[發(fā)明專利]一種罐體液位和界位的測量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310021732.4
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103090929A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀江林;白潤會;鄭增玉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京乾達(dá)源科技有限公司
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26
• 代理公司: 北京中海智圣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11282
• 代理人: 朱永飛

1.一種罐體液位和界位的測量方法，其特征在于，采用多段式分布電容測量系統(tǒng)測量各段介質(zhì)的電容，利用介質(zhì)的電容與其高度的相關(guān)性并結(jié)合總高度而確定罐體液位和界位，所述多段式分布電容測量系統(tǒng)包括內(nèi)部構(gòu)造與金屬外壁，所述內(nèi)部構(gòu)造由外向內(nèi)依次包括塑性絕緣層、內(nèi)部金屬電極和灌封絕緣材料，從所述內(nèi)部金屬電極經(jīng)所述灌封絕緣材料引出多條用于測量電容的儀表引線，所述金屬外壁設(shè)置有多個(gè)液位通孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，介質(zhì)的電容與其高度的相關(guān)性為：各介質(zhì)的電容之間的比值等于各介質(zhì)的介電常數(shù)與其高度的乘積之間的比值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，介質(zhì)的電容與其高度的相關(guān)性如下式所示：

C=2πϵHln(rR)]]>

其中，ε為介質(zhì)的介電常數(shù)，r為內(nèi)部金屬電極半徑，R為金屬外壁半徑，H為介質(zhì)高度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述塑性絕緣層使所述內(nèi)部構(gòu)造與所述金屬外壁之間的絕緣阻抗大于500MΩ。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述儀表引線相互之間獨(dú)立，并由灌封材料絕緣，且保持固定。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，測量方式采用下面兩種方式之一：a）多組電容同時(shí)測量；b）多組電容分時(shí)測量，在測量其中一組時(shí)，其他保持0電平。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于，利用溫度傳感器測量溫度，對介電常數(shù)進(jìn)行溫度修正。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測量方法，其特征在于，采用縱向分布的多組溫度傳感器，在分布各點(diǎn)測量內(nèi)部的溫度梯度。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測量方法，其特征在于，

設(shè)空氣中電容值C₀，對于任何一種液體都有電容值C>C₀，

假設(shè)從罐底的第一個(gè)極板計(jì)數(shù)為1，向上依次遞加，則對于第N個(gè)極板來說，電容測量值C_N分以下幾種情況：

a)如果極板數(shù)量為N，即為最上邊的一塊，則此時(shí)按同一介電常數(shù)連續(xù)處理；

b)如果C_N≈C₀，則認(rèn)為該處處于空氣中；

c)如果C_N>C₀且C_N+1≈C₀，則該極板處于液位處，可認(rèn)為在此處液體分布保持均勻，其介電常數(shù)可通過C_N-1求得：

ϵN=CN-1k]]>

d)對于分層介質(zhì)來說，可以通過測量電容值測量液體在內(nèi)部的高度：

設(shè)定在標(biāo)定樣品中，充滿高度H,介電常數(shù)分別為ε₁和ε₂所對應(yīng)的電容值為C₁和C₂，則同樣高度兩個(gè)介質(zhì)之間高度比值為h₁∶h₂的分層液體的測量值有如下關(guān)系:

Cx=C1′+C2′=C1×h1H+C2×h2H]]>

h₁+h₂＝H

由于總高度已知，則可以測出單個(gè)介質(zhì)的比例，如果其中一個(gè)是空氣則可算出液體高度；

e)如果C_N>C₀且C_N+1>C₀,則說明該點(diǎn)充滿液體，則可以算得平均介電常數(shù)然后根據(jù)與液相之間比例關(guān)系可得到液相之間的比率，此關(guān)系可通過查表或標(biāo)定取得；

f)由于物質(zhì)的介電常數(shù)是隨溫度發(fā)生變化的，所以在使用過程中進(jìn)行溫度修正；通過每一個(gè)點(diǎn)的測量與計(jì)算，得到介質(zhì)中縱向介電常數(shù)的分布，如果液相為兩種介質(zhì)，則推算出此時(shí)兩個(gè)液體的分別含量。