专利名称：液态环境不同介质界面测定的新方法
技术领域：
本发明涉及一种测量两种液体界面的新方法，可以用于石油或石化行业储油罐体内两种液体界面的检测。
背景技术：
有很多场所需要测量两种液态物质之间的界面，尤其是石油或化工行业，石油产品的储罐内储存的液体，一般都含有水，如果不知道两种液体的界面，就无法计算出每种液体的含量，有时也往往需要知道与液体有关的其它相关参数。目前使用的方法过于落后，不科学。其常用的方法是，通过罐体底部的阀门放水，待出油时关掉阀门，再测出油的深度，即可计算出油的总重量，油排出罐外很不安全，容易造成火灾。还有通过在罐壁连通容器并在容器内用内置浮球测量液体界面的方法，不同比重的液体需要使用不同比重的浮球，而浮球的制造工艺很复杂，增加了使用成本。这些都是使用机械装置的测量方法，难以操作，难以实现，故障率高，测量的结果不精确，无法测量液体的其它参数。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种液态环境不同介质界面测定的新方法，该方法使用了一种全新的测量技术，克服了以往测量方法不易操作、不易实现、测量结果不精确的各种缺陷，该方法不仅可以测量两种液体之间的界面，还可以测量储罐内液体的密度、液位、温度以及两种液体之间的界面多项参数，该方法使用的仪器先进，将计算机引入其液体界面的测试过程，便于监控、观察和操作，计算机将计算结果显示或打印输出，非常直观，该方法非常容易实现，其测试结果精度高。
本发明提供这样的技术方案一种液态环境不同介质界面测定的新方法，所述界面测定方法依下述步骤进行，将三组压力传感器依上下方向按照一定的间距固定在带有长固定杆的测量装置上，参考常规罐体的高度和界面的高度，将测量装置下端伸入液体中，将下部两个压力传感器进入液体界面的上下范围内，将三个压力传感器测出的压力模拟信号传入AD模数转换电路，AD模数转换电路将模拟信号转换成数字信号后传入CPU单片机，CPU单片机将处理结果传入计算机，由计算机按照一定的计算方法计算出结果后显示或打印输出。
所述单片机将处理结果经过远传激励远距离传输给计算机。
本发明的优点在于由于使用了多个压力传感器以及AD模数转换电路，AD模数转换电路将压力传感器的模拟信号转换成数字信号，输入给单片机，单片机将其数据处理后传输出给计算机，计算机可以根据一定的计算方法计算出两种液体之间的界面，电路结构中远传激励的使用保证了测量仪与计算机的远距离通讯方案，在使用时，根据常规的液体界面高度范围，将安装有传感器的铝管伸入界面范围内，即可测出需要的各种数据，计算机最后可以显示或打印输出各种结果。这种测量方法简单可靠，容易实现，测量精度高，克服了以往测量方法的缺陷。
以下结合
本发明的具体测量过程。
图1是本发明使用测量仪的结构示意图。
图2是本发明测量仪位于罐体内使用时的示意图。
图3是本发明的电路原理框图。
图4是本发明电源电路的原理框图。
图5是本发明的电路原理图。
具体实施例方式
一种液态环境不同介质界面测定的新方法，所述界面测定方法依下述步骤进行，将三组压力传感器依上下方向按照一定的间距固定在带有长固定杆的测量装置上，如图1、图2所示，参考常规罐体的高度和界面的高度，如图2所示，将测量装置下端伸入液体中，将下部两个压力传感器进入液体界面的上下范围内，如图3、图4、图5所示，将三个压力传感器测出的压力模拟信号传入AD模数转换电路，AD模数转换电路将模拟信号转换成数字信号后传入CPU单片机，CPU单片机将处理结果经过远传激励远距离传输给计算机，由计算机按照一定的计算方法计算出结果后显示或打印输出。
如图1、图2所示，该方法所使用的测量装置由铝管1、固定杆6、三个压力传感器2、3、5以及温度传感器4组成，温度传感器4可以直接测试出液体的温度。其测量装置的主体10是一个有一定长度的铝管1，铝管1上部连接有固定杆6，铝管1上沿上下方向按一定距离安装有三个压力传感器2、3、5，传感器固定在铝管1的侧壁上，温度传感器4安装在铝管1内。
如图3、图4、图5所示，该方法所使用测量装置的电路由压力传感器部分、温度传感器部分、AD模数转换电路部分、CPU单片机、远传激励以及电源部分组成，压力传感器部分由第一压力传感器、第二压力传感器以及第三压力传感器组成，三个压力传感器分别通过电连接器J1连接AD模数转换芯片U1的信号输入端AIN1-AIN6，温度传感器的输出信号直接连接CPU单片机的输入端P17，AD模数转换芯片U1的信号输出端连接CPU单片机U3的信号输入端P10-P13，CPU单片机U3的两条通讯线RXD、TXD分别通过两组远传激励U4A、U4B、U4C连接用以与计算机通讯的通讯接口J12，电源部分的直流输出端连接芯片的直流工作电源端。
CPU单片机U3的型号可以是89C51，AD模数转换芯片的型号可以是AD7708，压力传感器可以是扩散硅压力传感器，也可以是电容式传感器。
以下结合
其计算机处理和计算结果的过程。
如图1、图2所示，第一压力传感器2、第二压力传感器3、第三压力传感器5对应的压力值分别假设为Fa、Fb、Fc，第一压力传感器2与第二压力传感器3之间的距离假设为ΔHab，第二压力传感器3与第三压力传感器5之间的距离假设为ΔHbc，在通常情况下，常规罐体8的油9、水12界面高度在2000mm左右，我们将测量仪制作成ΔHab＝400mm，ΔHbc＝1000mm，固定杆的长度按罐体通常的高度制作，以保证测量仪10深入液体界面范围安装，安装时，让界面介与BC之间。第一步可以求出液面的高度。
根据三个压力传感器2、3、5的测试结果，可以得知三点的实测压力值分别为Fa、Fb、Fc，可以求出Δfab＝Fb-Fa，Δfbc＝Fc-Fb，由于F＝ρgh，所以Δfab/fb＝ΔHab/(H液面-Hb)＝400/(H液面-Hb)，Hb的高度可以根据仪器的安装位置确定得知，公式中Δfab、fb、Hb均为已知量，从而可以求出H液面的数据。
第二步可以求出液体的密度。根据公式F＝ρgh，很容易求得液体的密度ρ的数据。
第三步可以求出液体的界面。
由压力传感器的测试结果，可以直接求出实测的压力值Δfbe实测，根据公式F＝ρgh，可以求出压力计算值Δfbc计算，H界面C是界面离C点的距离，H安装是测量仪安装时第三压力传感器5距离罐底的高度，是已知数，根据以下公式可以直接求出H界面的高度
(Δfbc实测/Δfbc计算)x(ΔHbc)＝H界面C+H安装＝H界面由此测试出结果H液面、H界面C以及液体的密度ρ等参数，这些计算方法由测量仪器10将传感器测量的压力数据处理后，直接传输给计算机完成，其测试方法极易实现，该测量仪不限于石油产品的界面测量，还可以用于其他液态化学产品的液面测试。
基于本发明的设计构思，该发明所使用测量仪器的机械安装方式和电路结构不限于本发明公开的范围，凡是将三个压力传感器按一定距离上下安装与计算机通讯来测试液体界面和相关参数的方法，均在本发明的保护范围之内，直接将传感器安装在罐体上的测量方式也属于本实用新型的保护方案。
权利要求
1.一种液态环境不同介质界面测定的新方法，其特征在于所述界面测定方法依下述步骤进行，将三组压力传感器依上下方向按照一定的间距固定在带有长固定杆的测量装置上，参考常规罐体的高度和界面的高度，将测量装置下端伸入液体中，将下部两个压力传感器进入液体界面的上下范围内，将三个压力传感器测出的压力模拟信号传入AD模数转换电路，AD模数转换电路将模拟信号转换成数字信号后传入CPU单片机，CPU单片机将处理结果传入计算机，由计算机按照一定的计算方法计算出结果后显示或打印输出。
2.如权利要求1所述的液态环境不同介质界面测定的新方法，其特征在于所述单片机将处理结果经过远传激励远距离传输给计算机。
3.如权利要求1所述的液态环境不同介质界面测定的新方法，其特征在于所述界面是原油同水的界面。
4.如权利要求1所述的液态环境不同介质界面测定的新方法，其特征在于所述界面是两种化学制剂的界面。
全文摘要
一种液态环境不同介质界面测定的新方法，涉及一种测量两种液体界面的方法，可以用于石油或石化行业储油罐体内两种液体界面的检测。该方法是将三组压力传感器依上下方向按照一定的间距固定在带有长固定杆的测量装置上，将测量装置下端伸入液体中，使下部两个压力传感器进入液体界面的上下范围内，将传感器测出的压力模拟信号传入AD模数转换电路换成数字信号后传入CPU单片机，最后将处理结果经远传激励远距离输入给计算机显示或打印输出。克服了以往测量方法不易操作、不易实现、测量结果不精确的各种缺陷，还可以测量液体的密度、液位、温度等多项参数，仪器先进，便于监控、观察和操作，其测试结果精度高。可以广泛应用在两种液体界面的检测领域。
文档编号G01F23/14GK1493878SQ0315753
公开日2004年5月5日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者王广涛 申请人:王广涛