RU2179709C1 - Device for precision measurement of liquid level in reservoir - Google Patents
Device for precision measurement of liquid level in reservoir Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179709C1 RU2179709C1 RU2001110000A RU2001110000A RU2179709C1 RU 2179709 C1 RU2179709 C1 RU 2179709C1 RU 2001110000 A RU2001110000 A RU 2001110000A RU 2001110000 A RU2001110000 A RU 2001110000A RU 2179709 C1 RU2179709 C1 RU 2179709C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring well
- reservoir
- tank
- liquid level
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к технике измерения уровня жидких продуктов, а более конкретно для измерения уровня нефти, бензина, дизельного топлива в резервуарах с фиксированной крышей. The invention relates to techniques for measuring the level of liquid products, and more specifically for measuring the level of oil, gasoline, diesel fuel in tanks with a fixed roof.
Как известно, ошибка измерения имеет две основные составляющие: инструментальную и методическую. Современные прецизионные датчики уровня имеют низкую собственную инструментальную погрешность измерения. Например /1/, современные радарные датчики уровня имеют абсолютную погрешность измерения менее 0.5 миллиметра, что соответствует относительной погрешности менее 0.005 процента при высоте резервуара более 10 метров. На настоящий момент не существует приборов прямого измерения массы и объема нефтепродуктов, находящихся в резервуарах, с подобной относительной погрешностью измерения. As you know, measurement error has two main components: instrumental and methodological. Modern precision level sensors have a low intrinsic instrumental measurement error. For example / 1 /, modern radar level sensors have an absolute measurement error of less than 0.5 millimeters, which corresponds to a relative error of less than 0.005 percent with a tank height of more than 10 meters. At the moment, there are no instruments for directly measuring the mass and volume of petroleum products in tanks with a similar relative measurement error.
Поэтому в настоящее время в резервуарных парках для коммерческого учета нефти и нефтепродуктов как по массе, так и по объему, как правило, измеряется уровень жидкости с последующим пересчетом и корректировкой в требуемую величину. Therefore, at present, in tank farms for commercial accounting of oil and oil products, both by weight and volume, as a rule, the liquid level is measured with subsequent recounting and adjustment to the required value.
Для измерения уровня широко используется устройство, содержащее поплавковый датчик /1/. Поплавок перемещается по штанге (см. фиг.1), закрепленной посредством фланцевого соединения на крышке люка резервуара. Положение поплавка соответствует высоте воздушного промежутка. Высота наполнения (взлива) продукта определяется вычитанием из базовой высоты резервуара, которая считается постоянной для данного резервуара, величины воздушного промежутка. A device containing a float sensor / 1 / is widely used for level measurement. The float moves along the rod (see figure 1), fixed by means of a flange connection on the lid of the tank hatch. The position of the float corresponds to the height of the air gap. The filling height (bump) of the product is determined by subtracting from the base height of the tank, which is considered constant for a given tank, the value of the air gap.
Недостатком данного метода измерения является наличие существенной методической ошибки, обусловленной деформацией крыши резервуара. Действительная высота резервуара может существенно изменяться и погрешность измерения может достигать 5 и более см, что недопустимо при коммерческом учете нефтепродуктов. The disadvantage of this measurement method is the presence of a significant methodological error due to deformation of the tank roof. The actual height of the tank can vary significantly and the measurement error can reach 5 or more cm, which is unacceptable with commercial accounting of petroleum products.
Известно другое устройство, в состав которого входит ультразвуковой датчик уровня /2/, который крепится на крышке люка крыши резервуара посредством фланцев (см. фиг.2). Измеряется расстояние (дистанция) от датчика до зеркала поверхности с последующим вычитанием из базовой величины (высоты) резервуара. Полученная величина соответствует высоте продукта. Очевидно, что как и в предыдущем случае в результатах измерения присутствует методическая составляющая погрешности недопустимой величины. Another device is known, which includes an ultrasonic level sensor / 2 /, which is mounted on the lid of the roof of the tank by means of flanges (see figure 2). The distance (distance) from the sensor to the surface mirror is measured, followed by subtraction from the base value (height) of the tank. The resulting value corresponds to the height of the product. Obviously, as in the previous case, the measurement results contain a methodological component of the error of an unacceptable value.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство (см. фиг. 3), выполненное в соответствии с рекомендуемыми стандартами Американского института нефти (API) /3/ и включающее измерительный колодец, представляющий вертикально установленную стальную трубу, находящуюся в резервуаре, нижним концом опирающуюся в дно резервуара, на верхнем - через фланцевое соединение установлен прецизионный датчик уровня жидкости (например, радарный /1/), многоточечный термометр, установленный вертикально в резервуаре, вычислительный блок /1, 3/. В измерительном колодце имеется ряд отверстий, благодаря которым устанавливается одинаковый уровень жидкости в резервуаре и в измерительном колодце, а также одинаковое давление в газовых пространствах. Closest to the proposed device is a device (see Fig. 3), made in accordance with the recommended standards of the American Petroleum Institute (API) / 3 / and including a measuring well, representing a vertically mounted steel pipe located in the tank, the lower end resting on the bottom reservoir, on the top - through a flange connection a precision liquid level sensor is installed (for example, a radar / 1 /), a multipoint thermometer mounted vertically in the reservoir, a computing unit / 1, 3 /. There are a number of holes in the measuring well, thanks to which the same liquid level is established in the tank and in the measuring well, as well as the same pressure in the gas spaces.
Недостатком данного устройства является то, что в результатах измерения присутствует существенная методическая составляющая погрешности, обусловленная неопределенностью базы, относительно которой вычисляется уровень жидкости. Действительно, исследования показывают /3/ сложную деформацию дна при изменении уровня жидкости в резервуарах. Кроме того, длина измерительного колодца, на котором установлен датчик уровня жидкости, при изменении температуры также меняется. Под действием этих факторов расстояние, измеряемое прецизионным датчиком уровня жидкости, меняется при постоянном фактическом объеме жидкости в резервуаре. The disadvantage of this device is that in the measurement results there is a significant methodological component of the error due to the uncertainty of the base, relative to which the liquid level is calculated. Indeed, studies show / 3 / a complex deformation of the bottom with a change in the liquid level in the tanks. In addition, the length of the measuring well on which the liquid level sensor is mounted also changes with temperature. Under the influence of these factors, the distance measured by a precision liquid level sensor changes with a constant actual volume of liquid in the tank.
Технический результат настоящего изобретения - повышение точности измерения уровня жидкости в закрытых резервуарах, приближение общей ошибки измерения к инструментальной ошибке прецизионного датчика уровня жидкости. The technical result of the present invention is to increase the accuracy of measuring the liquid level in closed tanks, approximating the total measurement error to the instrumental error of a precision liquid level sensor.
Технический результат достигается тем, что в известном устройстве прецизионного измерения уровня жидкости в резервуарах, состоящем из измерительного колодца, установленного вертикально, вычислительного блока, прецизионного датчика уровня жидкости, установленного посредством фланцевого соединения к верхней торцевой части измерительного колодца, многоточечного датчика температуры, установленного вертикально внутри резервуара, измерительный колодец с прецизионным датчиком уровня жидкости вынесен из резервуара и установлен на собственном фундаменте в теплоизоляционную оболочку, причем измерительный колодец сообщен с резервуаром путем присоединения его вверху к газовой части резервуара посредством верхней трубы, а нижняя часть соединена с буферной емкостью через насос при помощи соединительных патрубков, кроме того, нижняя часть измерительного колодца сообщается с нижней частью резервуара посредством нижнего и заборного патрубков, управляемой задвижки, а внутри измерительного колодца вертикально установлен многоточечный датчик температуры, причем прецизионный датчик уровня жидкости, оба многоточечных датчика температуры, насос, управляемая задвижка соединены с вычислительным блоком. The technical result is achieved by the fact that in the known device for precision measurement of the liquid level in tanks, consisting of a measuring well mounted vertically, a computing unit, a precision liquid level sensor installed by means of a flange connection to the upper end part of the measuring well, a multi-point temperature sensor mounted vertically inside reservoir, a measuring well with a precision liquid level sensor is removed from the reservoir and installed on its own the basement into a heat-insulating shell, and the measuring well is in communication with the tank by attaching it at the top to the gas part of the tank by means of the upper pipe, and the lower part is connected to the buffer tank through the pump using connecting pipes, in addition, the lower part of the measuring well is connected to the lower part of the tank by means of the lower and intake pipes, a controlled valve, and a multi-point temperature sensor is vertically installed inside the measuring well, moreover, precision the first liquid level sensor, both multipoint temperature sensor, the pump, controlled by the valve are connected with a computing unit.
На фиг.4 представлен чертеж предлагаемого устройства. Figure 4 presents a drawing of the proposed device.
В состав предлагаемого устройства входят (см.фиг.4): 1 - измерительный колодец, 1А - теплоизоляционная оболочка, 2 - собственный фундамент, 3 - верхняя труба, 4 - нижний патрубок, 4А - управляемая задвижка, 4Б - заборный патрубок, 5 - прецизионный датчик уровня жидкости, 6, 11 - многоточечные датчики температуры, 7 - вычислительный блок, 8 - соединительные патрубки, 8А- насос, 9 - буферная емкость. The composition of the proposed device includes (see Fig. 4): 1 - measuring well, 1A - heat-insulating sheath, 2 - own foundation, 3 - upper pipe, 4 - lower pipe, 4A - controlled valve, 4B - intake pipe, 5 - precision liquid level sensor, 6, 11 - multi-point temperature sensors, 7 - computing unit, 8 - connecting pipes, 8A-pump, 9 - buffer capacity.
Кроме того, на чертеже показаны: 10 - резервуар, 12, 12А - жидкость, 13 - фундамент резервуара. In addition, the drawing shows: 10 - tank, 12, 12A - liquid, 13 - the foundation of the tank.
Устройство работает в следующих двух режимах: в режиме прямого измерения длины измерительного колодца и в режиме измерения уровня жидкости в резервуаре. The device operates in the following two modes: in the mode of direct measurement of the length of the measuring well and in the mode of measuring the liquid level in the tank.
Рассмотрим режим измерения длины измерительного колодца. На точность измерения уровня жидкости влияют температурные изменения длины измерительного колодца 1. Для периодического контроля длины измерительного колодца 1 в предлагаемом устройстве реализуется прямое измерение ее длины прецизионным датчиком уровня жидкости. В этом режиме управляемая задвижка 4А закрыта. Производится откачка нефтепродукта 12А из измерительного колодца 1 в буферную емкость 9 насосом 8А. Т.к. время откачки мало по сравнению с временем изменения температуры стенок измерительного колодца 1 (измерительный колодец 1 находится в теплоизоляционной оболочке 1А), то измеренная длина пустого измерительного колодца равна длине заполненного измерительного колодца. После окончания процесса измерения длины пустого измерительного колодца насос выключается, управляемая задвижка 4А открывается, нефтепродукт 12 снова свободно перетекает через патрубки 4, 4Б и управляемую задвижку 4А из резервуара 10 в измерительный колодец 1 и в измерительном колодце устанавливается прежний уровень. Заметим, что выключенный насос не пропускает через себя жидкость. Consider the mode of measuring the length of the measuring well. The accuracy of measuring the liquid level is affected by temperature changes in the length of the measuring well 1. For periodic monitoring of the length of the measuring well 1, the proposed device implements a direct measurement of its length with a precision liquid level sensor. In this mode, the controlled valve 4A is closed. The oil product 12A is pumped out from the measuring well 1 to the buffer tank 9 by the pump 8A. Because the pumping time is short compared with the time the temperature of the walls of the measuring well 1 changes (the measuring well 1 is in the heat-insulating shell 1A), then the measured length of the empty measuring well is equal to the length of the filled measuring well. After the process of measuring the length of the empty measuring well is completed, the pump turns off, the controlled valve 4A opens, the oil 12 flows freely again through the
Рассмотрим режим измерения уровня жидкости в резервуаре. В этом режиме насос 8А выключен, а управляемая задвижка 4А открыта. Т.к. резервуар 10 и вынесенный из резервуара измерительный колодец 1 благодаря трубе 3, нижнему патрубку 4 и открытой управляемой задвижке 4А представляют систему сообщающихся сосудов, то при одинаковом профиле плотности жидкости по высоте в резервуаре 10 и измерительном колодце 1 уровень в резервуаре и измерительном колодце будет одинаковым. Уровень в измерительном колодце 1 измеряется прецизионным датчиком уровня жидкости 5 относительно "абсолютной" базы (уровня собственного фундамента 2) следующим образом: измеряется расстояние (дистанция) от фланца датчика уровня 5 до поверхности нефтепродукта 12А в измерительном колодце 1, полученный результат измерения вычитается из длины измерительного колодца 1. Полученная разность соответствует уровню жидкости относительно уровня собственного фундамента 2. Consider the mode of measuring the liquid level in the tank. In this mode, the pump 8A is turned off and the controlled valve 4A is open. Because the tank 10 and the measuring well 1 removed from the tank due to the
Заборный патрубок представляет собой трубу с прорезями определенной величины по высоте и предназначен для забора жидкости 12 с различных ее уровней. The intake pipe is a pipe with slots of a certain size in height and is intended for the intake of fluid 12 from its various levels.
Отличием предлагаемого устройства от известных является принципиальная возможность приведения общей ошибки измерения уровня жидкости в резервуаре, включая методическую, к инструментальной, а также наличие "абсолютной" базы отсчета (уровень фундамента устройства), независящей от деформаций дна и крыши резервуара. The difference between the proposed device and the known ones is the fundamental possibility of reducing the total error of measuring the liquid level in the tank, including the methodological one, to the instrumental one, as well as the presence of an "absolute" reference base (level of the foundation of the device), independent of deformations of the bottom and roof of the tank.
Источники информации
1. Каталог "Комбит", "Saab Tank Control".Sources of information
1. Catalog "Combit", "Saab Tank Control".
2. General Specifications Catalogue III", Endress+Hauser. 2. General Specifications Catalog III ", Endress + Hauser.
3. Berto F.J. Review of tank measurement errors reveals techniques for greater accuracy. Pt.Oil and Gas J. -1997. -vol.95, -P.68-70, 72, 73. 3. Berto F.J. Review of tank measurement errors reveals techniques for greater accuracy. Pt. Oil and Gas J. -1997. -vol. 95, -P. 68-70, 72, 73.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001110000A RU2179709C1 (en) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | Device for precision measurement of liquid level in reservoir |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001110000A RU2179709C1 (en) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | Device for precision measurement of liquid level in reservoir |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2179709C1 true RU2179709C1 (en) | 2002-02-20 |
Family
ID=20248404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001110000A RU2179709C1 (en) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | Device for precision measurement of liquid level in reservoir |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2179709C1 (en) |
-
2001
- 2001-04-12 RU RU2001110000A patent/RU2179709C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
BERTO F.J. Review of tank measurement errors reveals techniques for greater accuracy, Pt. Oil and Gas J., 1997, v. 95, p.68-70, 72, 73. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5333498A (en) | Apparatus and method for measuring physical characteristics of a liquid | |
US4646560A (en) | System and method for leak detection in liquid storage tanks | |
US4796469A (en) | Apparatus and process for measuring change of liquid level in storage tanks | |
CN102042856B (en) | Device and method for automatically metering and calibrating horizontal tank capacity based on standard metal tank | |
US20080060431A1 (en) | Radar level gauging | |
EP1804038A1 (en) | Method to determine the contents level of a first fluid in a container and to determine a presence of a second fluid below the first fluid and level measurement apparatus to execute said method | |
NZ198367A (en) | Liquid dispensing system:volume dispensed calculated as a continuous function of change in liquid level in a vessel of known dimensions | |
CN101297182A (en) | Level gauge | |
RU2299322C1 (en) | Method for oil and gas-condensate well production measurement in air-tight oil collection systems | |
CA2834451C (en) | Metering system and method for cryogenic liquids | |
CA1196802A (en) | Method and apparatus for measuring pressure, more particularly that of a fluid | |
CN102252730B (en) | Software tank liquid level measuring instrument and method | |
EP0486604B1 (en) | Leakage detection system | |
RU2179709C1 (en) | Device for precision measurement of liquid level in reservoir | |
RU2568981C2 (en) | Measuring tank | |
CN208383646U (en) | A kind of solution density on-line measuring device | |
CN201218094Y (en) | Crude oil floating barrel weighing and metering device | |
CN110439488B (en) | System and method for measuring flow of solid-liquid fluid in drilling manifold | |
RU182155U1 (en) | Tank filling control device | |
CN1094195C (en) | Liquid level, density and mass measuring instrument | |
RU2327118C2 (en) | Method of reservoirs calibration | |
RU2382723C1 (en) | Fuel-measuring electric-capacity system of airplane | |
RU2047108C1 (en) | Method and ultrasonic device to determine capacity and graduate tanks | |
RU17081U1 (en) | MERNIK SECOND DISCHARGE | |
CN111693118A (en) | Calibration method of top-mounted magnetic turn-over plate liquid level meter |