[发明专利]一种容器内液位测量系统及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于工业自动化仪表领域，特指一种对外测液位计的测量精度自动校准的方法 及其装置。

背景技术

外测液位计由主机和测量头连接构成，是测量容器内液体表面高度的计量仪表。由于 被测量液体的成分、密度、温度、压力、容器的壁厚和内壁、外壁腐蚀程度等状况会影响 测量精度，这些被测量液体和容器的状况对于不同的容器不一样，并且随时间不断变化。 另一方面，外测液位计自身的仪表精度对于不同的外测液位计不一样，而且也是不断变化 下降的。外测液位计测量液位的精度是包含了容器内液体、容器和仪表的动态的测量系统 精度。为了保障测量精度，现在普遍采用的方法是：一、使用用温度补偿的方法减小温度 变化引起的液体特性变化和液位计特性变化产生的测量误差。二、对液位计定期进行人工 校准。这种方法的弊病是：一、容器里液体温度场的分布很不均匀，环境气温的变化传导 到容器内液体中心位置需要经过很长时间，例如直径10米的石油液化汽球罐大约需要70 个小时。无法做到精确地温度补偿。而且温度补偿方法没有解决被测量液体的成分、密度、 压力的变化、容器壁厚和内壁、外壁腐蚀程度等状况所产生的误差，还引进了温度计的误 差。也没有解决液位计的性能随时间衰变产生的误差。二、定期校准方法，需要把液位计 与更高精度的液位计装在同一个承液容器内测量校准。高精度的液位计价格昂贵数量很 少。通常要求每年把各容器上的液位计都拆下来校准一次，严重影响生产，工作量非常大。 而且液位计的校准并没有解决容器内液体和容器变化产生的动态的测量系统误差。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种对外测液位计和容器内液体及承液容器构成的液位测 量系统整体动态精度在线自动校准的方法和校准装置。

本发明是这样实现的：

一种容器内液位测量系统，包括外测液位计主机1、校准反射装置4、第一测量头2 和第二测量头3；所述外测液位计主机1上连接有第一测量头2和第二测量头3；所述第 一测量头2固定在容器底壁外侧，并垂直于容器内液体的待测液面5；所述第二测量头3 固定在容器壁外侧，并使其垂直于校准反射装置4；所述校准反射装置4设置于容器内液 体的待测液面5下方，且校准反射装置4与第二测量头3之间的校准距离已知为s。

所述校准反射装置4上设置有支撑柱和基座；所述基座固定设置在容器底壁内侧；所 述支撑柱固定安装在校准反射装置4和基座之间。

所述基座下端安装有支脚，基座通过支脚固定在容器底壁内侧。

所述校准反射装置4为反射板或者中空的盒子；所述反射板的声阻抗远大于容器内液 体的声阻抗，所述中空盒子的声阻抗远小于容器内液体的声阻抗；所述校准反射装置(4) 的厚度等于第一测量头(2)和第二测量头(3)在其中所使用的振动波二分之一波长。

一种容器内液位测量系统的测量方法，

(1)启动外测液位计主机1，将第一测量头2固定在容器底壁外侧，并使其垂直于容器 内液体的待测液面5；第二测量头3固定在容器壁外侧，并使其垂直于校准反射装置4；

(2)固定校准反射装置4与第二测量头3之间的距离；测定第二测量头3发出的振动 波经校准反射装置4反射后回到第二测量头3的校准时间t；

(3)测定第一测量头2发出的振动波经容器内液体的待测液面5反射后回到第一测量 头2的测定时间T；

(4)将校准距离s除以校准时间t得到速度v；

(5)用速度v乘以测定时间T所得结果即为第一测量头2与容器内液体的待测液面5 之间的距离S；这样就得到了容器内液体的待测液面5高度L；所述L＝S-a，其中a为容器 壁厚。