[發明專利]一種數字式油水分界面高度測量傳感器

有效

• 申請號: 201310471610.5
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103487116A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 喬學工;徐致亞;薛保平;梁麗萍;王華倩
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01F23/62
• 分類號: G01F23/62
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術領域

本發明一種數字式油水分界面高度測量傳感器，屬于測量技術領域，尤其涉及測量儲油罐中油品與水位分界面高度的一種專用傳感器，主要應用在煉油廠、油脂廠及儲油庫的儲油罐上。

背景技術

石油產品和食用油在加工、運輸及儲存過程中，不可避免會出現水分，由于油品與水存在不溶性，且密度差異較大，在靜態的情況下很容易出現分層現象，輕質的油品在上，重質的水在下，在儲油罐中油與水之間形成一個分界面。

在生產過程中需要了解每個儲油罐中油品的實際儲存數量，就必須測量儲油罐的液位和油水界面高度兩個參數。精確測量油水界面的高度，對于工業生產具有重要意義。同時這一類型企業自動化水平要求相對較高，需要隨時對各儲油罐的儲量進行動態監控，解決界面的實時在線監控問題。

隨著國民經濟的高速發展，對生產過程的自動化水平要求越來越高，生產過程的自動控制是保持生產穩定的正常進行，降低成本消耗，提高產品質量，保證生產安全和提高勞動生產率的主要手段，是二十世紀科學與技術發展的具體體現，是工業現代化的標志之一。由于分界面自身的隱蔽性，對其精確測量，一直是測量領域的一道技術難題。

國內外常用的測量方法有：

1）.電容式界面計

傳統的電容式界面計主要依據電介質變化引起電容值變化的原理來測量電容值與界面之間的關系。

2）.超聲波式界面計

超聲波式界面計主要依據超聲波在不同密度介質中傳播速度不同的原理工作。使用時將超聲波發生器和接收器安裝在儲油罐的底部，超聲波發生器向油水界面發射超聲波，接收器接收油水界面反射回來的超聲波，根據超聲波在水中的傳播速度計算界面高度。

3）.射頻導納界面計

以射頻阻抗理論為基礎，通過被測介質呈現的阻抗特性反映油水界面位置的儀表。由于其具有測量范圍大，可以克服礦化度和掛油影響等優點而應用廣泛。

除以上幾種油水界面計之外，還有短波吸收式界面計、射線式界面計等。目前界面計的研制在我國較落后，現場主要使用國外的產品，其中射頻導納和超聲波界面計的應用較為廣泛。

計算機技術和單片機技術是近年來發展起來的數字處理新技術，以獨特的優勢得到迅速發展并且日趨完善。在整個測量系統中如果傳感器能夠直接輸出數字信號，就不需要模/數轉換這個中間環節，所以傳感器技術數字化是必然的發展趨勢，數字傳感器輸出的是脈沖信號，不僅不需要中間轉換電路，而且抗干擾能力非常強，相對而言對測量精度的提高很有好處，因為任何中間環節轉換的效率不可能達到100﹪。

綜合所述現有的界面計，傳感部分輸出普遍都是模擬信號，需經模/數轉換電路轉換成數字信號，再通過單片機或數字電路處理后由數碼管顯示界面高度。

發明內容

本發明一種數字式油水分界面高度測量傳感器，主要針對上述油水分界面測量技術中傳感部分普遍輸出模擬信號的弊端，從而公開一種傳感部分可以直接輸出數字脈沖信號的油水分界面傳感器技術方案，可以直接與后續數字處理電路相連接，不需要模/數轉換中間環節，使得整個測量系統更為簡單合理。