[發明專利]一種變密度介質料位測量裝置

有效

• 申請號: 201510725785.3
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN105403282B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 趙純正;齊春昌;陸曉雯;尹浩正;李方元
• 申請（專利權）人: 中石化寧波工程有限公司;中石化寧波技術研究院有限公司;中石化煉化工程(集團)股份有限公司
• 主分類號: G01F23/14
• 分類號: G01F23/14
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 劉鳳欽

1.一種變密度介質料位測量裝置，用于對設備內裝載的變密度介質的料位進行測量，其特征在于：在設備上方設置第一取壓口(1)和第二取壓口(2)，第一取壓口(1)和第二取壓口(2)處于同一水平位置，在設備中部設置第三取壓口(3)，在設備下部設置第四取壓口(4)，第三取壓口(3)的位置低于設備的最低料位，該測量裝置包括第一雙法蘭差壓變送器(5)、第二雙法蘭差壓變送器(6)、溫度計(7)和基本過程控制系統(8)，其中第一雙法蘭差壓變送器(5)的低壓側法蘭通過毛細管與第二取壓口(2)相連，第一雙法蘭差壓變送器(5)的高壓側法蘭通過毛細管與第四取壓口(4)相連，第二雙法蘭差壓變送器(6)的低壓側法蘭通過毛細管與第一取壓口(1)相連，第二雙法蘭差壓變送器(6)的高壓側法蘭通過毛細管與第三取壓口(3)相連，溫度計(7)放置在設備附近測量環境溫度，第一雙法蘭差壓變送器(5)、第二雙法蘭差壓變送器(6)和溫度計(7)的測量信號引入基本過程控制系統(8)中，基本過程控制系統(8)根據第一雙法蘭差壓變送器(5)、第二雙法蘭差壓變送器(6)和溫度計(7)的測量信號對設備內裝載的變密度介質的料位進行測量；

所述基本過程控制系統(8)根據第一雙法蘭差壓變送器(5)、第二雙法蘭差壓變送器(6)和溫度計(7)的測量信號對設備內裝載的變密度介質的料位進行測量的方法為：

步驟一、確定第一雙法蘭差壓變送器(5)和第二雙法蘭差壓變送器(6)的量程：令毛細管中填充介質的密度為ρ₀，令被測介質密度為ρ，令被測介質最大密度為ρ_max，則

第一雙法蘭差壓變送器量程為Δp_1max＝ρ_maxg(HD+Hd)，其中HD為第三取壓口與設備的最高料位之間的距離取值，Hd為第三取壓口(3)和第四取壓口(4)之間的距離取值；第一雙法蘭差壓變送器的遷移量為B1＝ρ₀gH，其中H為第二取壓口(2)和第四取壓口(4)之間的距離取值；第一雙法蘭差壓變送器遷移后量程為-ρ₀gH～-ρ₀gH+Δp_1max，即為：-ρ₀gH～-ρ₀gH+ρ_maxg(HD+Hd)；

第二雙法蘭差壓變送器量程為Δp_2max＝ρ_maxgHD，其中HD為第三取壓口與設備的最高料位之間的距離取值，第二雙法蘭差壓變送器的遷移量為B2＝ρ₀g(H-Hd)，其中H為第二取壓口(2)和第四取壓口(4)之間的距離取值，Hd為第三取壓口(3)和第四取壓口(4)之間的距離取值；第二雙法蘭差壓變送器遷移后量程為：-ρ₀g(H-Hd)～-ρ₀g(H-Hd)+Δp2max，即為-ρ₀g(H-Hd)～－ρ₀g(H-Hd)+ρ_maxgHD；

步驟二、求取設備內裝載的變密度介質的料位：

當環境溫度不變時：

第一雙法蘭差壓變送器差壓示值為：ΔP1＝ρgh，其中h為設備內裝載的變密度介質液面與第四取壓口(4)之間的距離取值；

第二雙法蘭差壓變送器差壓示值為：ΔP2＝ρg(h-Hd)，其中h為設備內裝載的變密度介質液面與第四取壓口(4)之間的距離取值，Hd為第三取壓口(3)和第四取壓口(4)之間的距離取值；

則則

當環境溫度發生變化時，利用溫度計測量溫度，得出當前溫度與基準溫度之間的變化量Δt：令毛細管內介質的體積膨脹系數為a，在基準溫度時，毛細管內介質的密度為ρ₀；

溫度發生變化后毛細管內介質密度ρ_0t＝(1-aΔt)ρ₀；

而第一雙法蘭差壓變送器遷移量：B_1t＝(1-aΔt)ρ₀gH；

第二雙法蘭差壓變送器遷移量：B_2t＝(1-aΔt)ρ₀g(H-Hd)；

環境溫度變化引起第一、第二雙法蘭差壓變送器示值誤差分別為：aΔtρ₀gH、aΔtρ₀g(H-Hd)；

第一雙法蘭差壓變送器差壓示值為：Δp_1t＝ρgh+aΔtρ₀gH

第二雙法蘭差壓變送器差壓示值為：Δp_2t＝ρg(h-Hd)+aΔtρ₀g(H-Hd)

△p_1t-△p_2t＝ρgHd+a△tρ₀gHd

將上式代入第一雙法蘭差壓變送器示值得：

測量的h值即視為設備內裝載的變密度介質的料位。