一种非接触式储罐容积快速标定方法及装置与流程

本发明涉及储罐容积标定，具体涉及一种非接触式储罐容积快速标定方法及装置。

背景技术：

1、在石油化工行业需要用到各种储罐对石油化工产品进行储藏及计量，其中用于存储或运输液体产品的储罐包括立式罐、卧式罐、铁路罐车、汽车油罐车、水泥罐或其它类似的移动、地上、埋地或半埋地罐。为了公平开展贸易结算或精准进行过程控制，储罐内的液体必须进行精确计量，因此储罐既作为盛装器具，也作为计量器具(配备液位计及相关仪器)，能够实现液体用量计量，计量用量是通过查询储罐的罐容表来实现的，罐容表包括一定间隔的液位高度和所对应的液体容量，需要对储罐进行容量标定后才能获知罐容表。容量标定主要参照jjg 168-2018《立式金属罐容量》、jjg 266-2018《卧式金属罐容量》、jjg140-2018《铁路罐车容积》、jjg 133-2016《汽车油罐车容量》、jjg 302-1983《水泥罐容积》、jjg 647-1990《罐和桶》等计量检定规程进行。对于100立方以下的储罐，传统方式一般为容量比较法，即使用较高准确度的标准金属量器作为标准器具，直接与被标定的储罐容积进行比较，从而得到储罐罐容表。

2、不足之处：

3、1、传统方式被测储罐内的液位高度和液温分别是通过安装在其内部的液位传感器和温度传感器进行测量的，这种接触式测量拆装传感器的过程耗时耗力，且可能对罐体本身产生影响。

4、2、传统方式用到的标准金属量器，其容积是确定的，不可以改变容积规格，因此为了满足更多标定增量规格要求，只能增加标准器台数，装置结构复杂性和硬件成本增加；标准金属量器每次称量时均需调节液位游标并测量液温后才能获知实际容积，操作相对复杂易出错；标定过程中启动外部水源、注水、关闭水泵、测量容积、排水、测量液高等操作均要依次进行，因此标定速度慢，工作效率较低。

5、3、传统方式被测储罐内由于液位晃动原因，不能确保每次读出的液位均为真实，需要操作人员凭经验进行甄别，容易人为出错。

技术实现思路

1、为了克服上述容量比较法标定的不足之处，设计了一种非接触式储罐容积快速标定方法及装置，通过非接触式液位传感器及温度传感器设计、标准器多测量点设计、盛装容器溢流口自动调平液位设计、水量分配器设计等实现容积标定硬件功能；通过多规格增量组合快速标定方法设计、储罐液位自动读取方法设计实现装置快速、可靠测量功能。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

3、一种非接触式储罐容积快速标定方法，包括：

4、s1、标定前准备，连接好各部件，放置在待标定的储罐附近；

5、s2、标定，确定第i个标定目标质量增量值mi，及其第j次注入值mj；调好进水流量，进行注水、调平，将单次mj水量排入储罐内，重复n次完成目标质量增量mi。重复标定，直至完成所有k个标定试验；

6、s3、故障模式，在本装置在侧壁设计强制溢流孔，待水量达到此位置时，开启故障状态下的强制溢流，水流从强制溢流管直接排出至旁路容器，以防止盛装容器满水造成的水量溢出。

7、作为优选，所述s1具体操作为包括连接好各部件，将本装置放置在待标定的储罐附近，先保持各阀门为关闭状态，将下水管放置在储罐测量口内，液位传感器与温度传感器位于储罐测量口正上方，对准罐内液位方向，打开进水阀。

8、作为优选，所述s2具体包括：

9、s21、确定第i个标定目标质量增量值mi(i＝1、2、…k)；

10、s22、确定本目标质量增量值mi的第j次注入值mj(j＝1、2、…n)；通过流量调节阀调好进水流量，然后向目标盛装容器进行注水操作。

11、s23、待注水操作完成，可进行s24调平及排水操作；同时，如果仍未达到本次标定目标质量增量值mi，则可重复s22及s23；

12、s24、调平及排水操作，将单次mj水量排入储罐内，重复n次s22-s24，直至本标定目标质量增量mi的水已全部排入储罐内，标定质量增量值

13、s25、等待10秒左右，待储罐内液位稳定后记录液位高度hi，记录此时液温ti，而温度t对应的水密度值ρi，可知温度ti状态下，储罐液位高度hi所对应的水容积增量值vi为mi/ρi。

14、s26、重复s21-s25，直至完成所有k个标定试验，全部标定水量总质量为

15、作为优选，所述s3具体包括：在盛装容器1.05h处侧壁设计强制溢流孔，待水量达到此位置时，开启故障状态下的强制溢流，水流从强制溢流管、旁路容器导流管排出至旁路容器，以防止盛装容器满水造成的水量溢出，此时应查明故障原因，排除故障后继续进行标定。

16、作为优选，所述s24的具体操作为：当前盛装容器注水量超过本目标质量增量值mi第j次注入值mj时，当前盛装容器内多余水量经溢流管流入旁路容器，待溢流管无水量流出时，该测量点液位已调平，则关闭相关液位溢流阀，该电子秤记录此时水重量mj，将水排入至储罐内。

17、一种非接触式储罐容积快速标定装置，包括电子秤，所述电子秤上方分别牢固摆放盛装容器，所述旁路容器上端面低于盛装容器上边沿，所述盛装容器及旁路容器上方设计水量分配器，用于接收来外部水源的水量及分配进入盛装容器和旁路容器。

18、作为优选，所述盛装容器满量程高度为h，设盛装容器竖直高度为h1，h1>1.1h，在1.05h位置侧壁处设强制溢流孔，盛装容器通过强制溢流管连接至旁路容器；在h、0.7h、0.4h、0.1h四个设定位置(也即四个电子秤的测量点)侧壁处分别设计液位溢流孔，液位溢流孔通过液位溢流管连接至旁路容器，液位溢流管上分别设有液位溢流阀f1-10、f2-10、f1-7、f2-7、f1-4、f2-4、f1-1、f2-1。各溢流管一端与相应盛装容器侧壁成小于90°的角度，另一端通过旁路容器的导流管到达旁路容器内，但与导流管壁不接触。

19、作为优选，所述盛装容器内底部靠近边缘处设计排水孔，排水孔连接排水管，排水管上设有排水阀，排水管伸入储罐内部。

20、作为优选，所述旁路容器为长方体形金属容器，其两侧与盛装容器溢流管对应位置分别设计五个导流管，各导流管与相应旁路容器侧壁成小于90°的角度，用于接收来盛装容器各溢流管的水量。旁路容器底部通过管线连接至外部水源，管线上设计排水阀。

21、作为优选，所述水量分配器由进水管、进水阀、流量调节阀、喷嘴、分流器等组成。

22、作为优选，所述喷嘴设为楔形，上端为入水口，连接入水管，上端轴向与旋转电机相连；喷嘴下方的分流器设为倒“山”字状金属容器，分流器由四周的侧壁及内部的二块分隔板组成，形成了三部分独立空间，两侧壁上边沿设计挡水板，与侧壁成一定角度，三个独立空间底部左、右两路出口分别导入盛装容器，中路出口导入旁路容器。

23、作为优选，所述液位传感器和温度传感器设于储罐测量口外部正上方，对准罐内液位方向。

24、本发明的优点是：

25、1、装置采用超声波原理液位传感器及红外原理温度传感器，对储罐内液位及液温进行非接触测量，省去了在拆装罐内传感器的麻烦，最大限度减少对罐体本身产生影响；其中液位传感器采用自动判断所测液位值是否符合要求的方法，实现了液位自动读取，减少了人为出错的可能性。

26、2、装置使用多测量点的电子秤做为标准器，代替传统的标准金属量器，使得标准器能够满足更多标定增量规格要求；标准值不受当前温度影响，不用每次操作均要进行温度测量和修正；盛装容器液位溢流方式的设计，使得液位不需专门精确调整，节约了液位调平时间。

27、3、通过水量分配器的设计可以很好利用注水和排水时机，使注水和排水操作同步交替进行，进一步提高了装置工作效率。