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外貼式超聲液位計的制作方法
【專利摘要】一種外貼式超聲液位計，包括超聲傳感器，內(nèi)含用于透過容器向待測液體發(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)存儲模塊，用于存儲待測液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)；測量模塊，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)存儲模塊存儲的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，獲取待測液體的高度；顯示模塊，用于顯示所述測量模塊得到的待測液體的高度；供電及測量結(jié)果存儲模塊，用于供電及存儲測量結(jié)果；所述測量模塊分別與超聲傳感器、供電及測量結(jié)果存儲模塊、參數(shù)存儲模塊和顯示模塊連接。本實用新型反應(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。
【專利說明】外貼式超聲液位計
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型有關(guān)一種液位計，特別是一種外貼式超聲液位計。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻電容式液位計依據(jù)電容感應(yīng)原理，當(dāng)被測介質(zhì)浸汲測量電極的高度變化時，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，遠(yuǎn)傳至操作控制室供二次儀表或計算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、報警或自動控制。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)液位計在應(yīng)用過程中存在明顯缺陷，一是接觸式測量方式，容易在桿上粘接硫化物等雜質(zhì)，造成測量不準(zhǔn)確；二是更換維護(hù)較為麻煩，特別是對于密閉式壓力儲罐，一旦發(fā)生儀器故障只能停產(chǎn)檢修，必然給現(xiàn)場生產(chǎn)帶來很大影響，造成額外的經(jīng)濟(jì)損失；三是測量精度不高，特別是當(dāng)乳化層中的含水量發(fā)生變化時很容易把乳化層當(dāng)水給排出來，給后續(xù)的生產(chǎn)工藝增加了難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供一種外貼式超聲液位計，以解決【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問題。
[0005]為此本實用新型的一種外貼式超聲液位計，包括超聲傳感器，內(nèi)含用于透過容器向待測液體發(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)存儲模塊，用于存儲待測液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)；測量模塊，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)存儲模塊存儲的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，獲取待測液體的高度；顯示模塊，用于顯示所述測量模塊得到的待測液體的高度；供電及測量結(jié)果存儲模塊，用于供電及存儲測量結(jié)果；所述測量模塊分別與超聲傳感器、供電及測量結(jié)果存儲模塊、參數(shù)存儲模塊和顯示模塊連接。
[0006]所述的外貼式超聲液位計，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)存儲模塊，用于向所述參數(shù)存儲模塊內(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，本實用新型達(dá)到的有益技術(shù)效果在于:本實用新型用于測量儲罐內(nèi)液體的液位，重點解決了油田內(nèi)部介質(zhì)測量精確度不高的現(xiàn)狀，本液位計采用外貼式的安裝方式，不需要在儲罐上進(jìn)行開孔，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，可適用于檢測各類液體，尤其測量有毒及腐蝕性的危險液體，反應(yīng)靈敏、工作可靠、性能穩(wěn)定、只需定時充電、不需要使用方維修、使用壽命長、抗干擾能力強(qiáng)，特別適用于密閉壓力容器的液位檢測，在油田及化工領(lǐng)域具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的內(nèi)部連接示意圖。
[0009]附圖標(biāo)記說明[0010]超聲傳感器-1 ;測量模塊-2 ;供電及測量結(jié)果存儲模塊-3 ;顯示模塊-4 ;參數(shù)輸入模塊-5 ;參數(shù)存儲模塊_6。
【具體實施方式】
[0011]為了使本實用新型的形狀、構(gòu)造以及特點能夠更好地被理解，以下將列舉較佳實施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0012]本實用新型的技術(shù)方案提供一種外貼式超聲液位測量裝置，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)、測量模塊2、供電及測量結(jié)果存儲模塊3、顯示模塊4和參數(shù)存儲模塊6，通過主動發(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，儀器對回波信號進(jìn)行分析，根據(jù)回波與發(fā)射波的時間差計算儲罐內(nèi)液體的高度。
[0013]測量模塊2分別與超聲傳感器1、供電及測量結(jié)果存儲模塊3、參數(shù)存儲模塊6和顯示模塊4連接。
[0014]超聲傳感器I設(shè)置在存儲待測液體的容器底部，用于透過容器向所述待測液體發(fā)射超聲波波束，并接收從所述待測液體表面反射的反射超聲波波束。
[0015]參數(shù)存儲模塊6用于存儲所述待測液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)。
[0016]測量模塊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)存儲模塊存儲的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，獲取待測液體的高度。
[0017]顯示模塊4用于顯示所述測量模塊得到的待測液體的高度。
[0018]供電及測量結(jié)果存儲模塊，用于供電及存儲測量結(jié)果。
[0019]參數(shù)輸入模塊5連接參數(shù)存儲模塊6，用于向所述參數(shù)存儲模塊6內(nèi)輸入未預(yù)置液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)。
[0020]安裝使用本實用新型裝置時，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，確保沒有凸點或是鐵銹。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。將外貼式超聲測量裝置開啟，選擇待測液體種類，外貼式超聲液位計將在20秒內(nèi)顯示當(dāng)前液位測量值。首次測量未預(yù)置的液體時，需要先進(jìn)行必要的標(biāo)定。如果電源饋電指示燈亮?xí)r，及時充電以保證設(shè)備的正常使用。
[0021]外貼式超聲液位計通過控制超聲傳感器產(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，反射聲波由同一個傳感器進(jìn)行接收，通過對回波進(jìn)行相應(yīng)的高速信號處理，得到容器內(nèi)液體的高度值，其測量結(jié)果可以直接顯示。
[0022]為保證測量的準(zhǔn)確性，進(jìn)行計算時必須提供測量介質(zhì)的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，常見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，對于特殊混合液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)可通過測量標(biāo)定相關(guān)數(shù)值，該數(shù)值可為同類產(chǎn)品的測量計算提供準(zhǔn)確的參數(shù)。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型用于測量儲罐內(nèi)液體的液位，重點解決了油田內(nèi)部介質(zhì)測量精確度不高的現(xiàn)狀，本液位計采用外貼式的安裝方式，不需要在儲罐上進(jìn)行開孔，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，可適用于檢測各類液體，尤其測量有毒及腐蝕性的危險液體，反應(yīng)靈敏、工作可靠、性能穩(wěn)定、只需定時充電、不需要使用方維修、使用壽命長、抗干擾能力強(qiáng)，特別適用于密閉壓力容器的液位檢測，在油田及化工領(lǐng)域具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。
[0024]為了實現(xiàn)儀器的高精度的智能化和微弱信號的提取檢測分析，同時保證儀器的測量精度可以達(dá)到0.1mm量級，在實現(xiàn)本項目時重點采用了相位檢測技術(shù)和閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)。相位檢測技術(shù)是指在每次接收回波信號時保證進(jìn)行分析計算的波為首波，且通過過零點檢測保證相位檢測的最小誤差。閉環(huán)控制網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)回波信號的大小自動調(diào)整儀器的測量參數(shù)，滿足不同量程、不同應(yīng)用現(xiàn)場的測量要求，實現(xiàn)儀器的智能化應(yīng)用。
[0025]本實用新型采用外貼式測量，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波長的規(guī)律，減少超聲波能量在鋼壁上的損失。本實用新型可以通過參數(shù)的調(diào)整實現(xiàn)不同超聲波脈沖頻率的發(fā)射。
[0026]以上對本實用新型的描述是說明性的，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)可對其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種外貼式超聲液位計，其特征在于，包括 超聲傳感器，內(nèi)含用于透過容器向待測液體發(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)存儲模塊，用于存儲待測液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)； 測量模塊，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)存儲模塊存儲的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)，獲取待測液體的高度； 顯示模塊，用于顯示所述測量模塊得到的待測液體的高度； 供電及測量結(jié)果存儲模塊，用于供電及存儲測量結(jié)果； 所述測量模塊分別與超聲傳感器、供電及測量結(jié)果存儲模塊、參數(shù)存儲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，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)存儲模塊，用于向所述參數(shù)存儲模塊內(nèi)輸入未預(yù)置液體的聲速和溫補(bǔ)系數(shù)。
【文檔編號】G01F23/296GK203489945SQ201320608123
【公開日】2014年3月19日 申請日期: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 申請人:中科隆聲（北京）科技有限責(zé)任公司