[发明专利]一种变密度介质料位测量装置

摘要

本发明涉及一种变密度介质料位测量装置，用于对设备内装载的变密度介质的料位进行测量，其特征在于：在设备上方设置第一取压口(1)和第二取压口(2)，在设备中部设置第三取压口(3)，在设备下部设置第四取压口(4)，第三取压口(3)的位置低于设备的最低料位，该测量装置包括第一双法兰差压变送器(5)、第二双法兰差压变送器(6)、温度计(7)和基本过程控制系统(8)，第一双法兰差压变送器(5)的低压侧法兰和高压侧法兰分别与第二取压口(2)和与第四取压口(4)相连，第二双法兰差压变送器(6)的低压侧法兰和高压侧法兰分别与第一取压口(1)和第三取压口(3)相连，第一双法兰差压变送器(5)、第二双法兰差压变送器(6)和温度计(7)的测量信号引入基本过程控制系统(8)中。本发明结构简单、适用范围广。

主权项

1.一种变密度介质料位测量装置，用于对设备内装载的变密度介质的料位进行测量，其特征在于：在设备上方设置第一取压口(1)和第二取压口(2)，第一取压口(1)和第二取压口(2)处于同一水平位置，在设备中部设置第三取压口(3)，在设备下部设置第四取压口(4)，第三取压口(3)的位置低于设备的最低料位，该测量装置包括第一双法兰差压变送器(5)、第二双法兰差压变送器(6)、温度计(7)和基本过程控制系统(8)，其中第一双法兰差压变送器(5)的低压侧法兰通过毛细管与第二取压口(2)相连，第一双法兰差压变送器(5)的高压侧法兰通过毛细管与第四取压口(4)相连，第二双法兰差压变送器(6)的低压侧法兰通过毛细管与第一取压口(1)相连，第二双法兰差压变送器(6)的高压侧法兰通过毛细管与第三取压口(3)相连，温度计(7)放置在设备附近测量环境温度，第一双法兰差压变送器(5)、第二双法兰差压变送器(6)和温度计(7)的测量信号引入基本过程控制系统(8)中，基本过程控制系统(8)根据第一双法兰差压变送器(5)、第二双法兰差压变送器(6)和温度计(7)的测量信号对设备内装载的变密度介质的料位进行测量；所述基本过程控制系统(8)根据第一双法兰差压变送器(5)、第二双法兰差压变送器(6)和温度计(7)的测量信号对设备内装载的变密度介质的料位进行测量的方法为：步骤一、确定第一双法兰差压变送器(5)和第二双法兰差压变送器(6)的量程：令毛细管中填充介质的密度为ρ0，令被测介质密度为ρ，令被测介质最大密度为ρmax，则第一双法兰差压变送器量程为Δp1max＝ρmaxg(HD+Hd)，其中HD为第三取压口与设备的最高料位之间的距离取值，Hd为第三取压口(3)和第四取压口(4)之间的距离取值；第一双法兰差压变送器的迁移量为B1＝ρ0gH，其中H为第二取压口(2)和第四取压口(4)之间的距离取值；第一双法兰差压变送器迁移后量程为‑ρ0gH～‑ρ0gH+Δp1max，即为：‑ρ0gH～‑ρ0gH+ρmaxg(HD+Hd)；第二双法兰差压变送器量程为Δp2max＝ρmaxgHD，其中HD为第三取压口与设备的最高料位之间的距离取值，第二双法兰差压变送器的迁移量为B2＝ρ0g(H‑Hd)，其中H为第二取压口(2)和第四取压口(4)之间的距离取值，Hd为第三取压口(3)和第四取压口(4)之间的距离取值；第二双法兰差压变送器迁移后量程为：‑ρ0g(H‑Hd)～‑ρ0g(H‑Hd)+Δp2max，即为‑ρ0g(H‑Hd)～－ρ0g(H‑Hd)+ρmaxgHD；步骤二、求取设备内装载的变密度介质的料位：当环境温度不变时：第一双法兰差压变送器差压示值为：ΔP1＝ρgh，其中h为设备内装载的变密度介质液面与第四取压口(4)之间的距离取值；第二双法兰差压变送器差压示值为：ΔP2＝ρg(h‑Hd)，其中h为设备内装载的变密度介质液面与第四取压口(4)之间的距离取值，Hd为第三取压口(3)和第四取压口(4)之间的距离取值；则则当环境温度发生变化时，利用温度计测量温度，得出当前温度与基准温度之间的变化量Δt：令毛细管内介质的体积膨胀系数为a，在基准温度时，毛细管内介质的密度为ρ0；温度发生变化后毛细管内介质密度ρ0t＝(1‑aΔt)ρ0；而第一双法兰差压变送器迁移量：B1t＝(1‑aΔt)ρ0gH；第二双法兰差压变送器迁移量：B2t＝(1‑aΔt)ρ0g(H‑Hd)；环境温度变化引起第一、第二双法兰差压变送器示值误差分别为：aΔtρ0gH、aΔtρ0g(H‑Hd)；第一双法兰差压变送器差压示值为：Δp1t＝ρgh+aΔtρ0gH第二双法兰差压变送器差压示值为：Δp2t＝ρg(h‑Hd)+aΔtρ0g(H‑Hd)△p1t‑△p2t＝ρgHd+a△tρ0gHd将上式代入第一双法兰差压变送器示值得：测量的h值即视为设备内装载的变密度介质的料位。