一种单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法及装置与流程

本申请属于浓缩器技术领域，尤其是涉及一种单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法。

背景技术：

现有技术中，浓缩液搅拌液罐中设有旋转桨，当需要使用液位计测量罐内液位时，由于旋转桨的转动，液面有波动，而且旋转桨本身也影响多种传感器的感应，容易产生错误信号。以以下液位计为例：

1)超声波液位计：刮板浓缩罐是负压进行浓缩的，不能用超声波液位计，因此无法在浓缩液搅拌液罐中使用；

2)液位开关：如音叉液位开关，电容式液位开关等，因为刮板浓缩罐是有夹套的，且旋转桨和罐壁极其接近，罐体不能开孔，唯一能开孔的地方在底部，因此无法在浓缩液搅拌液罐中使用；

3)磁浮球液位计：刮板浓缩罐在浓缩药液时，因为有旋转桨，而且旋转桨极其贴近罐壁，因此无法在浓缩液搅拌液罐中使用；

4)差压式液位计：由于刮板浓缩时，药液的密度在不断变化，无法确定密度，而差压式液位计是根据压力，密度，无法折算出体积，因此无法在浓缩液搅拌液罐中使用；

5)u型旁通液位计：从底部开孔，做一个u型旁通罐，如磁翻板液位计等，因为刮板浓缩罐的罐壁不能开孔，只能从底部开孔，安装、清洁和验证是个问题；

6)射线液位计：射线本身会危害人体健康，不适用与普通区，且价格昂贵，因此无法在浓缩液搅拌液罐中使用。

7)雷达液位计：关键在于刮板旋转桨停靠的位置，如果刮板旋转桨正好停靠在雷达液位计正下方，会导致刮板旋转桨读取错误信号。由于旋转桨此时是静止的，若旋转桨停靠在雷达液位计开关正下方，雷达液位计无法识别该信号是旋转桨还是液位，也不能通过屏蔽来实现，如果屏蔽将会导致雷达液位计输出错误信号。如果解决刮板旋转桨的位置或者排除这个因素，就能适用该方案。

8)错开角度安装两个雷达液位计：采用错开旋转桨两叶片角度安装两个雷达液位计，当雷达覆盖面刚好到覆盖旋转桨，可以选择液位低的，不过需要另外开孔，且成本贵一倍。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中难以用单个液位计测量搅拌状态下的液罐内液体体积的问题，从而提供了一种单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，包括以下步骤：

步骤一，在罐体的顶部设置一个雷达液位计，所述雷达液位计的测角为α，所述雷达液位计与所述罐体轴线的横向距离为x，与所述罐体的底面的垂直距离为h；

步骤二，使用雷达液位计测量所述罐体内液面距离，并判断液面是否低于搅拌桨的叶片高度，若测得的信号中含有固定周期出现的非连续的信号，则判断液面已经低于搅拌桨的叶片高度，该信号为搅拌桨的叶片反射的信号，并将该信号从记录中剔除；

步骤三，筛选出雷达液位计测得的一个液位最高点的信号和一个液位最低点的信号，记录测得与液位最低点的距离为l1、与液位最高点的距离为l2；

步骤四，以罐体轴线以及雷达液位计所在的纵截面为平面建立坐标系，以罐体轴线为y轴，通过测得的l1、l2的数据，拟合液面表面的纵截面的抛物线解析式，计算罐体内液体的体积v。

优选地，本发明的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，步骤四中，采用积分计算罐体内液体的体积v。

优选地，本发明的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，步骤四中，先采用积分计算罐体内液体的纵截面面积s，再计算体积v。

优选地，本发明的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，在步骤一中，雷达液位计设置的位置与所述罐体的侧壁有一定的距离，以使所述罐体的侧壁不会被感应到。

优选地，本发明的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，步骤二中，在搅拌桨持续匀速转动，并在罐体暂停排放时进行液面距离的测量。

优选地，本发明的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，在步骤四中，若l1＝l2，则判断液面为平面，直接计算液体体积v。

一种单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的装置，包括：

罐体，为回转体形状；

搅拌桨，设置在所述罐体的轴线位置；

雷达液位计，设置在所述罐体的顶部。

本发明的有益效果是：液位计能够排除掉搅拌桨搅拌时的干扰，并通过筛选出雷达液位计测得的一个液位最高点的信号和一个液位最低点的信号，记录测得与液位最高点的距离与液位最低点的距离，拟合出液面表面的纵截面的抛物线解析式，计算罐体内液体的体积。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。

图1是本申请实施例的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的装置结构示意图；

图2是本申请实施例中搅拌桨位于液面之下时的雷达液位计测量数值坐标系示意图；

图3是本申请实施例中搅拌桨位于液面之上时的雷达液位计测量数值示意图；

图4是本申请实施例的液面水平时的状态下雷达液位计测量数值示意图。

图中的附图标记为：

罐体1；

搅拌桨2；

雷达液位计3。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。

实施例

本实施例提供一种单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的装置，如图1所示，包括：

罐体1，为回转体形状；

搅拌桨2，设置在所述罐体1的轴线位置；

雷达液位计3，设置在所述罐体1的顶部。

当搅拌桨2稳定转动时，内部浓缩液的液面成抛物面(纵截面是抛物线)。

本实施例提供一种单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，包括以下步骤：

步骤一，在罐体1的顶部设置一个雷达液位计3，所述雷达液位计3的测角为α，所述雷达液位计3与所述罐体1轴线的横向距离为x，与所述罐体1的底面的垂直距离为h；

步骤二，使用雷达液位计3测量所述罐体1内液面距离，并判断液面是否低于搅拌桨的叶片高度，若测得的信号中含有固定周期出现的非连续的信号，则判断液面已经低于搅拌桨的叶片高度，该信号为搅拌桨的叶片反射的信号，并将该信号从记录中剔除；

步骤三，筛选出雷达液位计3测得的一个液位最高点的信号和一个液位最低点的信号，记录测得与液位最低点的距离为l1、与液位最高点的距离为l2；

步骤四，以罐体1轴线以及雷达液位计3所在的纵截面为平面建立坐标系，以罐体1轴线为y轴，通过测得的l1、l2的数据，拟合液面表面的纵截面的抛物线解析式，计算罐体1内液体的体积v。

设抛物线解析式，由于抛物线对称轴为y轴，所以b＝0。

如图2所示，雷达液位计3与液位最低点m的距离为l1、与液位最高点n的距离为l2，根据所述雷达液位计3的测角为α，可得m、n点的坐标代入y＝ax²+bx+c可得出常数a、c的值，即得出液面表面的纵截面的抛物线解析式，然后利用解析几何的方法计算罐体1内液体的体积v。

如图3所示，当液面刚好低于搅拌桨2时，液体仍然转动，液面仍然为抛物面形状，搅拌桨位于液面之上时的雷达液位计测量到m、n点仍然符合抛物线的形状，所以也可以代入y＝ax²+bx+c得出液面表面的纵截面的抛物线解析式。

如图4所示，当液面不再转动，形成水平面，雷达液位计测量到m、n点距离相同，则判断液面为平面，直接计算液体体积v。

优选地，本实施例的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，步骤四中，采用积分计算罐体1内液体的体积v。

优选地，本实施例的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，步骤四中，先采用积分计算罐体1内液体的纵截面面积s，再计算体积v。

优选地，本实施例的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，在步骤一中，雷达液位计3设置的位置与所述罐体1的侧壁有一定的距离，以使所述罐体1的侧壁不会被感应到。

优选地，本实施例的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，

步骤二中，在搅拌桨2持续匀速转动，并在罐体1暂停排放时进行液面距离的测量。暂停浓缩液的排放可以避免液面变化，使液面纵截面的曲线拟合产生困难。

优选地，本实施例的单液位计测量搅拌液罐浓缩液体积的方法，在步骤四中，若l1＝l2，则判断液面为平面，直接计算液体体积v。

本实施例中，采用雷达液位计有如下优势：

①液位计直接安装在罐体顶部安装，不用额外开孔；

②液位计为非接触式，不与药液接触，减少化学腐蚀；

③不受负压、水蒸气、温度的影响；

④能连续监测液位体积的变化；

⑤精度高，静态能达到±2mm；

⑥覆盖角度小，能避开很多障碍物。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。