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外貼式超聲液位計(jì)的制作方法
【專利摘要】一種外貼式超聲液位計(jì)，包括超聲傳感器，內(nèi)含用于透過(guò)容器向待測(cè)液體發(fā)射超聲波波束的超聲波發(fā)射模塊，以及接收從所述待測(cè)液體表面反射的反射超聲波波束的超聲波接收模塊；參數(shù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)待測(cè)液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)；測(cè)量模塊，用于根據(jù)所述超聲波接收模塊接收到的反射聲波和參數(shù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，獲取待測(cè)液體的高度；顯示模塊，用于顯示所述測(cè)量模塊得到的待測(cè)液體的高度；供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊，用于供電及存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果；所述測(cè)量模塊分別與超聲傳感器、供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊、參數(shù)存儲(chǔ)模塊和顯示模塊連接。本實(shí)用新型反應(yīng)靈敏、工作可靠、性能穩(wěn)定，特別適用于密閉壓力容器的液位檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】外貼式超聲液位計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型有關(guān)一種液位計(jì)，特別是一種外貼式超聲液位計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻電容式液位計(jì)依據(jù)電容感應(yīng)原理，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)浸汲測(cè)量電極的高度變化時(shí)，引起其電容變化。它可將各種物位、液位介質(zhì)高度的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，遠(yuǎn)傳至操作控制室供二次儀表或計(jì)算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、報(bào)警或自動(dòng)控制。其良好的結(jié)構(gòu)及安裝方式可適用于高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕，易結(jié)晶，防堵塞，防冷凍及固體粉狀、粒狀物料。
[0003]射頻電容式傳統(tǒng)液位計(jì)在應(yīng)用過(guò)程中存在明顯缺陷，一是接觸式測(cè)量方式，容易在桿上粘接硫化物等雜質(zhì)，造成測(cè)量不準(zhǔn)確；二是更換維護(hù)較為麻煩，特別是對(duì)于密閉式壓力儲(chǔ)罐，一旦發(fā)生儀器故障只能停產(chǎn)檢修，必然給現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)帶來(lái)很大影響，造成額外的經(jīng)濟(jì)損失；三是測(cè)量精度不高，特別是當(dāng)乳化層中的含水量發(fā)生變化時(shí)很容易把乳化層當(dāng)水給排出來(lái)，給后續(xù)的生產(chǎn)工藝增加了難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型提供一種外貼式超聲液位計(jì)，以解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為此本實(shí)用新型的一種外貼式超聲液位計(jì)，包括超聲傳感器，內(nèi)含用于透過(guò)容器向待測(cè)液體發(fā)射超聲波波束的超聲波發(fā)射模塊，以及接收從所述待測(cè)液體表面反射的反射超聲波波束的超聲波接收模塊；參數(shù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)待測(cè)液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)；測(cè)量模塊，用于根據(jù)所述超聲波接收模塊接收到的反射聲波和參數(shù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，獲取待測(cè)液體的高度；顯示模塊，用于顯示所述測(cè)量模塊得到的待測(cè)液體的高度；供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊，用于供電及存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果；所述測(cè)量模塊分別與超聲傳感器、供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊、參數(shù)存儲(chǔ)模塊和顯示模塊連接。
[0006]所述的外貼式超聲液位計(jì)，其中，還包括參數(shù)輸入模塊，所述參數(shù)輸入模塊連接所述參數(shù)存儲(chǔ)模塊，用于向所述參數(shù)存儲(chǔ)模塊內(nèi)輸入未預(yù)置液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型達(dá)到的有益技術(shù)效果在于:本實(shí)用新型用于測(cè)量?jī)?chǔ)罐內(nèi)液體的液位，重點(diǎn)解決了油田內(nèi)部介質(zhì)測(cè)量精確度不高的現(xiàn)狀，本液位計(jì)采用外貼式的安裝方式，不需要在儲(chǔ)罐上進(jìn)行開(kāi)孔，也不需要停產(chǎn)清罐后才能夠進(jìn)行安裝，不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導(dǎo)電性、反射系數(shù)、壓力、溫度、沉淀等因素的影響，可適用于檢測(cè)各類液體，尤其測(cè)量有毒及腐蝕性的危險(xiǎn)液體，反應(yīng)靈敏、工作可靠、性能穩(wěn)定、只需定時(shí)充電、不需要使用方維修、使用壽命長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)，特別適用于密閉壓力容器的液位檢測(cè)，在油田及化工領(lǐng)域具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型的內(nèi)部連接示意圖。
[0009]附圖標(biāo)記說(shuō)明[0010]超聲傳感器-1 ;測(cè)量模塊-2 ;供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊-3 ;顯示模塊-4 ;參數(shù)輸入模塊-5 ;參數(shù)存儲(chǔ)模塊_6。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了使本實(shí)用新型的形狀、構(gòu)造以及特點(diǎn)能夠更好地被理解，以下將列舉較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]本實(shí)用新型的技術(shù)方案提供一種外貼式超聲液位測(cè)量裝置，包括超聲傳感器I (內(nèi)含超聲波發(fā)射模塊和超聲波接收模塊)、測(cè)量模塊2、供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊3、顯示模塊4和參數(shù)存儲(chǔ)模塊6，通過(guò)主動(dòng)發(fā)射超聲波，超聲波在液體中傳播，在分層液體面之間或是液體與空氣分層面上發(fā)生反射，儀器對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行分析，根據(jù)回波與發(fā)射波的時(shí)間差計(jì)算儲(chǔ)罐內(nèi)液體的高度。
[0013]測(cè)量模塊2分別與超聲傳感器1、供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊3、參數(shù)存儲(chǔ)模塊6和顯示模塊4連接。
[0014]超聲傳感器I設(shè)置在存儲(chǔ)待測(cè)液體的容器底部，用于透過(guò)容器向所述待測(cè)液體發(fā)射超聲波波束，并接收從所述待測(cè)液體表面反射的反射超聲波波束。
[0015]參數(shù)存儲(chǔ)模塊6用于存儲(chǔ)所述待測(cè)液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)。
[0016]測(cè)量模塊2用于根據(jù)所述超聲波接收模塊接收到的反射聲波和參數(shù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，獲取待測(cè)液體的高度。
[0017]顯示模塊4用于顯示所述測(cè)量模塊得到的待測(cè)液體的高度。
[0018]供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊，用于供電及存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果。
[0019]參數(shù)輸入模塊5連接參數(shù)存儲(chǔ)模塊6，用于向所述參數(shù)存儲(chǔ)模塊6內(nèi)輸入未預(yù)置液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)。
[0020]安裝使用本實(shí)用新型裝置時(shí)，將超聲傳感器I吸附到容器底部前，先將待吸附的容器底部清除干凈，確保沒(méi)有凸點(diǎn)或是鐵銹。超聲傳感器I底部涂抹均勻耦合劑吸附在容器底部中心線位置，保證與容器內(nèi)的液面垂直。將外貼式超聲測(cè)量裝置開(kāi)啟，選擇待測(cè)液體種類，外貼式超聲液位計(jì)將在20秒內(nèi)顯示當(dāng)前液位測(cè)量值。首次測(cè)量未預(yù)置的液體時(shí)，需要先進(jìn)行必要的標(biāo)定。如果電源饋電指示燈亮?xí)r，及時(shí)充電以保證設(shè)備的正常使用。
[0021]外貼式超聲液位計(jì)通過(guò)控制超聲傳感器產(chǎn)生的多種頻率的波束，克服壁厚的能量損失，在容器內(nèi)的液體表面產(chǎn)生反射，反射聲波由同一個(gè)傳感器進(jìn)行接收，通過(guò)對(duì)回波進(jìn)行相應(yīng)的高速信號(hào)處理，得到容器內(nèi)液體的高度值，其測(cè)量結(jié)果可以直接顯示。
[0022]為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，進(jìn)行計(jì)算時(shí)必須提供測(cè)量介質(zhì)的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，常見(jiàn)的化工液體均可從相關(guān)文獻(xiàn)中查到并內(nèi)置到設(shè)備中，對(duì)于特殊混合液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)可通過(guò)測(cè)量標(biāo)定相關(guān)數(shù)值，該數(shù)值可為同類產(chǎn)品的測(cè)量計(jì)算提供準(zhǔn)確的參數(shù)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型用于測(cè)量?jī)?chǔ)罐內(nèi)液體的液位，重點(diǎn)解決了油田內(nèi)部介質(zhì)測(cè)量精確度不高的現(xiàn)狀，本液位計(jì)采用外貼式的安裝方式，不需要在儲(chǔ)罐上進(jìn)行開(kāi)孔，也不需要停產(chǎn)清罐后才能夠進(jìn)行安裝，不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導(dǎo)電性、反射系數(shù)、壓力、溫度、沉淀等因素的影響，可適用于檢測(cè)各類液體，尤其測(cè)量有毒及腐蝕性的危險(xiǎn)液體，反應(yīng)靈敏、工作可靠、性能穩(wěn)定、只需定時(shí)充電、不需要使用方維修、使用壽命長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)，特別適用于密閉壓力容器的液位檢測(cè)，在油田及化工領(lǐng)域具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)儀器的高精度的智能化和微弱信號(hào)的提取檢測(cè)分析，同時(shí)保證儀器的測(cè)量精度可以達(dá)到0.1mm量級(jí)，在實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目時(shí)重點(diǎn)采用了相位檢測(cè)技術(shù)和閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)。相位檢測(cè)技術(shù)是指在每次接收回波信號(hào)時(shí)保證進(jìn)行分析計(jì)算的波為首波，且通過(guò)過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)保證相位檢測(cè)的最小誤差。閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)回波信號(hào)的大小自動(dòng)調(diào)整儀器的測(cè)量參數(shù)，滿足不同量程、不同應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量要求，實(shí)現(xiàn)儀器的智能化應(yīng)用。
[0025]本實(shí)用新型采用外貼式測(cè)量，各種不同的罐體的壁厚不同，需要選用不同頻率的超聲波，以達(dá)到最佳透射且符合1+1/4波長(zhǎng)的規(guī)律，減少超聲波能量在鋼壁上的損失。本實(shí)用新型可以通過(guò)參數(shù)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)不同超聲波脈沖頻率的發(fā)射。
[0026]以上對(duì)本實(shí)用新型的描述是說(shuō)明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種外貼式超聲液位計(jì)，其特征在于，包括 超聲傳感器，內(nèi)含用于透過(guò)容器向待測(cè)液體發(fā)射超聲波波束的超聲波發(fā)射模塊，以及接收從所述待測(cè)液體表面反射的反射超聲波波束的超聲波接收模塊； 參數(shù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)待測(cè)液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)； 測(cè)量模塊，用于根據(jù)所述超聲波接收模塊接收到的反射聲波和參數(shù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，獲取待測(cè)液體的高度； 顯示模塊，用于顯示所述測(cè)量模塊得到的待測(cè)液體的高度； 供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊，用于供電及存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果； 所述測(cè)量模塊分別與超聲傳感器、供電及測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)模塊、參數(shù)存儲(chǔ)模塊和顯示模塊連接。
2.如權(quán)利要求1所述的外貼式超聲液位計(jì)，其特征在于，還包括參數(shù)輸入模塊，所述參數(shù)輸入模塊連接所述參數(shù)存儲(chǔ)模塊，用于向所述參數(shù)存儲(chǔ)模塊內(nèi)輸入未預(yù)置液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01F23/296GK203489945SQ201320608123
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】裘英, 李君華 申請(qǐng)人:中科隆聲（北京）科技有限責(zé)任公司