油罐多功能液面計的製作方法
2023-12-11 15:16:22 1
專利名稱：油罐多功能液面計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種儲油罐的油品液面、界面測量裝置。
背景技術：
石油工業的儲油罐經常需要測量罐內的油品液面和油水界面。
儲油罐測量油品液面的目的主要是監測油罐中油品的儲存狀態，並通過測量液面的變化計算出油品進出油罐的體積量。油品液面測量主要採用人工檢尺和鋼帶液面計。
人工檢尺是由油槽工用量油尺在罐頂量油孔處進行測量，分實高測量和空高測量二種。實高測量主要用於粘度不大的油品，其方法是在量油孔處，油槽工將量油尺徐徐投入，當尺錘與罐底一接觸，便迅速將量油尺垂直向上提起，然後根據油品浸沒量油尺所留下的痕跡，讀出油麵高度；空高測量一般用於粘度大的油品，其方法是首先測得量油孔指定的零點距罐底高度的固定值，測量時只需測得零點至油麵的高度，二者差值即為油品的實際高度。人工檢尺計量準確，是目前維一的計量部門認定的油罐液面測量方法，缺點是油槽工勞動強度大，液面跟蹤不及時，油罐跑油事故多與此有關。
鋼帶式液面計工作原理是在油罐內設一個能沿導向鋼絲升降的浮子，當浮子處於某一平衡位置時，浮子的重力、浮力和整個傳動系統的摩擦力的矢量之和等於零。如果罐內的液位變化，則浮子跟蹤液位變化，帶動固定在浮子上的鋼帶上下移動，鋼帶又帶動傳動系統運動，將鋼帶移動的距離轉變成電信號、光信號等傳出。鋼帶式液面計是應用比較早的一種直接測量油罐空高的儀表，儘管其傳動和信號轉換部分經多次改進，現仍有很多不足之處，如測量誤差大，故障率高，對各種油罐內的複雜環境和罐外氣候條件影響的適應性差，不能滿足計量要求，不能完全代替人工檢尺，在實際應用中大多與人工檢尺同時使用，計量以人工檢尺為準，鋼帶液位計只起對油罐儲油狀態的監視作用。
儲油罐測量油水界面的目的主要是監測油罐中罐底積水的狀態，及時打開和關閉油罐排水閥進行油罐脫水，同時計算出積水的體積量，以便準確計算出油品周轉量。目前主要採用人工測量。
人工測量油水界面的方法是將量油尺末端塗上試水膏，然後按人工檢尺的方法，同時測量油品的實尺和油水界面位置(檢水尺)，試水膏顏色變化的位置即是油水界面的位置，可測出罐中積水層的高度。
人工測量油水界面的方法為計量部門認定，但操作繁瑣，勞動強度大，重質油罐試水膏變化不易分辨，人工操作對油水界面跟蹤不及時，油罐脫水跑油事故多與此有關。
儲油罐還需要測量油品溫度。由於外界溫度影響和油品本身的對流作用，油罐中的油品溫度往往是不均勻的，在不同高度上油品的溫度也不同。測量油罐中油品溫度的目的主要是根據工藝需要對罐內油品溫度進行控制；根據油品的溫度計算油品的密度，從而將油品的體積量換算為重量。目前使用的測溫方法是人工測量和固定裝置測量。
人工測量油品溫度的方法是針對輕、重油品在罐內溫度分布的特點，測溫時不加熱的立式金屬罐測溫部位選在罐內油品液面高度的1/2處測溫一次；加熱的立式金屬罐，當液面高度低於檢尺口總高1/2時，在液面高度的1/3、2/3處各測溫一次，取算術平均值作為油品平均溫度。當液面高度超過檢尺口總高的1/2時，測溫部位選在罐內液面高度的1/6、3/6、5/6處，然後以三點溫度的加權平均值作為罐內油品的平均溫度。
人工測量溫度的方法直觀可靠，為計量部門認定，但勞動強度大，過程複雜，不能在線連續測量，也就不能對油罐內油品溫度進行自動監測。
為了生產操作方便，目前應用較多的是在油罐罐壁下部設一固定的熱電偶(熱電阻)連續遙測該點溫度，對油罐內油品溫度進行監視；或安裝一雙金屬溫度計(或玻璃溫度計)對該點溫度進行現場監測。該方法測溫只能用於油罐中油品溫度監測用，當需準確測溫時通常用人工測量法。
直到目前，在現有的油罐液面測量、油水界面測量和溫度測量儀表中，還沒有測量精確、可靠性高，被計量部門認定的能完全替代人工檢尺的儀表；更沒有集上述三種測量功能於一身，測量方法合理、準確、可靠的儀表。
發明內容本實用新型的目的是提供一種能同時準確測量油品液面、油水界面的油罐多功能液面計，其工作既不受油罐內複雜環境影響，也不受罐外惡劣氣候條件的影響，測量可靠性高，使用周期長，安全防爆性好。
本實用新型採用的技術方案是油罐多功能液面計，它包括油罐中的導管和罐外機頭室，導管從罐頂到罐底垂直安裝，下端封死；若干帶永久磁體的浮子套裝在導管外面，浮子的比重要求使浮子能浮在液面處或界面處，導管內設一探頭，其上端與鋼帶相連，鋼帶由機頭室內的電機牽引，可沿導管上下移動；探頭內安裝一個磁敏元件，當探頭上下移動與導管外的浮子相遇時，磁敏元件能感受到浮子的位置並發出信號，機頭室中有信號變送裝置，當鋼帶移動時，將鋼帶的位移信號變換成電信號發送出去。
本實用新型具有如下特點1、測液(界)面的探頭可深入油品液面以下，直達罐底。既可測實尺，也可測空尺，還能測水尺。
2、浮子沿導管垂直跟蹤液面或界面移動，不與任何部件相連，機構運行的動力源不是浮子，不存在浮子誤差；鋼帶、探頭及整個傳動系統的移動不是靠浮子浮力變化來帶動的，而是由雙向電機來帶動的，因此機械傳動引起的磨擦力等不會對液面和界面測量產生誤差；測量精度高。
3、所有的機械傳動部分均安裝在一個與油罐內部空間完全分開的封閉的獨立空間內，使油罐內複雜的環境和油罐外惡劣的氣候條件不對探測裝置工作產生影響，可靠性高；獨立空間與油氣完全隔絕，防爆性能好。
4、中空導管從罐頂至罐底垂直安裝，容易增加測量多點油溫的功能，能做到設計合理、緊湊，一臺設備即可完成三種測量任務。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是帶有測溫裝置的油罐多功能液面計的結構示意圖；圖3是另一種帶有測溫裝置的油罐多功能液面計的結構示意圖；圖4是圖3的機頭室部分的結構示意圖；圖5是本實用新型的探頭及鋼帶部分的結構示意圖。
具體實施方式
在油罐內部從罐頂至罐底垂直安裝一根下端封死的中空導管1，導管1上端穿過罐頂法蘭蓋13，導管外壁與罐頂法蘭蓋相接封嚴；導管1外套有二個能沿導管1上下浮動的浮子，上面的浮子5(液面浮子)的平均比重小於油品，保持總能浮在油品液面上，跟蹤油品液面上下浮動；下面的浮子7(界面浮子)的平均比重大於油品比重，小於水的比重，保持總能浮在油水界面上，跟蹤油水界面上下浮動。浮子5內安裝一個永久磁體4，浮子7內安裝一個永久磁體6，磁體4、6的磁場可穿過浮子壁和導管壁，進入到導管1內。
導管1內設置一個內部裝有磁敏元件(如舌簧管)20的探頭3，探頭3連接在二根鋼帶(鋼絲)2的尾端，磁敏元件20由導線19連接到鋼帶2上，鋼帶2經計量輪8繞在電機主動輪9上，鋼帶(鋼絲)2和探頭3由安裝在罐頂法蘭蓋13外的雙向電機18牽引，沿導管1垂直升降；當雙向電機18帶動探頭3上下移動，遇到液面浮子5或界面浮子7時，浮子內的磁體產生的磁場能使磁敏元件(舌簧管)產生一個信號(如舌簧管接通或斷開的電脈衝信號)，則可探測到浮子的位置。
在罐頂法蘭蓋外，所有機械傳動部分都封閉在機頭室大蓋11中，機頭室與導管構成獨立封閉空間，雙向電機18帶動鋼帶(鋼絲)2和探頭3移動的同時，帶動光碼變送器17的光碼盤同步轉動，光碼變送器17將光碼盤轉動的角度的光脈衝信號連續地傳輸到數據處理器，數據處理器將信號轉化後，連續地將表明鋼帶(絲)2位置的數據輸出給計算機或二次表。
磁敏元件20(舌簧管)用二根鋼帶(絲)2做控制電路的導線，將信號傳至計算機。因此，當磁敏元件(舌簧管)探測到浮子時的信號傳至計算機或二次表時，計算機或二次表記下從光碼變送器傳來的鋼帶(絲)的位置，做為探測到液面和界面的數值存儲和顯示。
在探頭3內再安裝一個測溫探頭，溫度探頭從導管內接有導線引至機頭室內的溫度變送器中。可通過測導管內介質的溫度，間接地測出油品垂直方向上各點的溫度。
為增加直接測溫功能，在導管上每間隔一段距離安裝一個測溫探頭，探頭的導線沿導管內壁引到罐頂，經溫度變送器將測得的每一點的溫度傳至計算機或二次表，計算機或二次表根據當時液位高度，將處於油品液面以下的測溫點選出，累加並計算平均值，既可得出油品的平均溫度。
增加測溫功能的另一實施方式是在油罐中還設置一根與導管1平行的導管14，在導管14上有多個等距設置的溫度探頭15，每個探頭由管內接有導線引至機頭室內的溫度變送器中，在導管14內有一個平衡錘16，平衡錘上端連接平衡鋼帶10，平衡鋼帶10與繞經機頭室內導向輪12、電機主動輪9及計量輪8與計量鋼帶2相連接。增加平衡錘後，可大大減少雙向電機的功率。
權利要求1.一種油罐多功能液面計，它包括油罐中的導管和罐外機頭室，其特徵是導管(1)從罐頂到罐底垂直安裝，下端封死；帶永久磁體的浮子(5)、(7)套裝在導管(1)外面，浮子的比重要求使浮子能浮在液面處或二種液體的界面處，導管(1)內設一探頭(3)，其上端與鋼帶(2)相連，鋼帶(2)由機頭室內的電機(18)牽引；探頭(3)內安裝一個磁敏元件(20)，機頭室中有信號變送裝置(17)。
2.根據權利要求1所述的油罐多功能液面計，其特徵是在導管(1)外面有多個均勻設置的溫度探頭(15)，每個溫度探頭(15)從導管(1)內接有導線引至機頭室內的溫度變送器中。
3.根據權利要求1所述的油罐多功能液面計，其特徵是在油罐中還設置一根與導管(1)平等的導管(14)，在導管(14)上有多個等距設置的溫度探頭(15)，每個探頭由管內接有導線引至機頭室內的溫度變送器中，在導管(14)內有一個平衡錘(16)，平衡錘上端連接平衡鋼帶(10)，平衡鋼帶(10)經機頭室中電機主動輪(9)與計量鋼帶(2)相連接。
4.根據權利要求1所述的油罐多功能液面計，其特徵是在探頭(3)內安裝一個測溫探頭，溫度探頭從導管內接有導線引至機頭室內的溫度變送器中。
專利摘要本實用新型公開了一種油罐多功能液面計，它包括油罐中的導管和罐外機頭室，導管從罐頂到罐底垂直安裝，下端封死；若干帶永久磁鐵的浮子套裝在導管外面，導管內設一探頭，其上端與鋼帶相連，鋼帶由機頭室內的雙向電機牽引；探頭內安裝磁敏元件，機頭室中有信號變送裝置。測量探頭可深入油品液面以下，直達罐底。既可測實尺，也可測空尺，還能測水尺；浮子沿導管垂直跟蹤液面或界面移動，不與任何部件相連，不存在浮子誤差；鋼帶、探頭及整個傳動系統的移動不由浮子帶動，而是由雙向電機帶動，無摩擦力誤差；測量精度高。機械傳動部分均安裝在一個封閉的獨立的空間內，油罐內、外的惡劣條件對探測裝置無影響，可靠性高；可增加測量多點油溫的功能。
文檔編號G01F23/30GK2580419SQ0228131
公開日2003年10月15日 申請日期2002年11月22日 優先權日2002年11月22日
發明者周繼宏, 張旭, 吳波 申請人:周繼宏