[发明专利]液位测量设备

说明书

一种用于确定容器内的一个或多个材料相的特性、位置或液位或两个材料相之间的界面的位置的设备，该设备包括：发射器，该发射器用于发射电磁发射信号；接收器，该接收器用于接收电磁返回信号；和壳体，该壳体被构造成至少部分地浸没在容器中的一个或多个材料相内，该壳体包括壁，该壁限定设备的内部和外部以密封设备，使得当壳体被浸没在容器中的一个或多个材料相内时防止一个或多个材料相进入设备，壳体壁对电磁发射信号是不透明的；其中壳体在壳体壁中包括至少一个窗口，窗口对于电磁发射信号是至少部分透明的，发射器被布置成通过窗口发射电磁发射信号以与容器中的位于窗口外部的一个或多个材料相相互作用，并且接收器被布置成从窗口接收电磁返回信号，并处理该电磁返回信号以确定容器内的一个或多个材料相的特性、位置或液位或两个材料相之间的界面的位置，其中窗口安装在壳体的壁中，具有至少1000kPa(10巴)的压力额定值和至少150℃的温度额定值，以便防止窗口失效以及一种或多种材料相在高压和高温下进入设备，并且其中发射器被构造成发射微波信号或无线电波信号。

技术领域

本发明涉及一种用于确定容器诸如油分离器单元内的一个或多个材料相的特性、位置或液位或者两个材料相之间的界面的位置的设备。

背景技术

多年来，已经通过测量由在容器内的一个或多个液位处检测到的辐射源发射的辐射量，使用核子液位计测量填料的液位，特别是包括液体、气体和多相材料诸如乳液和浆液的流体的液位。辐射在通过材料时衰减，衰减量与源和检测器之间的材料密度有关。通过比较在容器的不同液位下检测到的辐射衰减，可以估计容器中容纳的材料的高度。

在WO2000/022387中描述了基于这些原理的密度分析仪。该装置包括电离辐射源的线性阵列，其朝向设置在一个或多个线性阵列中的检测器发射辐射。当源阵列和一个或多个检测器阵列被定位成使得它们横穿容器中两种或更多种流体之间的界面时，可以根据阵列中的每个检测器所接收的辐射的差异来识别流体的界面。这些装置已成功部署用于储罐和油分离器中。

可能不希望使用包括电离辐射源的装置。在世界的某些地方，核子技术可能不是一个可行的选项。因此，已经提出了不需要电离辐射源的具有类似功能的替代检测器布置结构。

已知雷达液位计系统用于测量容器中的流体液位。具体地，导波雷达液位传感器探头是已知的，其中发射的电磁信号通过通常从容器的顶部到底部竖直地布置的波导朝向容器被引导并进入容器中。电磁信号在流体表面处被反射并且由接收器在液位计系统处接收回来。从发射到接收信号的时间用于确定容器中的液位。

然而，传统的导波雷达解决方案存在局限性。例如，虽然导波解决方案可以检测到清洁的油-水界面，但如果有乳液阻碍，它们就无法检测到油-水界面。此外，微波不通过水传输，因此不会有效地探测到水界面之外。

本发明的目的是提供一种非核子测量仪器，该非核子测量仪器用于测量材料的液位，尤其是流体的液位，并且任选地用于测量/计算多层流体柱的液位分布，这减轻了当前导波雷达解决方案的一些或所有前述缺点和/或提供了替代功能和/或增强的准确度。

发明内容

本说明书提供了一种用于确定容器内的一个或多个材料相的特性、位置或液位或两个材料相之间的界面的位置的设备，该设备包括：

发射器，所述发射器用于发射电磁发射信号；

接收器，所述接收器用于接收电磁返回信号；和

壳体，所述壳体被构造成至少部分地浸没在所述容器中的所述一个或多个材料相内，所述壳体包括壁，所述壁限定设备的内部和外部以密封所述设备，使得当所述壳体被浸没在所述容器中的所述一个或多个材料相内时防止所述一个或多个材料相进入所述设备，壳体壁对所述电磁发射信号是不透明的；