一种利用双压力传感器测量罐内液位的装置及方法与流程

本发明涉及微生物发酵技术领域，具体涉及一种发酵罐罐内液位的测量装置及方法。

背景技术：

不锈钢发酵罐属于压力容器，操作人员无法直观的观察罐内准确液位。目前主要的解决方案有焊接液位标尺，安装称重系统，安装液位探头。液位标尺观察不方便，计量误差大；称重系统不适合在大型发搅拌上使用；普通液位探头使用在发酵上会受到发酵泡沫的影响，且有死角不适合使用，卫生级的液位探头价格昂贵、维护复杂、普及性不高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提出一种使用压力差计算液位的装置和方法。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种利用双压力传感器测量发酵罐内液位的装置，其特征在于包括两个压力传感器和运算控制装置，其中一个压力传感器为发酵罐标配的压力传感器，其设置于发酵罐顶部，测量液面上部的压力值，另一个压力传感器设置于发酵罐底部，测量罐底的压力值，两个压力传感器均与运算控制装置连接。

优选地，所述运算控制装置包括相互连接的plc和模拟量采集模块，所述模拟量采集模块连接两个压力传感器。

一种利用双压力传感器测量发酵罐内液位的方法，其特征在于：

采集液位以上的压力值p1和罐底压力值p2，在空罐时，同一时间对p1和p2进行零点和标准点校正，计算出各自的校正原点x1、x2和斜率k1、k2，根据公式p1a＝k1*p1+x1，p2a＝k2*p2+x2，得出校正后的压力测量值p1a和p2a；计算液柱产生的压力p＝p2a-p1a，根据公式h＝p/(ρ*g)计算出液柱高度h，其中p为液柱压力,ρ为密度，g为重力。

如不知道液体密度，设定ρ＝1000，计算出液位h后对液位进行2点校正，得出液位原点xa和斜率ka，校正后的罐内液位ha＝ka*h+xa。

本发明解决了发酵罐液位计量的难点，结构简单，操作简便，用户只需在现有结构(如图1所示)基础上增加很少的费用即可实现一套符合发酵卫生级要求和精度要求的在线液位测量系统，并且维修保养相比传统卫生级液位测量系统更简单经济，极大的增加了在线液位检测在发酵罐领域普及的可行性。

附图说明

图1是现有技术结构示意图；

图2是本发明结构示意图。

具体实施方式

如图2，一种利用双压力传感器测量发酵罐内液位的装置，主要结构为两个压力传感器配套1个运算控制装置。其中一个压力传感器为全自动发酵罐本身标配的压力传感器，其设置于发酵罐顶部，测量液面上部的压力值。另一个压力传感器设置于发酵罐底部，通过标准接口与罐底部预留的接口连接，测量罐底部的压力值，两个压力传感器均与运算控制装置连接。

运算控制装置使用西门子s7-1200plc配13位精度模拟量采集模块sm1231。plc和模拟量采集模块相互连接，plc为控制核心，模拟量采集模块连接两个压力传感器，采集压力值数据传给plc。系统软件包含数据采集转换功能块，压力校正功能块，液位校正功能块，液位计算功能块。

本发明测量罐内液位的方法如下：系统采集液面以上的压力值p1，采集罐底部压力p2，在空罐时使用系统校正功能同时对p1和p2进行零点和标准点校正，要求p1和p2在同一瞬间进行校正，系统运算得出各自的校正原点x1、x2和斜率k1、k2，根据公式p1a＝k1*p1+x1，p2a＝k2*p2+x2得出校正后的压力测量值。系统运算得出液柱产生的压力p＝p2a-p1a，根据公式h＝p/(ρ*g)(p液柱压力,ρ密度，g重力，h液柱高度)系统计算出液柱高度h。如不知道液体密度，先设定ρ＝1000，计算出液位h后使用校正功能块对液位进行2点校正，得出液位原点xa和斜率ka，校正后的罐内液位ha＝ka*h+xa。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种利用双压力传感器测量发酵罐内液位的装置及方法，所述装置包括两个压力传感器和运算控制装置，其中一个压力传感器为发酵罐标配的压力传感器，其设置于发酵罐顶部，测量液面上部的压力值，另一个压力传感器设置于发酵罐底部，测量罐底部的压力值，两个压力传感器均与运算控制装置连接。本发明解决了发酵罐液位计量的难点，结构简单，操作简便，用户只需在现有结构基础上增加很少的费用即可实现一套符合发酵卫生级要求和精度要求的在线液位测量系统，并且维修保养相比传统卫生级液位测量系统更简单经济，极大的增加了在线液位检测在发酵罐领域普及的可行性。

技术研发人员：王泳胜;石磊;冯军;王守江
受保护的技术使用者：江苏丰泽生物工程设备制造有限公司
技术研发日：2019.06.26
技术公布日：2019.10.11