差壓變送器
電容式液位計投入式液位計微差壓變送器音叉開關雙法蘭液位計擴散矽壓力變送器遠傳法蘭變送器智能變送器單法蘭液位計磁致伸縮液位計料位開關

投入式液位計在立式金屬罐底量測量中的方法原理與優點

作時間:2014-05-01 09:25:55  來源: 遼寧石油化工大學信息工程學院,東北大學信息學院; 遼寧石油化工大學信息工程學院  作者:畢雅寧; 佟仕忠; 肖力; 付貴增;
   

 

 

【摘要】:本文介紹了立式金屬罐底量的形成原因、基本測量原理及測量方法。提出了一種新的測量方法:投入式液位計法。此種方法能實現在線實時測量,彌補了以往在離線狀態下編製罐底量增量容積表的不足,提高了立式罐計量的準確度。

    立式金屬罐是國際間石油化工產品貿易結算的主要計量器具之一,也是我國國內貿易結算的重要計量器具,對其容量的準確計量,直接關係到我國對內、對外貿易的經濟利益。而要準確地計量立式罐容量,給出液位H 與相應的容量V(H)之間的關係,必須涉及到罐底量增量的測量與計算問題。


1 立式罐底量測量的基本原理

1.1 立式罐底量的形成

   立式金屬罐一般都是在現場焊接安裝,底板直接鋪在油罐基礎上。底板受到罐內油料壓力和罐基礎支撐力,所受合力為零。油罐基礎是油罐殼體本身和所儲油品重量的直接承載物,並將這些載荷傳遞給地基土壤。油罐裝油後,基礎將發生下沉,隨地基土壤空隙的不同,基礎沉陷量也不同,嚴重時沉陷量可達數10cm,甚至更多。立式罐罐底呈不規則形狀,罐底量指罐底最高點平麵以下的罐底容量,如圖1 陰影部分所示。

罐底量及相對液位測量點分布圖

1.2 立式罐底量測量的基本方法

現有的測量方法有容量比較法和幾何測量法。


1.2.1 容量比較法

    容量比較法是將水或石油產品從標準罐注入到被檢定罐內,直至液體將罐底最高突起部分恰好浸沒為止,這時罐底的底量就等於從標準罐中注入被檢定罐中的液體之體積。


1.2.2 幾何測量法

根據立式金屬罐容量試行檢定規程,把圓錐體底圓分成M 個同心圓,根據所分圓環麵積相等條件決定半徑。圓錐體分為一個小圓錐和多個圓台。在每個圓心圓周測N 個點,即測N 個點到罐底中心的高度。底量測量原理見圖2。罐底不規則圓錐體體積見式(1)。

底量測量原理

在容量比較法中標準罐本身就存在誤差,而幾何測量法是在空罐的情況下測量的,裝液後罐底量一定會有不同程度的沉降,所以要對其作進一步的修正。這就要求能在線測量罐底量隨液位高度增加引起的變化。為此,本文提出了一種新的實時測量方法:投入式液位計法


2 投入式液位計法

2.1 測量方案及係統硬件構成


測量係統構成如圖3 所示

投入式液位計測量原理圖

投入式液位計逐一安放於各測量點、罐底中心點、下計量基準點和參照點上(如圖1 和圖2),這樣各點的液位高度被投入式液位計轉換成4~20mA電流信號,經模擬量測量模塊轉換成RS-485 電平後,再通過RS-485 總線實時傳入計算機,並根據JJG168-2002 檢定規程中給出的立式罐底量計算公式算出不同液位修正量,形成底量增量的修正表,與原有的罐容表形成完整的罐容表,從而建立了新的立式罐計量檢定係統。


2.2 投入式液位計工作原理

2.2.1 工作原理

   投入式液位計由壓力傳感器、信號放大器及轉換電路組合成一體,可直接投入罐底。其中傳感器采用矽膜片傳感器,利用矽半導體壓力敏感元件作為檢測元件。置於流體中的壓力敏感元件,受正比於液體深度的壓力的作用,利用矽材料的壓阻效應,將有電信號輸出。此信號經過放大轉換後即可把液位高度轉換成4~20mA 的標準電流信號,這一信號可通過電纜遠傳至計算機或遠程監控站。其中變送器采用導氣電纜將大氣壓力引入敏感元件背壓一側,導氣電纜的通氣孔中繼箱與大氣相通,從而抵消了外界大氣壓力變化產生的影響,保證了測量精度。

例如:設投入到液體中的變送器膜片受到液體壓力為P,大氣壓力為P0,液體比重為T,液位深為H,則P=P0+TH。由於用導氣電纜引入大氣壓力從而抵消了大氣壓力的影響,所以P=TH。若被測液體比重一定,則液體壓力P 與液位深度成正比關係,則測得液體壓力P 就能知道液體的深度。


2.2.2 投入式液位計的優點

(1)能實時測量罐底各點液位,並傳入電腦形成底量增量容積表。

(2)經濟實用、性能可靠、安裝方便,而且完全可以達到油罐測量精度。

(3)密封性好,測量元件不與介質直接接觸,這樣就避免了介質對元件的腐蝕,故可測量各種油品。

(4)采用中空透氣電纜進行大氣補償,有效抵消了大氣壓力影響造成的誤差。


2.3 模擬量測量模塊EDA9017

模擬量測量模塊EDA9017 能測量投入式液位計輸出的4~20mA 電流信號。輸出為RS-485 電平,可用雙絞線遠傳至計算機進行進一步的數據處理。其指令集為ASCⅡ碼或16 進製,方便計算機編程。

EDA9017 采集現場的數據通過RS-485 總線傳入計算機,由於距離較近,速度要求不高,所以計算機可與EDA9017 通過串行口COM1 進行通訊。由於EDA9017 輸出的是RS-485 電平,而一般的計算機串行口兼容是RS-232 電平,所以要用RS-232/RS-485 轉換器進行電平轉換。RS-232/RS-485 轉換器采用EDA485G,它是雙向的轉換器,既可把RS-485 電平轉換成RS-232 電平,又可把RS-232 電平轉換成RS-485 電平。


2.4 係統軟件設計

    係統軟件采用VB6.0 開發,可運行於Windows98、Windows XP 平台。PC 機作為上位機處於主動狀態,通過編程完成各種功能,如讀寫配置、數據采集、保存及處理等功能。而下位機EDA9017 主要完成數據上傳功能。EDA9017 的通訊協議遵循ASCⅡ碼協議格式,與上位計通信之前必須進行初始化,用軟件對其進行模塊地址和波特率的配置。


3 結束語

    本文提出的投入式液位計法在不破壞立式罐底量計量特性的前提下實現了在線實時測量,有助於提高立式罐底量測量的準確度,對於罐底量增量是一種經濟適用的測量方法。

 

 相關文章推薦:投入式液位計的安裝須知、要求以及5點使用注意

 

簡略說明投入式液位計在液壓潤滑管道安裝的注意

針對硬水質探討技改投入式液位計的經濟型方法

變送器相關知識、案例、論文 Technique
您可能感興趣的文章 Technique
相關產品 Technique
產品分類 ProductsClass
壓力變送器知識
熱門文章Technicalnews
雙金屬溫度計 智能差壓變送器 絕對壓力變送器 擴散矽壓力變送器 射頻導納開關 投入式液位變送器 雙法蘭液位變送器 一體化溫度變送器 單法蘭液位變送器
射頻導納液位計|壓力控製器 |磁翻板液位計|壓力表|隔膜壓力表|耐震壓力表| 耐磨熱電偶|天然氣流量計|壓縮空氣流量計|熱式氣體質量流量計| 氨氣流量計|
靜壓式液位計|熱電偶溫度計|電接點壓力表|精密壓力表|智能壓力校驗儀|
銷售熱線:0517-86998326 86998328 18952302362 13915186942 傳真:0517-86998327
3051TG壓力變送器 淮安市ag亚游集团有限公司 壓力變送器 液位變送器 差壓變送器 製作版權所有 / © 廠址:江蘇省淮安市金湖工業園區