專利名稱：一種間接測量儲罐內(nèi)液體液位、體積的方法及重力法物位儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量容器內(nèi)(儲罐內(nèi))儲存液體的液位、體積的方法，以及使用該方法的一種物位儀。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動化程度的提升，人們對液體物位(液位、體積)的測量要求也越來越高，應(yīng)用范圍越來越廣。市面上用于測量液體物位的測量裝置即物位儀雖然也有很多，然而它們在對液體進(jìn)行測量時，都需要對原來容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造以便安裝。這樣不僅浪費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力，而且改造后的容器原有的技術(shù)性能會發(fā)生變化，特別是裝有危險(xiǎn)化學(xué)品或易燃易爆品的容器或高壓的容器以及超高溫、超低溫的容器，以及真空容器，一經(jīng)改造其安全性能或保溫性能等極有可能得不到保障。由于上述原因，使得現(xiàn)有物位儀的應(yīng)用范圍受到了限制?，F(xiàn)有技術(shù)中的液體儲罐,如其中的車載式LNG(Liquefied Natural Gas)儲氣罐, 即液化天然氣儲氣罐。天然氣是在氣田中自然開采出來的可燃?xì)怏w，主要成分由甲烷組成。 LNG是通過在常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162°C，使之凝結(jié)成液體。天然氣液化后可以大大節(jié)約儲運(yùn)空間和成本，而且具有熱值大、性能高等特點(diǎn)。上述儲氣罐目前并未有能夠?qū)崟r測量罐內(nèi)液化天然氣的液位、體積的比較可行有效的方法及物位儀，通常采取在加滿液化天然氣后根據(jù)車輛行駛里程的大致消耗量來估算罐內(nèi)的液化天氣剩余量，非常地不準(zhǔn)確， 給用戶的使用帶來極大地不便。由此可見，有必要提供一種諸如能夠?qū)崟r測量儲罐內(nèi)液化天然氣等液體的液位、 體積比較可行有效的方法，以及使用該方法的一種物位儀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種間接測量儲罐內(nèi)液體的液位、體積的方法，該方法能夠?qū)崟r測量儲罐內(nèi)諸如液化天然氣等液體的液位、體積。同時提供一種使用該方法的重力法物位儀。其技術(shù)解決方案是—種間接測量儲罐內(nèi)液體的液位、體積的方法，包括如下步驟a將儲罐的一側(cè)罐端的底部作為支點(diǎn)，在另一側(cè)罐端的底部布置有測量點(diǎn)，在測量點(diǎn)上安裝有重力傳感器；重力傳感器連接有信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和顯示模塊；b在儲罐為空罐時，由重力傳感器測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為fl，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，送入微處理器，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲，其數(shù)值設(shè)為Fl;C在儲罐充滿液體時，重力傳感器測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為f2，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，送入微處理器，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲，其數(shù)值設(shè)為F2。d微處理器根據(jù)上述b、c步驟獲得的Fl、F2進(jìn)行差值計(jì)算，所得數(shù)值為儲罐充滿液體時罐內(nèi)液體對測量點(diǎn)所施加的力，設(shè)定為AF，AF = F2-F1，并將此數(shù)值保存；e在儲罐使用過程中，重力傳感器實(shí)時測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為f，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，實(shí)時送入微處理器，其數(shù)值設(shè)為 F，由微處理器計(jì)算出此時儲罐內(nèi)剩余液體占整個容積的百分比，設(shè)定為S，S = (F-Fl)/ AF ;并通過儲罐所儲存的液體密度和罐容表計(jì)算出此時剩余液體的液位高度和/或體積， 由顯示模塊實(shí)時顯示上述數(shù)據(jù)信息。一種重力法物位儀，包括儲罐、重力傳感器、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和顯旲塊，儲 的一側(cè)端固定連接在儲te固定底座上，并在該一側(cè)te端的底部形成支點(diǎn)，儲罐的另一側(cè)罐端也固定連接在儲罐固定底座上，并在該另一側(cè)罐端的底部布置有測量點(diǎn)，測量點(diǎn)與位于其下方的重力傳感器接觸，重力傳感器安裝在儲罐固定底座上；重力傳感器連接信號放大器，信號放大器連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接微處理器，微處理器連接顯示模塊。上述儲罐通過布置在兩罐端的環(huán)形鋼帶固定連接在儲罐固定底座上。上述重力傳感器有兩只，安裝在垂直于儲罐中軸線的垂面與儲罐固定底座相交的一條直線上，并分別靠近儲罐的罐體兩側(cè)。上述儲罐為車載式LNG儲氣罐。本發(fā)明具有以下有益技術(shù)效果本發(fā)明能夠?qū)崟r測量儲罐內(nèi)液體的液位、體積，用戶通過顯示模塊即可及時了解儲罐內(nèi)液體的剩余量，給用戶的使用帶來了極大的方便。此外，本發(fā)明在應(yīng)用過程中無需改造儲罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，安裝方便，便于維護(hù)，用戶還可自行校準(zhǔn)，既能保證儲罐的原有性能不變，又有利于推廣實(shí)施。


下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖I為本發(fā)明中的重力法物位儀一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。圖2示出了圖I方式中的儲罐與重力傳感器的位置關(guān)系，此時，儲罐為空罐狀態(tài)。圖3示出了圖I方式中的儲罐與重力傳感器的位置關(guān)系，此時，儲罐為充滿液體即滿罐狀態(tài)。圖4為本發(fā)明中的重力法物位儀另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。圖5示出了圖4方式中的儲罐與重力傳感器的位置關(guān)系。圖6為圖5方式的側(cè)視結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I結(jié)合圖I、圖2與圖3，一種重力法物位儀，包括儲罐I、重力傳感器2、信號放大器
3、A/D轉(zhuǎn)換模塊4、微處理器5和顯示模塊6。上述儲罐的一側(cè)罐端101固定連接在儲罐固定底座上，并在該一側(cè)罐端的底部形成支點(diǎn)，儲罐的另一側(cè)罐端102也固定連接在儲罐固定底座上，并在該另一側(cè)罐端的底部布置有測量點(diǎn)，測量點(diǎn)與位于其下方的一只重力傳感器接觸，重力傳感器安裝在儲罐固定底座上；重力傳感器連接信號放大器，信號放大器連接 A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接微處理器，微處理器連接顯示模塊。結(jié)合上述重力法物位儀，說明一種間接測量儲罐內(nèi)液體的液位、體積的方法，包括如下步驟a將儲罐的一側(cè)罐端的底部作為支點(diǎn)，在另一側(cè)罐端的底部布置有測量點(diǎn)，在測量點(diǎn)上安裝有重力傳感器；重力傳感器連接有信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和顯示模塊；b在儲罐為空罐時，由重力傳感器測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為fl，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，送入微處理器，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲，其數(shù)值設(shè)為Fl;c在儲罐充滿液體時，重力傳感器測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為f2，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，送入微處理器，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲，其數(shù)值設(shè)為F2。d微處理器根據(jù)上述b、c步驟獲得的Fl、F2進(jìn)行差值計(jì)算，所得數(shù)值為儲罐充滿液體時罐內(nèi)液體對測量點(diǎn)所施加的力，設(shè)定為AF，AF = F2-F1，并將此數(shù)值保存；e在儲罐使用過程中，重力傳感器實(shí)時測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為f，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，實(shí)時送入微處理器，其數(shù)值設(shè)為 F，由微處理器計(jì)算出此時儲罐內(nèi)剩余液體占整個容積的百分比，設(shè)定為S，S = (F-Fl)/ AF ;并通過儲罐所儲存的液體密度和罐容表計(jì)算出此時剩余液體的液位高度和/或體積， 由顯示模塊實(shí)時顯示上述數(shù)據(jù)信息。實(shí)施例2結(jié)合圖4、圖5與圖6，一種重力法物位儀，包括儲罐I、重力傳感器2、信號放大器
3、A/D轉(zhuǎn)換模塊4、微處理器5和顯示模塊6。上述儲罐的一側(cè)罐端101固定連接在儲罐固定底座7上，并在該一側(cè)罐端的底部形成支點(diǎn)，儲罐的另一側(cè)罐端102也固定連接在儲罐固定底座7上，并在該另一側(cè)罐端的底部布置有測量點(diǎn)，測量點(diǎn)與位于其下方的重力傳感器接觸，重力傳感器安裝在儲罐固定底座上；重力傳感器連接信號放大器，信號放大器連接 A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接微處理器，微處理器連接顯示模塊。上述儲罐通過布置在一側(cè)罐端101的第一環(huán)形鋼帶8以及另一側(cè)罐端102的第二環(huán)形鋼帶9固定連接在儲罐固定底座上。上述重力傳感器2有兩只，安裝在垂直于儲罐中軸線的垂面與儲罐固定底座相交的一條直線上，并分別靠近儲罐的罐體兩側(cè)。上述儲罐為車載式LNG儲氣罐。結(jié)合上述重力法物位儀，說明一種間接測量儲罐內(nèi)液體的液位、體積的方法，包括如下步驟a將儲罐的一側(cè)罐端的底部作為支點(diǎn)，在另一側(cè)罐端的底部布置有測量點(diǎn)，在測量點(diǎn)上安裝有重力傳感器；重力傳感器連接有信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和顯示模塊；b在儲罐為空罐時，由重力傳感器測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為Π，此時fl 為儲罐自身在測量點(diǎn)處的施力和第二環(huán)形鋼帶在測量點(diǎn)處的施力之和，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，送入微處理器，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲， 其數(shù)值設(shè)為Fl ；c在儲罐充滿液體時，重力傳感器測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為f2，此時f2 為儲罐自身(含液體)在測量點(diǎn)處的施力和第二環(huán)形鋼帶在測量點(diǎn)處的施力之和，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，送入微處理器，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲，其數(shù)值設(shè)為F2。d微處理器根據(jù)上述b、c步驟獲得的Fl、F2進(jìn)行差值計(jì)算，所得數(shù)值為儲罐充滿液體時罐內(nèi)液體對測量點(diǎn)所施加的力，設(shè)定為AF，AF = F2-F1，并將此數(shù)值保存；e在儲罐使用過程中，重力傳感器實(shí)時測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為f，此時f為儲罐自身(含液體)在測量點(diǎn)處的施力和第二環(huán)形鋼帶在測量點(diǎn)處的施力之和， 并將其轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，實(shí)時送入微處理器，其數(shù)值設(shè)為F，由微處理器計(jì)算出此時儲罐內(nèi)剩余液體占整個容積的百分比，設(shè)定為S，S = (F-Fl)/ AF ;并通過儲罐所儲存的液體密度和罐容表計(jì)算出此時剩余液體的液位高度和/或體積， 由顯示模塊實(shí)時顯示上述數(shù)據(jù)信息。上述實(shí)施例2中的數(shù)值如Fl、F2、F均為兩只傳感器測量結(jié)果的平均值。上述方式中未述及的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容采取或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的適用對象包括但不限于車載式LNG儲氣罐。需要說明的是，在本說明書的教導(dǎo)下本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以作出這樣或那樣的容易變化方式，諸如等同方式，或明顯變形方式。上述的變化方式均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種間接測量儲罐內(nèi)液體的液位、體積的方法，其特征在于包括如下步驟a將儲罐的一側(cè)罐端的底部作為支點(diǎn)，在另一側(cè)罐端的底部布置有測量點(diǎn)，在測量點(diǎn)上安裝有重力傳感器；重力傳感器連接有信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和顯示模塊； b在儲罐為空罐時，由重力傳感器測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為Π，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，送入微處理器，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲，其數(shù)值設(shè)為Fl ；c在儲罐充滿液體時，重力傳感器測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為f2，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，送入微處理器，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并存儲，其數(shù)值設(shè)為F2。d微處理器根據(jù)上述b、c步驟獲得的FI、F2進(jìn)行差值計(jì)算，所得數(shù)值為儲罐充滿液體時罐內(nèi)液體對測量點(diǎn)所施加的力，設(shè)定為Λ F，AF = F2-F1，并將此數(shù)值保存；e在儲罐使用過程中，重力傳感器實(shí)時測得在測量點(diǎn)處所受到的力，設(shè)定為f，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號經(jīng)過信號放大、A/D轉(zhuǎn)換后，實(shí)時送入微處理器，其數(shù)值設(shè)為F，由微處理器計(jì)算出此時儲罐內(nèi)剩余液體占整個容積的百分比，設(shè)定為S，S= (F-Fl)MF;并通過儲罐所儲存的液體密度和罐容表計(jì)算出此時剩余液體的液位高度和/或體積，由顯示模塊實(shí)時顯示上述數(shù)據(jù)信息。
2.一種重力法物位儀，其特征在于包括儲罐、重力傳感器、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、 微處理器和顯示模塊，儲罐的一側(cè)罐端固定連接在儲罐固定底座上，并在該一側(cè)罐端的底部形成支點(diǎn)，儲罐的另一側(cè)罐端也固定連接在儲罐固定底座上，并在該另一側(cè)罐端的底部布置有測量點(diǎn)，測量點(diǎn)與位于其下方的重力傳感器接觸，重力傳感器安裝在儲罐固定底座上；重力傳感器連接信號放大器，信號放大器連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接微處理器，微處理器連接顯示模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種重力法物位儀，其特征在于所述儲罐通過布置在兩罐端的環(huán)形鋼帶固定連接在儲罐固定底座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種重力法物位儀，其特征在于所述重力傳感器有兩只，安裝在垂直于儲罐中軸線的垂面與儲罐固定底座相交的一條直線上，并分別靠近儲罐的罐體兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種重力法物位儀，其特征在于所述儲罐為車載式LNG儲氣罐。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種間接測量儲罐內(nèi)液體液位、體積的方法及重力法物位儀，后者包括儲罐、重力傳感器、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、微處理器和顯示模塊，儲罐的一側(cè)罐端固定連接在儲罐固定底座上，并在該一側(cè)罐端的底部形成支點(diǎn)，儲罐的另一側(cè)罐端也固定連接在儲罐固定底座上，并在該另一側(cè)罐端的底部布置有測量點(diǎn)，測量點(diǎn)與位于其下方的重力傳感器接觸，重力傳感器安裝在儲罐固定底座上；重力傳感器連接信號放大器，信號放大器連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊連接微處理器，微處理器連接顯示模塊。本發(fā)明在應(yīng)用過程中無需改造儲罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，安裝方便，便于維護(hù)，用戶還可自行校準(zhǔn)，既能保證儲罐的原有性能不變，又有利于推廣實(shí)施。
文檔編號G01F23/20GK102589643SQ20121004194
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者劉錫珍, 王照強(qiáng), 陳斐 申請人:青島貴和科技有限公司