本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域；涉及一種密度計裝置。

背景技術(shù)：

在化工生產(chǎn)中經(jīng)常需要測量液體的密度或者濃度，濃度可以通過密度計算獲得。液體密度測量有振動式密度計、核輻射密度計、差壓密度計。振動式密度計的測量范圍受到限制，核輻射密度計對人體有傷害，現(xiàn)有差壓密度計使用膜片感測壓力信號并通過硅油傳遞壓力信號，因此，精度低。綜合上述可知，在非適用情況下，相應(yīng)的液位計精度大大降低，甚至不能正常測量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種實現(xiàn)方便、性能可靠且使用范圍廣的濃度測量裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種液體密度及濃度的測量方法，在待測定介質(zhì)儲罐（以下簡稱儲罐）外設(shè)置兩個容器，一個稱主容器，另一個稱輔助容器；儲罐和主容器有通過管道、截止閥、自控閥、泵或者活塞機構(gòu)連接的通路，儲罐和主容器之間的通路用于從儲罐向主容器輸送液體；主容器的上部和輔助容器之間有一條由管道、溢流流量開關(guān)和壓力變送器組成的通路，當(dāng)由儲罐向主容器輸送液體且液位超過溢流時，液體由主容器流向輔助容器，同時液流流量開關(guān)動作，停止向主容器輸送液體；主容器、輔助容器底部有一條共同通路用于液體返回儲罐；主容器、輔助容器的頂部和儲罐的上部有一通路，用于保證主容器、輔助容器和儲罐的氣相相通。

在主容器上裝有一差壓變送器和控制器，差壓變送器的正壓室與主容器的底部相連（傳遞液相壓力），差壓變送器的負壓室與主容器的上部相連（傳遞氣相壓力），差壓變送器的負壓室的導(dǎo)壓管和其下部的容器相連，該容器稱作沉降罐，用于接受氣相中的冷凝液體，保證負壓室沒有液體；主容器的底部還裝有溫度變送器，用于測量主容器內(nèi)液體的溫度。

所述控制器用于接受壓力、溫度和差壓變送器的信號，計算出密度值，如果需要，根據(jù)密度和濃度對照關(guān)系，計算出濃度值；控制器接受密度計運行啟動信號和流量開關(guān)的信號，發(fā)出信號控制自控閥、泵或者液壓活塞機構(gòu)完成密度測量和待測液體輸送進來和已測液體輸送回去，周期性更新密度測量值。

從主容器上部的溢流管到差壓變送器的正壓室之間的垂直距離是固定的，每次由儲罐向主容器輸送液體超過溢流且溢流開關(guān)動作時停止液體輸送，高出溢流管道底部液體流向輔助容器結(jié)束后，主容器內(nèi)剩余液體高度每次幾乎一致，從而根據(jù)壓差就可以計算出液體密度。

由于測量壓差的變送器比雙法蘭遠傳差壓變送器精度高得多，因此，密度測量精度比現(xiàn)有差壓密度計高得多。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下有益效果：本發(fā)明設(shè)置主、輔兩個容器及程控系統(tǒng)，并且通過差壓變送器周期性間歇測量密度，密度測量精度遠高于現(xiàn)在使用雙法蘭遠傳差壓變送器的差壓密度計，因為雙法蘭遠傳差壓變送器通過膜片感測壓力信號且通過毛細管內(nèi)硅油傳遞壓力信號，測量精度低，而連接差壓變送器的正負壓室的導(dǎo)壓管內(nèi)是待測介質(zhì)的液相和氣相，因此，測量精度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明-實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明-實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明-實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例1

如圖1所示，以密度測量為例，本實施例提供了一種用于測量密度的密度測量計，即差壓密度計裝置，該差壓密度計裝置利用液體產(chǎn)生的壓差等于液體高度、密度和重力加速度的乘積的特點，通過將液體高度設(shè)定成定值來計算密度大小。

具體的說，該差壓密度計裝置包括主容器102、輔助容器103、沉降罐104、差壓變送器105、控制器106、進液泵107、返液泵108、進液自控閥109、主容器返液自控閥110、輔助容器返液自控閥111、主容器氣相取壓閥112、主容器液相取壓閥113、負壓室進口閥114、沉降罐排液閥115、主容器氣相壓力變送器118、溢流流量開關(guān)119、主容器液位低位液位開關(guān)120、主容器溫度變送器121組成。

圖1中儲罐101的儲罐氣相根部閥116、儲罐液相根部閥117分別和差壓密度計的氣相和液相管道相連，差壓密度計裝置運行時，116和117處于常開狀態(tài)。

控制器106啟動運行前，所有自控閥處于關(guān)閉狀態(tài)、泵處于停止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)控制器106啟動運行開始時，自控閥109打開，泵107啟動，由儲罐101向主容器102輸送液體，當(dāng)達到溢流時，溢流開關(guān)119動作，控制器106收到該信號，停止泵107、關(guān)閉自控閥109；當(dāng)主容器102內(nèi)超過溢流管底部的液體都流到輔助容器103內(nèi)后，溢流開關(guān)119斷開，控制器106收到該信號后采集差壓變送器105的差壓信號；根據(jù)該差壓信號，控制器106可以計算出液體密度；因為溢流管底部到差壓變送器105正壓室的垂直高度是常數(shù)，因此，根據(jù)差壓值等于液體高度、液體密度和重力加速度的乘積，可計算出液體在溫度變送器121下的密度；控制器105根據(jù)該密度和該溫度可以計算出20℃時液體密度；根據(jù)密度和濃度對照表可以計算出該液體中溶質(zhì)的濃度。

控制器106完成密度或者濃度計算后，啟動泵108，打開自控閥110、111將主容器102和輔助容器103的液體輸送回到儲罐101；當(dāng)液位開關(guān)120動作后，控制器106收到該信號，關(guān)閉自控閥110和111，同時停止泵108,；打開自控閥109，啟動泵107，進行下一輪密度或者濃度測量過程。

控制器由模擬信號開關(guān)切換輸入電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、模擬量輸出+hart、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、微處理器、顯示電路、啟動、停止按鈕等構(gòu)成，以及輸入信號的處理、程序編制已經(jīng)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳述。

實施例2

如圖2所示，以密度測量為例，本實施例提供了一種用于測量密度的密度測量計，即差壓密度計裝置，該差壓密度計裝置利用液體產(chǎn)生的壓差等于液體高度、密度和重力加速度的乘積的特點，通過將液體高度設(shè)定成定值來計算密度大小。

具體的說，該密度測量計包括主容器202、輔助容器203、沉降罐204、差壓變送器205、控制器206、液壓缸207、活塞208、自動液壓執(zhí)行機構(gòu)209、主容器進液返液自控閥210、輔助容器返液自控閥211、進液返液自控閥212、主容器氣相取壓閥213、主容器液相取壓閥214、負壓室進口閥215、沉降罐排液閥216、主容器氣相壓力變送器219、溢流流量開關(guān)220、主容器溫度變送器221、主容器液位低位液位開關(guān)222組成。

圖2中儲罐201的儲罐氣相根部閥217、儲罐液相根部閥218分別和密度測量計的氣相和液相管道相連，差壓密度計運行時，218和219處于常開狀態(tài)。

控制器206啟動運行前，所有自控閥處于關(guān)閉狀態(tài)、泵處于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)控制器206啟動時，自控閥212打開，執(zhí)行機構(gòu)209向左移動，帶動活塞208從右端開始向左端移動，吸進液體，到達左端限位開關(guān)動作，停止向左移動；然后，自控閥212關(guān)閉、自控閥210打開，執(zhí)行機構(gòu)209向右移動將液體推入主容器202內(nèi)，超過溢流管底部的液體流向輔助容器203。

當(dāng)溢流開關(guān)斷開后，控制器206采集差壓變送器205的信號，根據(jù)該差壓信號控制器206可以計算出液體密度，因為溢流管底部到差壓變送器205正壓室的垂直高度是常數(shù)，因此，根據(jù)差壓值等于液體高度、液體密度和重力加速度的乘積，可計算出液體在溫度變送器221下的密度；控制器205根據(jù)該密度和該溫度可以計算出20℃時液體密度，根據(jù)密度和濃度對照表可以計算出該液體中溶質(zhì)的濃度。

控制器206完成密度或者濃度計算后，打開自控閥210、211，執(zhí)行機構(gòu)209向左移動將主容器202和輔助容器203的液體吸回到液壓缸207，液位開關(guān)222動作，控制器106關(guān)閉自控閥210和211，同時打開自控閥212，執(zhí)行機構(gòu)209向右移動，將液體推回儲罐201，然后，執(zhí)行機構(gòu)209向左移動，吸進液體，進行下一輪密度或者濃度測量過程。

控制器由模擬信號開關(guān)切換輸入電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、模擬量輸出+hart、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、微處理器、顯示電路、啟動、停止按鈕等構(gòu)成，以及輸入信號的處理、程序編制已經(jīng)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳述。

實施例3

如圖3所示，以密度測量為例，本實施例提供了一種用于測量密度的密度測量計，即差壓密度計裝置，該差壓密度計裝置利用液體產(chǎn)生的壓差等于液體高度、密度和重力加速度的乘積的特點，通過將液體高度設(shè)定成定值來計算密度大小。

具體的說，該差壓密度計裝置包括主容器302、輔助容器303、沉降罐304、差壓變送器305、控制器306、進液泵307、返液泵308、進液自控閥309、主容器返液自控閥310、輔助容器返液自控閥311、主容器氣相取壓閥312、主容器液相取壓閥313、負壓室進口閥314、沉降罐排液閥315、主容器氣相壓力變送器318、溢流流量開關(guān)319、輔助容器液位低位液位開關(guān)320、主容器溫度變送器321、主容器內(nèi)隔板組成。

圖3中儲罐301的儲罐氣相根部閥316、儲罐液相根部閥317和322分別和差壓密度計裝置的氣相和液相管道相連，差壓密度計裝置運行時，316、317和322處于常開狀態(tài)。

控制器306啟動運行前，所有自控閥處于關(guān)閉狀態(tài)、泵處于停止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)控制器306啟動運行開始時，自控閥309打開，泵307啟動，由儲罐301向主容器302輸送液體，當(dāng)達到溢流時，溢流開關(guān)319動作，輔助容器303內(nèi)進入液體，液位開關(guān)320閉合，控制器306收到該信號，啟動泵308、打開自控閥311向液體儲罐301輸送液體；當(dāng)輔助容器內(nèi)沒有液體時，液位開關(guān)320斷開，泵308會自動停止，當(dāng)液位開關(guān)320再閉合后，泵308會延遲一定時間后自動啟動，如此循環(huán)；只要主容器和輔助容器之間的溢流開關(guān)閉合，控制器306就可以連續(xù)讀取差壓變送器305的信號，根據(jù)該差壓信號，控制器306可以計算出液體密度；因為溢流管底部到差壓變送器305正壓室的垂直高度是常數(shù)，因此，根據(jù)差壓值等于液體高度、液體密度和重力加速度的乘積，可計算出液體在溫度變送器321下的密度；控制器305根據(jù)該密度和該溫度可以計算出20℃時液體密度；根據(jù)密度和濃度對照表可以計算出該液體中溶質(zhì)的濃度；主容器302內(nèi)擋板323的作用是防止進入主容器內(nèi)液體的動能對差壓變送器305的測量產(chǎn)生干擾；定期打開自控閥310，將主容器底部的沉積液體輸送回液體儲罐301。

控制器由模擬信號開關(guān)切換輸入電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、模擬量輸出+hart、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、微處理器、顯示電路、啟動、停止按鈕等構(gòu)成，以及輸入信號的處理、程序編制已經(jīng)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳述。