一種液體比重液位測量單元的製作方法

2023-06-01 15:42:36

專利名稱：一種液體比重液位測量單元的製作方法
一種液體比重液位測量單元，它適用於化工、石油以及其它需測量液體比重、液面高度等的地方，特別適用於已部分實現機電一體化測量、控制或是管理的地方。
現在的液體比重測量多是用比重計用手工測量，液面位置高度的測量是用連通管或是直接插入標尺測量，測量精度較低。也有一些自動化儀表，可以減輕測量人員的勞動強度，提高測量精度，但是由於自動化儀表價格較貴，各個測量裝置之間不能有機的結合在一起，不便於機電一體化的實施。
本發明的目的是發明一種機電一體化的液體比重以及液位測量單元，它可以同時測量液體比重和液面高度，並便於擴充。
本發明如附

圖1所示，它有壓力傳感元件(1)，壓力傳感元件(2)，其特徵在於有一端帶有節流小孔的長管(3)和一端帶有節流小孔的短管(4)，在長管(3)和短管(4)上分別裝有壓力傳感元件(1)和壓力傳感元件(2)，在長管(3)和短管(4)的節流小孔端接有壓縮空氣源(5)，有可為整個系統所共有的中央控制計算機(6)和與其它單元共有的標準工業控制介面(7)，在標準工業控制介面(7)的插槽中分別插有與壓力傳感元件(1)和(2)相連的模數轉換適配模塊(8)，標準工業控制介面(7)通過標準串行通訊接口與中央控制計算機(6)相連。
本發明使用長短兩管垂直插於被測液體容器中，保持兩管的下埠有一固定的高程差H，而且兩管下端都應低於液面。在工作時，壓縮空氣源(5)通過節流小孔向兩管連續供氣，讓氣體保持不斷從長管(3)和短管(4)的下端溢出，保證兩管中都沒有液體。這時，長管(3)中的氣體壓力(相對於液體容器中的上部氣體壓力)為長管(3)下埠部距液面的高度L1所產生的液柱壓力P1，而短管(4)中的氣體壓力(相對於液體容器中上部氣體壓力)為短管(4)下埠部距液面的高度L2所產生的液柱壓力P2，假設液體比重為d，那麼P1＝d×L1P2＝d×L2
因為L1-L2＝H為常值，故有P1-P2＝d×(L1-L2)d＝(P1-P2)/H因此，我們可以通過上面的公式，用兩管的壓力差值求出液體的比重，而在知道液體比重後，可通過L1＝P1/d或L2＝P2/d求得液面的位置高度。
本發明使用簡單的壓力傳感元件(1)和(2)，用插於標準工業控制介面(簡稱RTU)(7)中的模數轉換適配模塊(8)進行測量，中央控制計算機(6)在需要被測液體的比重和液位時，通過標準串行通訊接口發出地址選通命令，先後選通與壓力傳感元件(1)和(2)相連的模數轉換適配模塊(8)，適配模塊(8)把壓力傳感元件的模擬量轉換為數字量後回送到中央控制計算機(6)，中央控制計算機(6)通過數據處理，便得到液體的比重，液面高度等信息，由於本發明採用了這種機電一體化的形式，擴充十分方便，如要測量液體的溫度時，只須加入溫度傳感元件和相應的適配模塊。而中央控制計算機(6)是與其它設備共用的，將其通過標準串行通訊接口與RTU(7)相連，在需要測量數據時，發送命令。一般標準的RTU都有16個插槽，因此也可以與其它的機電一體化單元共用。
本發明中的壓縮空氣源(5)可以是一個小型空氣壓縮機或是壓縮空氣貯氣瓶或其它壓縮空氣源。其長管(3)和短管(4)的節流小孔可以較小，只要保證有少量的空氣不斷進入兩管中並從兩管下端溢出，使兩管中沒有液體即可。但太小時液體容器液面的波動對測量影響較大。節流小孔起到了限制氣體流量和隔絕氣源壓力對兩管壓力影響的作用。
本發明中的長管(3)和短管(4)可以並在一起做成一體，這樣便於本發明在液體容器中的安放。管的截面形狀可以是各種形狀，如園形、方形、六邊形等。本發明中長管(3)和短管(4)上分別裝的壓力傳感元件(1)和(2)也可以換為在長管(3)和短管(4)之間跨裝一個壓差傳感元件和在其中之一上裝一個壓力傳感元件，使壓力差值的測量誤差減少。
權利要求
1.一種液體比重液位測量單元，它有壓力傳感元件(1)，壓力傳感元件(2)，其特徵在於有一端帶有節流小孔的長管(3)和一端帶有節流小孔的短管(4)，在長管(3)和短管(4)上分別裝有壓力傳感元件(1)和壓力傳感元件(2)，在長管(3)和短管(4)的節流小孔端接有壓縮空氣源(5)，有可為整個系統所共有的中央控制計算機(6)和與其它單元共有的標準工業控制介面(7)，在標準工業控制介面(7)的插槽中分別插有與壓力傳感元件(1)和(2)相連的模數轉換適配模塊(8)，標準工業控制介面(7)通過標準串行通訊接口與中央控制計算機(6)相連。
全文摘要
一種液體比重液位測量單元，它適用於化工、石油以及其它需測量液體比重、液面高度的地方。它使用插於被測液體中的兩根一端帶有節流小孔的長短不同和管子，通過節流小孔通入壓縮空氣後兩管產生一定的氣體壓力和壓差，經測量它們的壓力值就能得到液比重和液面高度。本發明用機電一體化的形式，通過計算機進行自動採集計算。可以把本發明加入到整個機電一體化的測控系統中。
文檔編號G01D21/02GK1053125SQ9010002
公開日1991年7月17日 申請日期1990年1月6日 優先權日1990年1月6日
發明者石行, 尤裝 申請人:北京市西城新開通用試驗廠