專利名稱：儲油罐液位及油品密度在線檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油罐液位及油品密度檢測系統(tǒng)的設(shè)計方法，尤指本發(fā)明采用了油液靜壓與編碼盤相結(jié)合的設(shè)計方法，使得這一全新的檢測系統(tǒng)在液位(0～50)m量程內(nèi)，檢測精度達到誤差小于±1mm，密度值精度達到0.25‰，溫度監(jiān)測精度誤差小于0.5℃。
背景技術(shù)：
我國的經(jīng)濟飛速發(fā)展，在這種形勢下對石油的消耗量猛增，對石油的儲存和管理就是一緊迫的問題，怎樣科學(xué)的儲存和科學(xué)的管理就是石油行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
近年來，儲油罐的容量和數(shù)量不斷增加，已相繼出現(xiàn)5×104m3、10×104m3的大儲油罐。它的出現(xiàn)，無論是數(shù)量上的增加或容量上的增加最根本的要求是，必須用計算機控制和管理，從技術(shù)要求來看，大型儲油罐要實現(xiàn)計算機控制和管理，需要解決液位、密度、溫度、油水界面等參數(shù)的檢測。計量工作中最重要的是對石油密度進行精確的測定，而儲油罐液位的自動計量檢測是首要的關(guān)鍵問題?？芍髢τ凸薜某霈F(xiàn)對于液位計量測定要求更高。例如10×104m3的大儲油灌，高度為50m，若液位測量誤差是±1cm，則對應(yīng)的將是±50加侖的誤差。
采用靜壓、超聲波、雷達等原理設(shè)計的測量系統(tǒng)是目前社會上比較常用的測量設(shè)備。但總的來說都存在以下幾個方面問題測量精度不能滿足當(dāng)前情況的在線計量的要求或結(jié)構(gòu)和裝配工藝復(fù)雜，造價過高等問題。例如液位是油品的密度，溫度，成分等參變量的函數(shù)，這些參變量的變化都會改變液位測量點的差壓，如果采用差壓、壓力變送器傳統(tǒng)的測量方法，由于差壓的變化，而會得出虛假的液位測量值。
利用超聲波脈沖，遇到被測介質(zhì)發(fā)射和接收的時間差計算液位的非接觸式測量系統(tǒng)，它的安裝要求非常高，還得保持一定的盲區(qū)空間，發(fā)射功率受到限制，測量范圍一般不大于10m。
利用微波，遇到被測介質(zhì)發(fā)射和接收的時間差來間接測量液位。雷達液位計很適合于高污染度或高粘度的產(chǎn)品，測量精度較高，受環(huán)境影響小，但是測量油水界面較困難，價格比較高。
總之，國內(nèi)油品計量監(jiān)測系統(tǒng)，技術(shù)上功能單一，對所需參數(shù)的測量也無切實可行的解決辦法，使油品的計量工作誤差較大，國外的一些產(chǎn)品，在長期保持高精度等問題上也不理想，并且價格昂貴，不適應(yīng)我國國情。因此，這就需要能有效地，適合我國國情的解決這一油品在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)背景技術(shù)所述，本發(fā)明的目的在于提供一種拉線式位移光電編碼器與靜壓檢測相結(jié)合的測量系統(tǒng)。根據(jù)油罐本體結(jié)構(gòu)分浮盤或浮球兩種安裝方式，其上安裝有兩個靜壓傳感器和一個溫度傳感器用以感測浮盤下一定距離的液位高度和溫度值，同時位移光電編碼器通過其拉線裝置實時監(jiān)測傳感裝置的位移，利用兩個靜壓傳感器的實測值疊加可得精確液位值，經(jīng)過計算可得液體的密度，再通過實測溫度值換算出修正后的油液密度值。所測得的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過接線裝置傳輸給計算機系統(tǒng)，最后通過顯示設(shè)備，以圖象和數(shù)字示出所需的參數(shù)，實現(xiàn)對油罐中的油品進行科學(xué)控制和管理。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種儲油罐液位及油品密度在線檢測系統(tǒng)，主要由靜壓傳感器P1(1)，靜壓傳感器P2(2)，溫度傳感器T(3)，浮盤(或浮球)(4)，拉線式位移光電編碼器(5)，接線裝置(6)，控制柜(7)和計算機系統(tǒng)(8)組成，其中油罐(9)中的液面上設(shè)置一浮盤(4)，在浮盤(4)上連接有靜壓傳感器P1(1)，靜壓傳感器P2(2)和溫度傳感器T(3)，靜壓傳感器P1(1)與靜壓傳感器P2(2)之間，靜壓傳感器P1(1)設(shè)置在靜壓傳感器P2(2)之上，并保持一定的固定距離ΔH，靜壓傳感器P1(1)與靜壓傳感器P2(2)設(shè)置在浮盤(4)下方一定距離之內(nèi)，浮盤(4)與拉線式位移光電編碼器(5)的拉線(51)連接，電測信息流經(jīng)電纜(61)通過接線裝置(6)，控制柜(7)中的模擬量輸入模塊AI(71)，模擬量輸入模塊AI(72)，編碼器接口模塊(73)，CPU模塊(74)至計算機系統(tǒng)(8)。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和效果1、本發(fā)明提供的設(shè)計方法適合我國國情，比較精確的實現(xiàn)油品在線計量參數(shù)的測量，為油品的生產(chǎn)監(jiān)控，儲運，銷售等環(huán)節(jié)提供了可靠的手段。
2、本發(fā)明是一全新的方法，結(jié)構(gòu)組成簡單，少量的傳感器解決了多變量參數(shù)的工程測量問題，是一油品測量系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計。使得液位在(0～50)m量程內(nèi)監(jiān)測精度達到誤差小于±1mm，密度監(jiān)測精度達到0.25‰，溫度監(jiān)測精度達到誤差小于0.5℃。
3、本發(fā)明的技術(shù)成果可用于罐群區(qū)、加油站、油碼頭、煉油廠等工程領(lǐng)域。對于在陸地和海洋石油的開采、儲運、加工等領(lǐng)域，以及環(huán)境保護工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。
4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)置簡單，造價低廉，使用維護修理簡易。


圖1為本發(fā)明設(shè)計原理示意2為本發(fā)明液位測量流程示意3為本發(fā)明液位、密度檢測裝置接線示意中1-靜傳感器P1，2-靜壓傳感器P2，3-溫度傳感器T，4-浮盤(或浮球)，5-拉線式位移光電編碼器，51-拉線，6-接線裝置，61-電纜，7-控制柜，71-模擬量輸入模塊AI，72-模擬量輸入模塊AI，73-編碼器接口模塊，74-CPU模塊，75-計算機顯示控制裝置，8-計算機系統(tǒng)，9-油罐具體實施方式
由圖1示出，一種儲油罐液位及油品密度在線檢測系統(tǒng)，主要由靜壓傳感器P11，靜壓傳感器P22，溫度傳感器T3，浮盤(或浮球)4，拉線式位移光電編碼器5，接線裝置6，控制柜7和計算機系統(tǒng)8組成，其中油罐9中的液面上設(shè)置一浮盤4，在浮盤4上連接有靜壓傳感器P11，靜壓傳感器P22和溫度傳感器T3，靜壓傳感器P11與靜壓傳感器P22之間，靜壓傳感器P11設(shè)置在靜壓傳感器P22之上，并保持一定的固定距離ΔH，靜壓傳感器P11與靜壓傳感器P22設(shè)置在浮盤4下方一定距離之內(nèi)，浮盤4與拉線式位移光電編碼器5的拉線51連接，電測信息流經(jīng)電纜61通過接線裝置6，控制柜7中的模擬量輸入模塊AI71，模擬量輸入模塊AI72，編碼器接口模塊73，CPU模塊74至計算機系統(tǒng)8。
由圖可知，為了測量油品的密度值，而在浮盤4下設(shè)置兩個保持一定距離的靜壓傳感器P11與靜壓傳感器P22，并且下置浮盤4一定距離，可以去除液面的任何干擾和污染，保持液體穩(wěn)定。兩個靜壓傳感器P11和P22還可測量液位。
另知，溫度傳感器T3的設(shè)置，可根據(jù)工作需要沿液罐高度方向分層多級設(shè)置溫度傳感器T3，用于修正油液溫度、密度檢測值。
由圖2示出，其工作流程是靜壓傳感器P11檢測出液位L1，靜壓傳感器P22檢測出液位L2，由拉線式位移光電編碼器5計算出靜壓傳感器P22的高度值L3，再計算出液位H＝L2+L3。根據(jù)H、L1、L2用下式計算出油液的密度值ρ＝ΔP/g·ΔH
式中ρ—油液的密度值ΔP—靜壓傳感器P2與靜壓傳感器P1的靜壓差值g—重力加速度ΔH-ΔH＝L2-L1這些測量值的原始信息通過接線裝置6，控制柜7中的模擬量輸入模塊AI71，模擬量輸入模塊AI72，編碼器接口模塊73，CPU模塊74最后由顯示控制裝置75以圖象和文字顯示計量參數(shù)和控制參數(shù)。
由圖3示出了液位、密度在線檢測系統(tǒng)的接線情況，也可以看出信息流的流向情況。
另知，關(guān)于液位、密度測量的誤差主要取決于靜壓傳感器的測量誤差和拉線盒的分辨率。由于靜壓傳感器P1，P2安裝在浮盤或浮球上，浸入液體的深度小于一米，在其量程為一米、精度為1‰的前提下，測量誤差的示數(shù)小于±1mm，而模擬量模塊的分辨率為0.25‰，因此數(shù)字化的液位值的誤差小于±0.25mm；拉線盒旋轉(zhuǎn)一周放出600mm長的線，而增量式編碼器旋轉(zhuǎn)一周發(fā)出10000個脈沖，這樣拉線的分辨率為0.06mm/脈沖。
因此，液位測量裝置的綜合測量誤差主要取決于靜壓傳感器的測量誤差。
另知，控制柜7和計算機顯示控制裝置75應(yīng)設(shè)置于遠(yuǎn)離油罐9的安全區(qū)。
再知，本發(fā)明的技術(shù)方案中使用的液位、密度測量所用的設(shè)備清單防爆型拉線式位移光電編碼器意大利Eltra的EX80A1000Z5L10×3PR+FE8000A隔離柵圖爾克MK33-Li-EX0/24VDC靜壓傳感器南京高華MB260本安型液位傳感變送器，1m量程，1‰精度溫度傳感器北京瑞普韋爾WTTRF本安型溫度傳感變送器，量程-20℃～100℃CPU模塊Wago 750-842增量編碼器接口模塊Wago 750-637模擬量輸入模塊Wago 750-454終端模塊Wago 750-600
權(quán)利要求
1.一種儲油罐液位及油品密度在線檢測系統(tǒng)，主要由靜壓傳感器P1(1)，靜壓傳感器P2(2)，溫度傳感器T(3)，浮盤(或浮球)(4)，拉線式位移光電編碼器(5)，接線裝置(6)，控制柜(7)和計算機系統(tǒng)(8)組成，其特征在于油罐(9)中的液面上設(shè)置一浮盤(4)，在浮盤(4)上連接有靜壓傳感器P1(1)，靜壓傳感器P2(2)和溫度傳感器T(3)，靜壓傳感器P1(1)與靜壓傳感器P2(2)之間，靜壓傳感器P1(1)設(shè)置在靜壓傳感器P2(2)之上，并保持一定的固定距離ΔH，靜壓傳感器P1(1)與靜壓傳感器P2(2)設(shè)置在浮盤(4)下方一定距離之內(nèi)，浮盤(4)與拉線式位移光電編碼器(5)的拉線(51)連接，電測信息流經(jīng)電纜(61)通過接線裝置(6)，控制柜(7)中的模擬量輸入模塊AI(71)，模擬量輸入模塊AI(72)，編碼器接口模塊(73)，CPU模塊(74)至計算機系統(tǒng)(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲油罐液位及油品密度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于控制柜(7)和計算機顯示控制裝置(75)設(shè)置于遠(yuǎn)離油罐(9)的安全區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲油罐液位及油品密度在線檢測系統(tǒng)，其特征在于溫度傳感器T(3)的設(shè)置，可根據(jù)工作需要沿油罐高度分層多級設(shè)置溫度傳感器T(3)。
全文摘要
一種儲油罐液位及油品密度在線檢測系統(tǒng)，主要由靜壓傳感器P
文檔編號G01D21/02GK1746631SQ20041007433
公開日2006年3月15日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者高軼群, 劉娜 申請人:高軼群, 劉娜