一种介质界面测量系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种介质界面测量系统及方法，属于工业控制技术领域。
【背景技术】
[0002]在工业控制领域中，同一容器内的上下两种密度不同的液体界面的测量对控制精度有较大的影响。现有的界面测量技术通常采用沉筒及浮球式界面计、电感式界面计等设备进行测量。
[0003]沉筒及浮球式界面计是一种根据密度差原理设计的机械式界面计，用于两种液体密度差较大的工况。但沉筒及浮球式界面计采用的是机械传动式测量技术，导致测量精度较低且故障率较高，并且无法对密度差较小或粘度较大、凝固点较高的介质进行测量，由于测量器件必需与所测介质直接接触，维护也比较困难。
[0004]电感式界面计是通过对不同介质电感数值变化测量界面。电感式界面测量技术存在的问题是对电感数值相差较大的条件，比如油水界面测量效果较好。但检测原件容易受污染、故障率较高、精度较低、测量范围较小。
【发明内容】
[0005]本发明为解决现有的介质界面测量技术存在的测量误差较大、测量精度较低、应用条件受到介质类型限制的问题，进而提出了一种介质界面测量系统及方法，具体包括如下的技术方案:
[0006]—种介质界面测量系统，用于检测一被测容器中不同介质间的界面，包括:界面测量设备和界面计算设备；
[0007]所述界面测量设备包括测量容器和称重装置；所述测量容器的第一位置与所述被测容器的第三位置相连通，所述测量容器的第二位置与所述被测容器的第四位置相连通，所述第一位置高于所述第二位置，所述第三位置及第四位置分别对应被测容器内的不同介质，所述称重装置用于检测所述测量容器的质量变化，以及将测得的质量变化信号转换成电信号并输出；
[0008]所述界面计算设备用于根据所述电信号计算获得所述被测容器中的介质界面位置。
[0009]在本发明所述的介质界面测量系统中，所述系统还包括第一流量控制装置和验证装置；所述第一流量控制装置用于将所述测量容器的第一位置或第二位置择一连通至所述被测容器或所述验证装置，所述验证装置用于在与所述测量容器连通后使所述测量容器中充满预定介质或恢复与所述被测容器相同的介质界面位置。
[0010]在本发明所述的介质界面测量系统中，所述界面计算设备包括计算模块和控制模块；所述计算模块用于根据所述电信号计算获得介质界面位置并输出；所述控制模块用于向所述第一流量控制装置发送用于控制所述第一流量控制装置开启所述测量容器的一端与所述被测容器之间或所述测量容器的该端与所述验证装置之间的连通的控制信号，并将接收的介质界面位置输出和/或显示。
[0011]在本发明所述的介质界面测量系统中，所述界面计算设备还包括密度计算模块；所述密度计算模块用于根据所述电信号以及所述测量容器的体积计算获得预定介质的密度。
[0012]在本发明所述的介质界面测量系统中，所述称重装置包括容器框架、传感器支架和称重传感器；所述称重传感器通过所述传感器支架设置在所述容器框架上，所述称重传感器用于采集所述测量容器的质量变化信号并输出。
[0013]在本发明所述的介质界面测量系统中，所述系统还包括温度测量装置；所述温度测量装置用于检测所述介质的温度。
[0014]在本发明所述的介质界面测量系统中，所述测量容器的第一位置和第二位置分别通过柔性金属管与所述被测容器的第三位置和第四位置相连通。
[0015]在本发明所述的介质界面测量系统中，在所述测量容器与所述被测容器相连通的两条管路上均设置有用于开启或关闭连通的第二流量控制装置。
[0016]—种介质界面测量方法，用于检测一被测容器中不同介质间的界面，包括:
[0017]将测量容器的第一位置与所述被测容器的第三位置相连通，将所述测量容器的第二位置与所述被测容器的第四位置相连通，所述第一位置高于所述第二位置，所述第三位置及第四位置分别对应被测容器内的不同介质；
[0018]检测所述测量容器的质量变化，以及将测得的质量变化信号转换成电信号并输出；
[0019]根据所述电信号计算获得所述被测容器中的介质界面位置。
[0020]在本发明所述的介质界面测量方法中，所述方法还包括:
[0021]关闭所述测量容器的第一位置或第二位置与所述被测容器的连通，将所述测量容器中充入预定量的与所述被测容器的该第一位置或第二位置连通的介质；
[0022]开启所述测量容器的该端与所述被测容器的连通，根据所述被测容器中的介质界面位置的变化值对所述介质界面位置的测量结果进行验证。
[0023]本发明的有益效果是:通过测量与被测容器中相连通的测量容器的质量变化，从而根据质量变化计算获得被测容器中的介质界面位置，不仅可以实现对介质界面的较高精度及较小误差的连续测量，还由于界面测量设备不与被测介质接触，从而可实现对多种介质界面及介质密度的测量。
【附图说明】
[0024]图1以示例的方式示出了介质界面测量系统的整体结构图。
[0025]图2以示例的方式示出了实施例一的介质界面测量系统的结构图。
[0026]图3以示例的方式示出了实施例二的介质界面测量系统的结构图。
[0027]图4以示例的方式示出了实施例二的界面测量设备的结构图。
【具体实施方式】
[0028]由于现有技术中的界面测量方法通常是采用将机械测量设备直接与被测量介质进行接触，不仅测量精度较低及准确性较差，并且只能对密度差较大或粘度较小的介质进行测量，而本发明一实施例提出的了一种测量设备，通过称重传感器在不与被测介质进行接触的情况下对一被测容器中不同介质间的界面进行测量，结合图1所示，该介质界面测量系统包括:界面测量设备I和界面计算设备2 ;
[0029]界面测量设备I包括测量容器11和称重装置12 ;测量容器11的第一位置与被测容器3的第三位置相连通，测量容器11的第二位置与被测容器3的第四位置相连通，该第一位置高于该第二位置，该第三位置及第四位置分别对应被测容器3内的不同介质，称重装置12用于检测测量容器11的质量变化，以及将测得的质量变化信号转换成电信号并输出；
[0030]界面计算设备2用于根据该电信号计算获得被测容器3中的介质界面位置31。
[0031]其中，界面计算设备2可采用微处理器、分布式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)或工控机(IPC)等设备。
[0032]在一可选实施例中，结合图1所示，界面测量设备I的第一位置通过一导管与被测容器3的第三位置相连通，该第三位置连通至该被测容器3中装有介质a的部分，界面测量设备I的第二位置通过一导管与被测容器3的第四位置相连通，该第四位置连通至该被测容器3中装有介质b的部分。其中，该第一位置可以设置在该测量容器11的上端面的任意位置，该第二位置可以设置在该测量容器11的下端面的任意位置。另外，该第一位置和该第二位置也可以设置在该测量容器11的侧壁上，此时该第一位置高于该第二位置。
[0033]在一可选实施例中，结合图2所示，所述系统还包括流量控制装置4和验证装置6 ;该流量控制装置4用于择一开启测量容器11的第一位置或第二位置与被测容器3之间或测量容器11的该端与验证装置6之间的连通，验证装置6用于在与测量容器11连通后使该测量容器11中充满预定介质或恢复与被测容器3相同的介质界面位置。
[0034]其中，流量控制装置4可采用手动控制的三通阀或者远程可控的三相或两相开关阀门，并可根据测量人员的手动操作或界面计算设备2发送的控制信号择一开启测量容器11的第一位置与被测容器3之间或测量容器11的该位置与验证装置6之间的连通。
[0035]验证装置6中可以为空，也可以装有介质a或介质b，例如:当流量控制装置4设置在测量容器11与被测容器3的第一位置之间的管路上时，验证装置6中装有的是介质a ;当流量控制装置4设置在测量容器11与被测容器3的第二位置之间的管路上时，验证装置6中装有的是介质b。
[0036]当开始验证该计算获得的介质界面位置31时，可通过手动操作或由界面计算设备2发送控制信号，以控制流量控制装置4关闭测量容器11的第一位置与被测容器3之间的连通并开启测量容器11的该端与验证装置6之间的连通。若验证装置6中装有介质b，则可通过辅助的栗抽送的方式使测量容器11中充入介质b，当验证装置6中充满介质b时，界面计算设备2计算出的介质界面位置值不再发生变化；若验证装置6中为空，则可使测量容器11中的介质b流入验证装置6中，从而使测量容器11中充入介质a，当验证装置6中充满介质a时，界面计算设备2计算出的介质界面位置值不再发生变化。然后再通过手动操作或由界面计算设备2发送控制信号，以控制流量控制