專利名稱：大型儲油罐精密油位測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于液位自動測量控制裝置，具體地說是大型儲油罐精密油位測量裝置。
現(xiàn)在，一般液體石油產(chǎn)品都儲于儲油罐中，由于液體石油產(chǎn)品均含有水份，其水份在儲油罐底部逐漸沉積，隨著換油次數(shù)增多，水越積越多，要判斷積水的多少，只能投入涂有遇水變色涂料的標尺來判斷積水的高度，再利用積水排放閥采用人工排放，故不能確知儲油罐的油位而需要測量?，F(xiàn)有的大型儲油罐，如石油化工廠、煉油廠、儲油庫的各類大型儲油罐的油位測量一般采用鋼卷尺測量，浮球法測量和壓力法測量。壓力法是通過測量油位與空氣的壓差間接測量油位。如圖3所示，測量時，積水排放閥13與儲油罐的下部相通，壓力傳感器7的正端通過取壓管4與儲油罐底部相連，負端與空氣相通，數(shù)顯表8通過信號電纜2與壓力傳感器7相連。因測量時量程必須與儲油罐的高度一致，而一般大型儲油罐很高(＞10米)，故該裝置采用的是大量程的壓力傳感器，而測量誤差的絕對值等于傳感器的精度乘以傳感器的量程，在精度一定的情況下，盡管采用高精度的壓力傳感器，但量程越大，絕對誤差越大，導(dǎo)致了測量的絕對誤差很大，而不能精確地測出油位。
本實用新型的目的在于提供一種能精確測量儲油罐油位，且測量精度高的大型儲油罐精密油位測量裝置。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種大型儲油罐精密油位測量裝置，包括與儲油罐的下部相連的積水排放電磁閥、與儲油罐底部相通的取壓管、與取壓管相連的壓力傳感器和通過信號電纜與壓力傳感器相連的數(shù)顯表，其中，壓力傳感器的正端通過取壓管與儲油罐的底部相通，負端通過取壓管與段位探測器相連；水位控制器通過信號電纜分別與積水排放電磁閥和積水探測器相連；積水探測器的下端通過取壓管分別與儲油罐的底部和段位探測器的下端相連，上端與儲油罐的內(nèi)部相通；段位探測器通過信號電纜分別與段位跟蹤控制器和數(shù)顯表相連；段位跟蹤控制器通過信號電纜分別與段位探測器、進水電磁閥和放水電磁閥相連；數(shù)顯表上具有可與微機連接的通訊接口；段位探測器的下端通過取壓管分別與進水電磁閥和放水電磁閥相連。
本實用新型是利用儲油罐底部的積水層，將壓力法測油裝置改為壓力差法測油裝置。測量時，將大型油罐的總高度劃分為若干相等的段位，采用與壓力法測量裝置同精度、但量程小的壓力傳感器，其量程為一等分高度，其高度與油罐劃分的段位相同，再配用兩個段位探測器、一個段位跟蹤控制器，利用油位與段位探測器中水位的壓差，測出某段油罐中的油位。當(dāng)油罐的油位上升至某一高度時，其段位由第一個段位探測器測得，發(fā)出相應(yīng)信號，控制與第二個段位探測器相連的進水電磁閥開啟，向第二個段位探測器內(nèi)充水，當(dāng)水位升至與第一個段位探測器所測同段位高度時，第二個段位探測器發(fā)出相應(yīng)信號，將電磁閥關(guān)閉。此時，第二個段位探測器內(nèi)的水位保持這個高度，液柱壓力加在壓力傳感器的負端。顯然，作用在壓力傳感器的壓差是一個段位內(nèi)油位產(chǎn)生的壓力差。油位繼續(xù)上升，以上動作在每個段位重復(fù)。段位序號由第一個段位探測器給出。段位序號表示了儲油罐內(nèi)油在該段的起始位置的油位，壓力傳感器的輸出表示了儲油罐內(nèi)油高于該段起始位置的油位，段位序號表示的油位與壓力傳感器輸出表示的油位之和就是實際所測得的油位。
當(dāng)油罐的油位下降時，它所下降的段位由第一個段位探測器測得，發(fā)出相應(yīng)信號，控制與第二個段位探測器相連的放水電磁閥開啟，向外放水，當(dāng)水位下降至與第一個段位探測器所測段位的下降段位高度時，發(fā)出相應(yīng)信號，將電磁閥關(guān)閉。此時，第二個段位探測器內(nèi)的水位保持這個高度，液柱壓力加壓在壓力傳感器的負端，由于油罐油位下降是個很緩慢的過程，故作用在壓力傳感器上的壓差仍然是一個段位內(nèi)油位產(chǎn)生的壓力差。油位繼續(xù)下降，以上動作在每個段位重復(fù)。段位序號由段位探測器給出。段位序號表示了儲油罐內(nèi)油在該段起始位置的油位，壓力傳感器的輸出表示了儲油罐內(nèi)油高于該段起始位置的油位。段位序號表示的油位與壓力傳感器輸出表示的油位之和仍然就是實際所測得的油位。
由于第一個段位探測器與大油罐連通，其水位升降速度與油位升降速度一致，非常緩慢，而第二個段位探測器的容積則非常小，它的水位升降速度非?？欤缘诙€段位探測器液柱壓力產(chǎn)生的速度非?？欤@就保證了相鄰段位間，液柱壓力差在壓力傳感器的切轉(zhuǎn)的連續(xù)性和一致性。
本實用新型的優(yōu)點在于采用高精度、小量程的壓力傳感器，配用兩個段位探測器、一個段位跟蹤控制器，利用油位與段位探測器中水位的壓差，測出某段油罐中的油位。使測量絕對誤差減小了一個數(shù)量級，提高了油位測量精度。
本實用新型具有三個附圖


圖1是本實用新型的示意圖。
圖2是本實用新型段位探測器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)裝置的示意圖。
現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步描述如圖1、圖2所示，本實用新型包括水位控制器1、信號電纜2、積水探測器3、取壓管4、段位探測器5和10、段位跟蹤控制器6、壓力傳感器7、數(shù)顯表8、進水電磁閥11、放水電磁閥12和積水排放電磁閥13。水位控制器1通過信號電纜2分別與積水排放電磁閥13和積水探測器3相連；積水探測器3的下端通過取壓管4分別與儲油罐的底部和段位探測器5的下端相連，上端與儲油罐的內(nèi)部相通；段位探測器5通過信號電纜2分別與段位跟蹤控制器6和數(shù)顯表8連接；段位跟蹤控制器6通過信號電纜2分別與段位探測器10、進水電磁閥11和放水電磁閥12相連；壓力傳感器7的正端通過取壓管4與儲油罐的底部相通，負端通過取壓管4與段位探測器10相連；數(shù)顯表8上具有可與微機連接的通訊接口9；段位探測器10的下端通過取壓管4分別與進水電磁閥11和放水電磁閥12相連。
段位探測器5和10均由安裝在測量筒17中的一組按等間距縱向布置在基板14上的電極15組成。電極15的信號電纜16集束從金屬測量筒17的筒體上部出口經(jīng)用壓緊螺帽18固定的絕緣密封膠封頭19引出，基板14的上部和下部各有一個安裝固定螺孔，通過固定螺栓24和25與測量筒17連接固定，上封頭20有與大氣相通的排氣孔21，下封頭22焊有接管23，上封頭20和下封頭22均與測量筒17焊接。
本測量裝置已在某大型儲油罐上作過實際測量，該儲油罐高12米，直徑9米，內(nèi)裝70#汽油，在1-5米的范圍內(nèi)使油位升降，對本裝置作功能和精度測試，所用的段位探測器5的精度為0.1級，壓力傳感器7的精度為0.1級，數(shù)顯表8的精度為0.1級。用豎直玻璃管與油罐連通，顯示罐內(nèi)油位，用經(jīng)計量檢定合格的毫米刻度鋼板尺作讀數(shù)標準，用本裝置作了兩次升降測試，每米測兩點，每點間隔500mm。經(jīng)測試，數(shù)顯表顯示的值與鋼板尺顯示的值，其誤差≤2mm。其中傳感器的誤差為δΔp=1000×0.001=1mm。如果用現(xiàn)有技術(shù)，則傳感器的誤差為δp=12000×0.001=12mm。
權(quán)利要求1．一種大型儲油罐精密油位測量裝置，包括與儲油罐的下部相連的積水排放電磁閥(13)、與儲油罐底部相通的取壓管(4)、與取壓管(4)相連的壓力傳感器(7)和通過信號電纜(2)與壓力傳感器(7)相連的數(shù)顯表(8)，其特征在于壓力傳感器(7)的正端通過取壓管(4)與儲油罐的底部相通，負端通過取壓管(4)與段位探測器(10)相連；水位控制器(1)通過信號電纜(2)分別與積水排放電磁閥(13)和積水探測器(3)相連；積水探測器(3)的下端通過取壓管(4)分別與儲油罐的底部和段位探測器(5)的下端相連，上端與儲油罐的內(nèi)部相通；段位探測器(5)通過信號電纜(2)分別與段位跟蹤控制器(6)和數(shù)顯表(8)相連；段位跟蹤控制器(6)通過信號電纜(2)分別與段位探測器(10)、進水電磁閥(11)和放水電磁閥(12)相連；數(shù)顯表(8)上具有可與微機連接的通訊接口(9)；段位探測器(10)的下端通過取壓管(4)分別與進水電磁閥(11)和放水電磁閥(12)相連。
2．按照權(quán)利要求1所述的測量裝置，其特征在于段位探測器(5)和(10)均由安裝在測量筒(17)中的一組按等間距縱向布置在基板(14)上的電極(15)組成。
3．按照權(quán)利要求2所述的測量裝置，其特征在于電極(15)的信號電纜(16)集束從測量筒(17)的筒體上部出口經(jīng)由壓緊螺帽(18)固定的絕緣密封膠封頭(19)引起，基板(14)的上部和下部各有一個安裝固定螺孔，通過固定螺栓(24)和(25)與測量筒(17)連接固定，上封頭(20)有與大氣相通的排氣孔(21)，下封頭(22)焊有接管(23)，上封頭(20)和下封頭(22)均與測量筒(17)焊接。
專利摘要本實用新型公開一種大型儲油罐精密油位測量裝置。它主要包括水位控制器、積水探測器、段位探測器、段位跟蹤控制器、差壓傳感器等。采用高精度、小量程的壓力傳感器,配用兩個段位探測器和一個段位跟蹤控制器,利用油位與段位探測器中水位的壓差,測出某段油罐中的油位,使測量絕對誤差減小一個數(shù)量級,提高了測量精度。本裝置可用于大型儲油罐中油位的精密測量。
文檔編號G01F23/00GK2348362SQ9820618
公開日1999年11月10日 申請日期1998年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月29日
發(fā)明者孫益輝 申請人:成都金鐘應(yīng)用技術(shù)研究所