[发明专利]一种玻璃板界位计与界位测量方法

说明书

本发明公开了一种玻璃板界位计与界位测量方法。玻璃板界位计设有前玻璃板(1)、后玻璃板(2)、前压盖(7)、后压盖(10)、前夹紧架(6)、后夹紧架(3)、前斜面透镜(8)和后斜面透镜(9)。前斜面透镜与前玻璃板和导视孔(11)相对，后斜面透镜与后玻璃板和观测孔(12)相对，前斜面透镜的斜面与后斜面透镜的斜面相平行。前夹紧架、后夹紧架、前斜面透镜和后斜面透镜围出测量腔(5)，后斜面透镜至后夹紧架外侧面(31)的距离小于前斜面透镜至后夹紧架外侧面的距离。本发明公开了使用上述玻璃板界位计进行界位测量的方法。本发明可用于测量油相与水相之间的界位。

技术领域

本发明属于界位测量技术领域，涉及一种玻璃板界位计与界位测量方法。

背景技术

在石油化工炼油厂装置区域的设备上或民用设施上，有大量的油相与水相之间界位测量的需求。例如带有分水斗的油品卧式罐，需要就地检测分水斗内的油水界位，以防止切水时误操作、切出油到地漏中。分水斗上安装的最常用的界位计是透光式玻璃板界位计，通过气相、油相及水相对光线吸收和折射程度的不同而导致透光强度的不同，来显示液位及界位，或通过油品本身的颜色与水的色差来区分界位。但是，这种玻璃板界位计很不好用。因为观测到的气相、油相、水相之间的光强度差非常小，且当工艺工况变化时，油品可能为汽油、柴油或煤油中的一种或几种的混合物，油品本身成分及颜色也不稳定。当各介质层之间的光强度差较小或油相颜色接近水相时，分辨界位极为不易。操作工有时甚至还需要在玻璃板界位计前关闭一下根部阀，使界位明显波动一下才能看清界位。

使用磁浮子界位计是一种解决方案，但是必须准确知道油品的密度和浮子的重量。目前的技术，仅能在油相介质与水相介质的密度差大于150kg/m³时，才能保证浮子正好浮在水层上面、油层下面。但是往往出于工艺原因，油层介质密度很不稳定、经常变化。油的密度与水的密度经常相差很小，浮子重量计算要求非常准确。如果浮子制造不严格，或浮子使用过程中沾附固体杂物使重量变化，浮子就有可能漂到油层上面或沉到水层底部，造成误读数，而将油品排到地漏造成危险，或使水面上升过高扰乱工艺；而且该故障很难通过肉眼来判断。

提高界位计视觉的敏感性是另一种解决方案，当前常用的方法是使用三色色差界位计，在石英管上开一个槽，利用全反射及折射原理，使气相、油相及水相的背景色分别为红、绿、蓝，靠颜色的不同来区分界位。但是该原理仅仅适用于石英管界位计，石英管界位计仅能用于民用行业、压力非常低的场合。石油化工行业的许多场合压力较高且测量的是易燃易爆危险介质的界位，不允许使用石英管界位计。而且该原理仅适用于强光背景，当背景光线比较暗或弱时，红、绿、蓝等深颜色在暗色背景下本来就不醒目，再加上滤光片对光线的吸收，光强度减少更多。该原理也不适用于在阴天或晚上等背景光线较弱的时候观测界位。

国外使用玻璃板界位计时，常采用专用外加光源、强制增加背景光强度，不依赖自然光和工厂照明灯光。这样玻璃板界位计的体积将很大。玻璃板的后部要加防爆灯并安装灯的外壳，造价也比较高。因为要引入220V交流电，需要考虑防爆，还需要拉电缆，施工量大。防爆灯使用寿命也有限，24小时全天一直开灯使故障率高，经常需要维修；防爆外壳也存在着安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种玻璃板界位计与界位测量方法，以解决现有的界位计分别存在的不容易看清界位、需采用专用外加光源等问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种玻璃板界位计，设有前玻璃板、后玻璃板、前压盖、后压盖、前夹紧架和后夹紧架，前压盖上设有导视孔，后压盖上设有观测孔，前玻璃板、后玻璃板、前夹紧架和后夹紧架围出内腔，其特征在于：前玻璃板与内腔相邻的内侧面上竖直设有前斜面透镜，后玻璃板与内腔相邻的内侧面上竖直设有后斜面透镜，前斜面透镜与前玻璃板和导视孔相对，后斜面透镜与后玻璃板和观测孔相对，前斜面透镜的斜面与后斜面透镜的斜面相平行，前夹紧架、后夹紧架、前斜面透镜和后斜面透镜围出测量腔，后斜面透镜至后夹紧架外侧面的距离小于前斜面透镜至后夹紧架外侧面的距离，玻璃板界位计外部的光线从前斜面透镜的斜面透出后，通过测量腔内的油相，能全部或一部分射入后斜面透镜的斜面。