ
れをもとに液面高さを上記演算により求めることができ
るが、上記圧力センサ7、8の使用数、設置箇所が増え
るためコストアップになるほか、構成が複雑になるなど
の問題点があった。
【0010】この発明は上記のような従来の問題点に着
目してなされたものであり、密度の異なる原油の液体を
1つのタンク内に収容した場合に、圧力センサの使用量
が少ないにも拘らず、精度を落さずに液面高さを自動的
かつローコストに測定できる液面測定装置を得ることを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る液
面測定装置は、タンク内に2液分離状態にて収容された
一方の液体中に互いに高さをずらして第1の圧力センサ
および第2の圧力センサを設け、上記一方の液体とは比
重が異なる他の液体中に第3の圧力センサを設け、液面
演算回路に、上記第1の圧力センサおよび第2の圧力セ
ンサの各出力にもとづいて求めた上記一方の液体の密度
と上記第1の圧力センサ、第2の圧力センサおよび第3
の圧力センサの各出力にもとづいて求めた上記両液体の
平均密度とから上記他方の液体の密度を求めさせ、上記
各密度を用いて上記液体の液面高さを演算させるように
したものである。
【0012】
【作用】請求項1の発明における液面測定装置は、2層
段量状態にある一方の液体の密度を、この一方の液体中
に設置した第1の圧力センサおよび第2の圧力センサの
各出力とこれらの各設置高さとから演算し、一方、他方
の液体中に設置した第3の圧力センサおよび第1の圧力
センサの各出力および設置高さから両液体の平均密度を
演算し、上記各圧力センサの出力、設置高さ、密度、平
均密度、および各層ごとの各液体の高さとから上記他方
の液体の密度を求め、これらの各密度を用いて液面高さ
を演算する。
【0013】
【実施例】以下に、この発明の一実施例を図について説
明する。図1において、1はタンク、2A、2Bはタン
ク1内に収容されて2層に分離されている原油などの第
1の液体および第2の液体、3は上記タンク1内にあっ
て、上記第2の液体2Bの上部に設けられたイナートガ
ス(不活性ガス)が封入された空間である。
【0014】また、4は上端が上記空間3に開口し、下
端が上記タンク1の底部6付近に位置する圧力導入管
で、この圧力導入管4には、タンク1の底部6付近の第
1の液体2A内に位置するように互いに高さ位置をずら
して、第1の圧力センサ11および第2の圧力センサ1
2が設けられている。
【0015】また、上記圧力導入管4には、液面5付近
の第2の液体2B内に位置するように、第3の圧力セン
サ13が設けられている。
【0016】ここで、Hは上記底部6から液面5までの
高さ、Xは上記底部6から第1の液体2Aと第2の液体
2Bの2層分離レベルLまでの高さ、Yはこの2層分離
レベルLから液面5までの高さである。
【0017】また、14は第1、第2、第3の各圧力セ
ンサ11、12、13に接続された液面演算回路であ
り、これが第1の圧力センサおよび第2の圧力センサの
各出力にもとづいて求めた上記一方の液体の密度と上記
第1の圧力センサ、第2の圧力センサおよび第3の圧力
センサの各出力にもとづいて求めた上記両液体の平均密
度とから上記他方の液体の密度を求め、上記各密度を用
いて上記液体の液面高さを演算するものである。
【0018】次に動作について説明する。まず、液面演
算回路14では、上記第1の圧力センサ11および第2
の圧力センサ12の出力値PV1 、PV2 とこれらの圧
力センサ11、12の上記底部6からの高さH1 、H2
とにもとづいて、液体2Aの密度ρ1 を、ρ1 =(PV
1 −PV2 )/(H2 −H1 )により求める。
【0019】次に、上記液面演算回路14では上記第1
の圧力センサ11および第3の圧力センサ13が検出し
た出力値PV1 、PV3 とこれらの圧力センサ11、1
3の上記底部6からの高さH1 、H3 とから、上記液体
2A、2Bの平均密度ρACを、ρAC=(PV1 −PV
3 )/(H3 −H1 )により求める。
【0020】続いて、タンク1内を全部液体2Bにした
ときの高さH3 から平均密度ρACの液体を入れたときの
高さXを引いたときの高さと、平均密度ρACの液体を入
れたときの高さから全部液体2Aとしたときの高さを引
いたときの比は、(PV3 /ρ2 )−(PV3
ρAC):(PV3 /ρAC)−(PVC /ρ1 )=(H3
−X):(X−H1 )となる。
【0021】また、上記第1の圧力センサ11の位置か
ら上記第3の圧力センサ13の位置までの圧力は、ρ1
(X−H1 )+ρ2 (H3 −X)=ρAC(H3 −H1
となる。
【0022】そこで、これらの式からaρ2 2−bρ1
C=0(a、b、cは定数)の式を導いて、ρ2 {−b
2 ±(4ac−b21/2 }/2aを求め、ここで、ρ
1 >ρ2 >0の条件を満たすρ2 を選択して、このρ2
および上記ρ1 にもとづき液、面5の高さHをH=PV
3 /ρ2 +H3 により求める。
【0023】なお、液面5の高さHは、上記のように密
度ρ2 を求めて得られるが、液面5の位置によってその
求め方は異なる。すなわち、Hが第3の圧力センサ13
より上にあるときは、H=(PV3 /ρ2 )+H3 とな
る。
【0024】一方、Hが第3の圧力センサ13を下回る
ときは、予め両液体2A、2Bの密度と液面位置が判別
されれば(液面5が第3の圧力センサ13より上のとき
に予め求めておく)、通常、タンク1内の液体(原油な
ど)は底部から抜き出されるので、液体を抜いた量から
液面5の下がり具合がわかり、液体2A、2Bの高さが
求まる。
【0025】これによって、平均密度ρX を求めること
で、正確な液面5の高さHを、H=(PV1 /ρX )+
1 から求めることができる。なお、ρX は液面5のレ
ベル下降により上部の第2の液体2Bの密度に近づいて
いく。
【0026】ここで、液面5が第3の圧力センサ13よ
り上にあるときに、密度ρ1 と高さXが求まるので、第
1の液体2Aの抜き出し量による液面5の下降量をxと
すると、第1の液体2Aと第2の液体2Bの第1の圧力
センサ11より上の高さの比は、第2の液体2B:第1
の液体2A=(H3 −X):(X−x−H1 )となり、
従って、上記平均比重ρX は、ρX ={(H3 −X)ρ
2 +(X−x−H1 )ρ1 }/(HC −HA −x)から
求まる(但し、x≧XのときはρX =ρ1 )。
【0027】このρX を求めれば、上記式より液面5の
高さHを正確に求めることができる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、液面
演算回路に、第1の圧力センサおよび第2の圧力センサ
の各出力にもとづいて求めた一方の液体の密度と上記第
1の圧力センサ、第2の圧力センサおよび第3の圧力セ
ンサの各出力にもとづいて求めた両液体の平均密度とか
ら他方の液体の密度を求めさせ、上記各密度を用いて上
記液体の液面高さを演算させるように構成したので、密
度の異なる原油などの液体を1つのタンク内に収容した
場合に、圧力センサの使用量が少ないにも拘らず、精度
を落さずに液面高さを自動的かつローコストに測定でき
るものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による液面測定装置を示す
構成図である。
【図2】従来の液面測定装置を示す構成図である。
【符号の説明】
1 タンク 2A,2B 液体 11 第1の圧力センサ 12 第2の圧力センサ 13 第3の圧力センサ 14 液面演算回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タンク内に2液分離状態にて収容された
    一方の液体中に互いに高さをずらして設けられた第1の
    圧力センサおよび第2の圧力センサと、上記一方の液体
    とは比重が異なる他の液体中に設けられた第3の圧力セ
    ンサと、上記第1の圧力センサおよび第2の圧力センサ
    の各出力にもとづいて求めた上記一方の液体の密度と上
    記第1の圧力センサ、第2の圧力センサおよび第3の圧
    力センサの各出力にもとづいて求めた上記両液体の平均
    密度とから上記他方の液体の密度を求め、上記各密度を
    用いて上記液体の液面高さを演算する液面演算回路とを
    備えた液面測定装置。
JP7690795A 1995-03-31 1995-03-31 液面測定装置 Pending JPH08271318A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312462C (zh) * 2004-12-31 2007-04-25 北京塞尔瑟斯仪表科技有限公司 一种两线制多传感器液位变送器
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JP2016206143A (ja) * 2015-04-28 2016-12-08 株式会社東芝 投込式水位計の調節システム、その調節方法、その調節プログラムおよび調節機能付き投込式水位計
CN108225476A (zh) * 2017-12-18 2018-06-29 青岛海尔智能技术研发有限公司 一种液压测量装置

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