[发明专利]用于釜式容器的液位测量系统和方法以及釜式容器

说明书

技术领域

本申请涉及一种用于釜式容器的液位测量系统和方法以及一种釜式容器。

背景技术

釜式容器(例如闪蒸釜)是化学加工工程中经常用到的处理工具。由于闪蒸釜内是被持续加热且有时为封闭的容器，因此在进料过程中不能够方便地观测到液位所到达的高度。闪蒸釜内的液体通常温度较高、粘稠、密度有时会发生变化、且其中有时混有一定量的固态残渣，因此现有的一些常规测量装置，例如浮球式液位计、磁浮子液位计、差压液位计等，均不能有效地对釜式容器中的液位进行测量。现有的一些测量方法采用多个热电阻通过测量热电阻温度的变化来测量液位，但是，这种液位测量方法只能判断液位到达某两个相邻热电阻之间的区段，而不能测量准确的液位，因而不能满足生产过程中的实际需求。例如CN2769860Y公开了一种用于测量液位的装置，该装置通过对热电阻加热，在加热过程中测量热电阻的温度差以判断此时的液位是否已将该热电阻淹没，由此测定液位是否到达该热电阻处；CN1800792A公开了一种热传导法液位传感器及其测量方法，其通过对热电阻加热，测量热电阻的阻值变化从而判断测量，这两种方法均是通过测量热电阻的温度或阻值的变化并通过一系列计算来达到测量液位的目的，但是均不能测量连续液位。

发明内容

针对现有的一些常规液位测量装置不能有效地对釜式容器中的液位进行测量的问题，本发明提供一种能够实现连续测量的用于釜式容器的液位测量系统和方法以及一种釜式容器。

本发明的发明人发现，釜内温度与液位具有一定规律。在闪蒸釜进料过程中，由于闪蒸釜处于一个不断由蒸汽加热的过程因此温度较高，外部进入的物料的温度低于釜内温度，从而在液面以下的位置检测到的温度与在液面以上的位置检测到的温度两者会有比较明显的差异，因此在进料过程中，随着进料液位的变化，釜内各点温度会有不同程度的改变。具体来说，对同一进料过程而言，液面以下高度越高的地方，温度越低，随着高度的升高，温度呈缓慢上升的趋势；而液面附近的温度相对于液面下距该液面较远位置的温度会有明显的相对迅速的上升趋势。因此，液面上下的位置的温度变化通常很大，一般超过2℃，从而本发明将温度上升超过一预定温差(例如2℃)且温度随时间连续上升斜率中斜率上升较快的点作为液面所在位置处，即液位。

根据上述规律，本发明提供一种用于釜式容器的液位测量系统，该系统包括：

多个热电阻测温元件，位于釜式容器中，各个热电阻测温元件均匀地分割釜式容器底面与顶面之间的距离；

处理器，分别与各个热电阻测温元件电连接，该处理器用于：建立关于液位Y与温度t的回归方程；针对每个热电阻测温元件以预定测量时间间隔获取采样温度t，根据采样温度t计算相邻热电阻测温元件之间的温度差T并将该温度差T与预定温度差进行比较，计算相邻热电阻测温元件之间的温度-时间斜率k并与预定斜率进行比较，当第i个热电阻测温元件与第i-1个热电阻测温元件的温度差T_i≥预定温度差且温度-时间斜率k_i≥预定斜率时，得到液位Y为其中ΔL为相邻热电阻测温元件之间的垂直距离，Y_i-1、Y_i、以及Y_i′分别是将第i-1个热电阻测温元件的采样温度t_i-1、第i个热电阻测温元件的采样温度t_i以及第i-1个热电阻测温元件的采样温度t_i-1与第i个热电阻测温元件的采样温度t_i之间的中间温度值t_i′输入到所述关于液位Y与温度t的回归方程中得到的输出值，其中i为大于1的整数。

本发明还提供一种釜式容器，该釜式容器包括上述用于釜式容器的液位测量系统。

本发明还提供一种用于釜式容器的液位测量方法，该方法包括：

在待测釜式容器中设置多个热电阻测温元件，各个热电阻测温元件均匀地分割釜式容器底面与顶面之间的距离；

建立关于液位Y与温度t的回归方程；

针对每个热电阻测温元件以预定测量时间间隔获取采样温度t，根据采样温度t计算相邻热电阻测温元件之间的温度差T并将该温度差T与预定温度差进行比较，计算相邻热电阻测温元件之间的温度-时间斜率k并与预定斜率进行比较；