差压密度计装置的制作方法

本发明属于电子技术领域；涉及一种密度计装置。

背景技术：

在化工生产中经常需要测量液体的密度或者浓度，浓度可以通过密度计算获得。液体密度测量有振动式密度计、核辐射密度计、差压密度计。振动式密度计的测量范围受到限制，核辐射密度计对人体有伤害，现有差压密度计使用膜片感测压力信号并通过硅油传递压力信号，因此，精度低。综合上述可知，在非适用情况下，相应的液位计精度大大降低，甚至不能正常测量。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种实现方便、性能可靠且使用范围广的浓度测量装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种液体密度及浓度的测量方法，在待测定介质储罐（以下简称储罐）外设置两个容器，一个称主容器，另一个称辅助容器；储罐和主容器有通过管道、截止阀、自控阀、泵或者活塞机构连接的通路，储罐和主容器之间的通路用于从储罐向主容器输送液体；主容器的上部和辅助容器之间有一条由管道、溢流流量开关和压力变送器组成的通路，当由储罐向主容器输送液体且液位超过溢流时，液体由主容器流向辅助容器，同时液流流量开关动作，停止向主容器输送液体；主容器、辅助容器底部有一条共同通路用于液体返回储罐；主容器、辅助容器的顶部和储罐的上部有一通路，用于保证主容器、辅助容器和储罐的气相相通。

在主容器上装有一差压变送器和控制器，差压变送器的正压室与主容器的底部相连（传递液相压力），差压变送器的负压室与主容器的上部相连（传递气相压力），差压变送器的负压室的导压管和其下部的容器相连，该容器称作沉降罐，用于接受气相中的冷凝液体，保证负压室没有液体；主容器的底部还装有温度变送器，用于测量主容器内液体的温度。

所述控制器用于接受压力、温度和差压变送器的信号，计算出密度值，如果需要，根据密度和浓度对照关系，计算出浓度值；控制器接受密度计运行启动信号和流量开关的信号，发出信号控制自控阀、泵或者液压活塞机构完成密度测量和待测液体输送进来和已测液体输送回去，周期性更新密度测量值。

从主容器上部的溢流管到差压变送器的正压室之间的垂直距离是固定的，每次由储罐向主容器输送液体超过溢流且溢流开关动作时停止液体输送，高出溢流管道底部液体流向辅助容器结束后，主容器内剩余液体高度每次几乎一致，从而根据压差就可以计算出液体密度。

由于测量压差的变送器比双法兰远传差压变送器精度高得多，因此，密度测量精度比现有差压密度计高得多。

与现有技术相比，本发明有如下有益效果：本发明设置主、辅两个容器及程控系统，并且通过差压变送器周期性间歇测量密度，密度测量精度远高于现在使用双法兰远传差压变送器的差压密度计，因为双法兰远传差压变送器通过膜片感测压力信号且通过毛细管内硅油传递压力信号，测量精度低，而连接差压变送器的正负压室的导压管内是待测介质的液相和气相，因此，测量精度高。

附图说明

图1为本发明-实施例1的结构示意图。

图2为本发明-实施例2的结构示意图。

图3为本发明-实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

如图1所示，以密度测量为例，本实施例提供了一种用于测量密度的密度测量计，即差压密度计装置，该差压密度计装置利用液体产生的压差等于液体高度、密度和重力加速度的乘积的特点，通过将液体高度设定成定值来计算密度大小。

具体的说，该差压密度计装置包括主容器102、辅助容器103、沉降罐104、差压变送器105、控制器106、进液泵107、返液泵108、进液自控阀109、主容器返液自控阀110、辅助容器返液自控阀111、主容器气相取压阀112、主容器液相取压阀113、负压室进口阀114、沉降罐排液阀115、主容器气相压力变送器118、溢流流量开关119、主容器液位低位液位开关120、主容器温度变送器121组成。

图1中储罐101的储罐气相根部阀116、储罐液相根部阀117分别和差压密度计的气相和液相管道相连，差压密度计装置运行时，116和117处于常开状态。

控制器106启动运行前，所有自控阀处于关闭状态、泵处于停止状态，当控制器106启动运行开始时，自控阀109打开，泵107启动，由储罐101向主容器102输送液体，当达到溢流时，溢流开关119动作，控制器106收到该信号，停止泵107、关闭自控阀109；当主容器102内超过溢流管底部的液体都流到辅助容器103内后，溢流开关119断开，控制器106收到该信号后采集差压变送器105的差压信号；根据该差压信号，控制器106可以计算出液体密度；因为溢流管底部到差压变送器105正压室的垂直高度是常数，因此，根据差压值等于液体高度、液体密度和重力加速度的乘积，可计算出液体在温度变送器121下的密度；控制器105根据该密度和该温度可以计算出20℃时液体密度；根据密度和浓度对照表可以计算出该液体中溶质的浓度。

控制器106完成密度或者浓度计算后，启动泵108，打开自控阀110、111将主容器102和辅助容器103的液体输送回到储罐101；当液位开关120动作后，控制器106收到该信号，关闭自控阀110和111，同时停止泵108,；打开自控阀109，启动泵107，进行下一轮密度或者浓度测量过程。

控制器由模拟信号开关切换输入电路、数模转换、模数转换、模拟量输出+hart、开关量输入、开关量输出、微处理器、显示电路、启动、停止按钮等构成，以及输入信号的处理、程序编制已经属于现有技术，在此不再详述。

实施例2

如图2所示，以密度测量为例，本实施例提供了一种用于测量密度的密度测量计，即差压密度计装置，该差压密度计装置利用液体产生的压差等于液体高度、密度和重力加速度的乘积的特点，通过将液体高度设定成定值来计算密度大小。

具体的说，该密度测量计包括主容器202、辅助容器203、沉降罐204、差压变送器205、控制器206、液压缸207、活塞208、自动液压执行机构209、主容器进液返液自控阀210、辅助容器返液自控阀211、进液返液自控阀212、主容器气相取压阀213、主容器液相取压阀214、负压室进口阀215、沉降罐排液阀216、主容器气相压力变送器219、溢流流量开关220、主容器温度变送器221、主容器液位低位液位开关222组成。

图2中储罐201的储罐气相根部阀217、储罐液相根部阀218分别和密度测量计的气相和液相管道相连，差压密度计运行时，218和219处于常开状态。

控制器206启动运行前，所有自控阀处于关闭状态、泵处于停止状态；当控制器206启动时，自控阀212打开，执行机构209向左移动，带动活塞208从右端开始向左端移动，吸进液体，到达左端限位开关动作，停止向左移动；然后，自控阀212关闭、自控阀210打开，执行机构209向右移动将液体推入主容器202内，超过溢流管底部的液体流向辅助容器203。

当溢流开关断开后，控制器206采集差压变送器205的信号，根据该差压信号控制器206可以计算出液体密度，因为溢流管底部到差压变送器205正压室的垂直高度是常数，因此，根据差压值等于液体高度、液体密度和重力加速度的乘积，可计算出液体在温度变送器221下的密度；控制器205根据该密度和该温度可以计算出20℃时液体密度，根据密度和浓度对照表可以计算出该液体中溶质的浓度。

控制器206完成密度或者浓度计算后，打开自控阀210、211，执行机构209向左移动将主容器202和辅助容器203的液体吸回到液压缸207，液位开关222动作，控制器106关闭自控阀210和211，同时打开自控阀212，执行机构209向右移动，将液体推回储罐201，然后，执行机构209向左移动，吸进液体，进行下一轮密度或者浓度测量过程。

控制器由模拟信号开关切换输入电路、数模转换、模数转换、模拟量输出+hart、开关量输入、开关量输出、微处理器、显示电路、启动、停止按钮等构成，以及输入信号的处理、程序编制已经属于现有技术，在此不再详述。

实施例3

如图3所示，以密度测量为例，本实施例提供了一种用于测量密度的密度测量计，即差压密度计装置，该差压密度计装置利用液体产生的压差等于液体高度、密度和重力加速度的乘积的特点，通过将液体高度设定成定值来计算密度大小。

具体的说，该差压密度计装置包括主容器302、辅助容器303、沉降罐304、差压变送器305、控制器306、进液泵307、返液泵308、进液自控阀309、主容器返液自控阀310、辅助容器返液自控阀311、主容器气相取压阀312、主容器液相取压阀313、负压室进口阀314、沉降罐排液阀315、主容器气相压力变送器318、溢流流量开关319、辅助容器液位低位液位开关320、主容器温度变送器321、主容器内隔板组成。

图3中储罐301的储罐气相根部阀316、储罐液相根部阀317和322分别和差压密度计装置的气相和液相管道相连，差压密度计装置运行时，316、317和322处于常开状态。

控制器306启动运行前，所有自控阀处于关闭状态、泵处于停止状态，当控制器306启动运行开始时，自控阀309打开，泵307启动，由储罐301向主容器302输送液体，当达到溢流时，溢流开关319动作，辅助容器303内进入液体，液位开关320闭合，控制器306收到该信号，启动泵308、打开自控阀311向液体储罐301输送液体；当辅助容器内没有液体时，液位开关320断开，泵308会自动停止，当液位开关320再闭合后，泵308会延迟一定时间后自动启动，如此循环；只要主容器和辅助容器之间的溢流开关闭合，控制器306就可以连续读取差压变送器305的信号，根据该差压信号，控制器306可以计算出液体密度；因为溢流管底部到差压变送器305正压室的垂直高度是常数，因此，根据差压值等于液体高度、液体密度和重力加速度的乘积，可计算出液体在温度变送器321下的密度；控制器305根据该密度和该温度可以计算出20℃时液体密度；根据密度和浓度对照表可以计算出该液体中溶质的浓度；主容器302内挡板323的作用是防止进入主容器内液体的动能对差压变送器305的测量产生干扰；定期打开自控阀310，将主容器底部的沉积液体输送回液体储罐301。

控制器由模拟信号开关切换输入电路、数模转换、模数转换、模拟量输出+hart、开关量输入、开关量输出、微处理器、显示电路、启动、停止按钮等构成，以及输入信号的处理、程序编制已经属于现有技术，在此不再详述。