一种介质界面测量系统的制作方法_2

文档序号:9185829阅读:来源:国知局
的介质界面位置31进行比较,若相同,则表示界面计算设备2之前计算获得的介质界面位置31准确。
[0028]可选的,本实施例中的测量容器11的体积远小于被测容器3的体积,即从测量容器11流入被测容器3中的介质量或从被测容器3进入测量容器11中的介质量与被测容器中的介质量相比可忽略不计,因此该验证介质界面位置的过程不会引起被测容器3中的介质界面位置的变化。
[0029]上述实施例中的采用的是通过将流量控制装置4设置在测量容器11的第一位置与被测容器3的第四位置之间的管路上验证介质界面位置的测量结果的技术方案,但该实施例仅是验证介质界面位置的测量结果的一种举例,本领域技术人员能够理解在基于相同的构思下,例如将流量控制装置4设置在测量容器11的第一位置与被测容器3的第二位置之间的管路上等方式也属于本实施例提出的介质界面测量系统的保护范围。同理,也可以两端都设有流量控制装置。
[0030]在一可选实施例中,结合图2所示,所述系统还包括温度测量装置7 ;该温度测量装置7用于检测预定介质的温度。由于温度的变化会引起介质密度的变化,进而引起测量容器11中的介质质量的变化,因此通过温度测量装置7的检测结果可以确定在恒温的条件下完成对介质界面的测量,从而进一步提高测量结果的准确性。
[0031]在一可选实施例中,界面计算设备2还包括密度计算模块;该密度计算模块用于根据该电信号以及测量容器11的体积计算获得预定介质的密度。例如,当测量容器11中全部充满介质a或介质b时,可由称重装置12测得的介质质量除以测量容器11的体积,分别得出介质a或介质b的密度。根据本实施例所述的系统,当测量容器11的容积V已知且测量容器11的内部全部被介质a或介质b充满时,可以用于测量介质的密度。
[0032]在一可选实施例中,结合图3所示,界面计算设备2可以包括计算模块21和控制模块22 ;计算模块21用于根据质量变化信号转换成的电信号计算获得介质界面位置的数值并输出;控制模块22用于向流量控制装置4发送用于控制流量控制装置4择一开启测量容器11的一端与被测容器3之间或测量容器11的该端与验证装置6之间的连通的控制信号并将接收的介质界面位置的数值输出和/或显示。
[0033]其中,计算模块21、控制模块22和密度计算模块均可采用PLC、DCS或IPC中的任意一种。计算模块21用于通过预定的公式计算获得介质界面位置。控制模块22可将计算模块21计算获得的介质界面位置的数值通过预定的显示设备进行显示或者输出到预定的上位计算机,以实现介质界面位置的远程监视和控制。
[0034]在一可选实施例中,结合图4所示,称重装置12包括称重传感器121、容器框架122、传感器支架123 ;称重传感器121通过传感器支架123设置在容器框架122上,称重传感器121用于采集测量容器11的质量变化信号并输出。
[0035]其中,容器框架122能够使测量容器11保持稳定,而传感器支架123通过固定设置在容器框架122上也能够使称重传感器121保持稳定,从而能够较精确的测量介质a和介质b之间的介质界面位置的变化,以满足工业控制过程的测量要求。称重传感器可采用电阻式称重传感器,该传感器的两个悬臂梁分别与测量容器11的一端连接并承载测量容器11,当测量容器11的质量发生变化时,悬臂梁将质量变化产生的力矩传递给传感器中的计算模块,通过计算模块的计算从而获得相应的质量变化信号。
[0036]在一可选实施例中,在称重装置12上还可设置有高度可调的支架,该支架用于解决因介质界面位置较高或变化较大导致测量容器11中被一种介质充满而无法测量的问题。
[0037]在一可选实施例中,测量容器11的第一位置和第二位置分别通过柔性金属管与被测容器3的第三位置和第四位置相连通。该柔性金属管可采用奥氏体不锈钢的材质,具有较好的耐温性和耐蚀性,可用于保护界面测量设备I和界面计算设备2之间的介质传输管路。
[0038]在一可选实施例中,结合图2所示,在测量容器11与被测容器3相连通的两条介质传输管路上分别设置有用于开启或关闭连通的流量控制装置51和流量控制装置52。该流量控制装置51和流量控制装置52均可采用手动阀门,测量人员可在将测量容器11与被测容器3连通之前将两个手动阀门关闭。待测量容器11与被测容器3通过导管连通后,再开启两个手动阀门。而当该次界面测量过程结束后,先将两个手动阀门关闭,再将测量容器11与被测容器3之间的导管断开。从而在整个界面测量过程中防止介质流出到测量容器11或被测容器3的外部。
[0039]下面通过具体的实施例对本实用新型所述的介质界面测量系统进行详细说明:
[0040]实施例一
[0041]结合图2所示,第一导管的第一端连通被测容器3的第一位置,第一导管的第二端通过流量控制装置51连通测量容器11,第二导管的第一端连通被测容器3的第二位置,第二导管的第二端通过流量控制装置52和流量控制装置4连通测量容器11。该流量控制装置4用于择一开启测量容器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。其中,验证装置6可以是空的或装有介质b的容器,也可以是传输介质b的管路。
[0042]其中,流量控制装置51和流量控制装置52均可采用手动阀门,流量控制装置4可采用远程可控的三相或两相开关阀门,第一导管和第二导管均可通过柔性金属管与测量容器11连通,在第一导管上可装有温度测量装置7。
[0043]当被测容器3内的介质界面位置31发生变化时,会使测量容器11中的介质界面位置产生变化,进而使称重装置12中的称重传感器产生质量变化信号,该质量变化信号被称重装置12转换成模拟信号或者数字信号发送给界面计算设备2,该界面计算设备2计算获得被测容器3中的介质界面位置31后,将该介质界面位置31的数值进行显示或发送给上位计算机,从而完成介质界面位置的测量。
[0044]其中,界面计算设备2可通过以下公式计算获得介质界面位置:
[0045]G1-G0 = [da0XSX (Ha0-H1) +db0 X S X (HjH1) ] _ [da0 X S X Ha0+db0 X S X Hj
[0046]当介质界面位置31位于被测容器3中的预定位置时,在测量容器11中介质a的液位高度为Ha。,介质b的液位高度为Hb。,此时测得测量容器11的质量为G。。当被测容器3中的介质界面位置31变化至H1位置时,测得测量容器11的质量为G 10当界面计算设备2计算获得H1的值为正值时,表示介质界面位置31上升;当界面计算设备2计算获得H i的值为负值时,表示介质界面位置31下降。上式中的S表示测量容器11的截面积。
[0047]另外,界面计算设备2还可通过以下公式计算获得介质界面位置:
[0048]G1-G0= [(dal-dj XSX (Hal-H1)+ (db「db0) XSX (HjH1)]
[0049]- [ (dal-da0) X S X Ha0+ (dbl-db0) X S X Hbo]
[0050]该计算介质界面位置是在考虑温度变化的情况下实施的,由于温度变化会引起介质的密度变化,因此在该计算公式中包括了温度、密度等参数。根据该计算公式,当介质界面位置31位于被测容器3中的预定位置时,在测量容器中介质a的液位高度为Ha。,密度为da。,介质b的液位高度为Hb。,密度为db。,此时测得测量容器11的质量为G。。当温度变为&时,在测量容器11中介质a的密度为dal,介质b的密度为(^,介质界面位置31向上升至H1位置,此时测得测量容器11的质量为当界面计算设备2计算获得H1的值为正值时,表示介质界面位置31上升;当界面计算设备2计算获得H1的值为负值时,表示介质界面位置31下降。上式中的S表示测量容器11的截面积,测量容器11的容积等于截面积S乘以液面尚度H。
[0051]当需要确认该介质界面位置31的测量结果是否准确时,可由界面计算设备2控制流量控制装置4关闭测量容器11的一端与被测容器3之间的连通以及开启测量容器11的该端与验证装置6之间的连通,此时若验证装置6中为空,则测
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