[发明专利]智能型浆液密度液位综合分析仪及分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能型浆液密度液位综合分析仪及分析方法，用于各类浆液密度、液位的测量。

背景技术

目前，常见的液体密度计种类有浮子式密度计、静压式密度计、远传差压式密度计、振动式密度计和放射性同位素密度计。

浮子式密度计工作原理是：物体在流体内受到的浮力与流体密度有关，流体密度越大浮力越大。静压式密度计工作原理是：一定高度液柱的静压力与该液体的密度成正比，因此可根据压力测量仪表测出的静压数值来衡量液体的密度。膜盒(见膜片和膜盒)是一种常用的压力测量元件，用它直接测量样品液柱静压的密度计称为膜盒静压式密度计。另一种常用的是单管吹气式密度计，它以测量气压代替直接测量液柱压力，将吹气管插入被测液体液面以下一定深度，压缩空气通过吹气管不断从管底逸出，此时管内空气的压力便等于那段高度的样品液柱的压力，压力值可换算成密度。振动式密度计工作原理是：物体受激而发生振动时，其振动频率或振幅与物体本身的质量有关，如果在物体内充以一定体积的液体样品，则其振动频率或振幅的变化便反映一定体积的样品液体的质量或密度。放射性同位素密度计仪器内设有放射性同位素辐射源，它的放射性辐射(例如γ射线)，在透过一定厚度的被测样品后被射线检测器所接收，一定厚度的样品对射线的吸收量与该样品的密度有关，而射线检测器的信号则与该吸收量有关，因此反映出样品的密度。

上述密度计的缺点是非重复性大、迟滞误差大、受温度变化影响的不确定性大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种智能浆液密度液位综合分析仪，能够密度、液位双参数一体化测量，并直接数字量输出。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种智能浆液密度液位综合分析仪，其特征在于：它包括机械部分和电路部分；

所述的机械部分包括壳体和长度不等且相互平行的第一管体、第二管体；壳体通过法兰分别与第一管体、第二管体的一端连接，第一管体、第二管体的另一端分别连接第一探头和第二探头；

所述的电路部分包括第一信号采集系统、第二信号采集系统、信号处理系统、显示器和供电模块；第一信号采集系统和第二信号采集系统分别与信号处理系统电连接，信号处理系统与显示器电连接，信号处理系统通过供电模块输出密度值和液位值；

所述的第一信号采集系统和第二信号采集系统分别设置在第一探头和第二探头内；所述的信号处理系统、显示器和供电模块设置在壳体内。

按上述方案，所述的第一信号采集系统和第二采集系统包括型号相同的压力传感器。

按上述方案，所述的压力传感器包括与外界相通的压力感受端面，压力感受端面与探头之间通过0型密封圈密封。

按上述方案，所述的信号处理系统包括第一微处理器和第二微处理器，所述的供电模块包括第一供电模块和第二供电模块；其中所述的第一信号采集系统和第二信号采集系统与第一微处理器的输入端电连接，第一微处理器与所述显示器电连接；第一微处理器与第一供电模块通过HART通信模块连接，第二微处理器与第二供电模块通过HART通信模块连接，第一微处理器与第二微处理器之间通过RS232串口连接。

按上述方案，所述的第一微处理器的输入端与输入设备电连接。

一种智能浆液密度液位综合分析方法，其特征在于：它包括以下步骤：

1)深度不等的2个信号采集系统采集浆液不同深度的压力数据传给第一微控制器；

2)第一微控制器根据2个信号采集系统得到的压力数据以及信号采集系统之间的高度差计算得到浆液的密度数字信号和液位数字信号，传送到显示器进行显示，同时将密度数字信号值转为密度模拟信号经第一供电模块输出；

3)第二微控制器从第一微控制器接收液位数字信号，将液位数字信号转为液位模拟信号经第二供电模块输出。

所述的步骤1)2个信号采集系统采集压力数据的同时采集对应的温度数据；所述的步骤2)第一微处理器根据采集的压力数据和对应的温度数据获得压力随温度变化的零点迁移数据，采用分段线性插值法得到压力随温度变化的零点迁移补偿函数，利用零点迁移函数对压力数据进行零点迁移补偿。

本发明的工作原理为：利用静压法原理ΔP＝ρ·g·Δh，通过检测压力差实现密度测量；其中ΔP为两只传感器承受压力的差值(P₂-P₁)；ρ为被测介质的密度值；g为重力加速度；Δh为2个信号采集系统之间的距离。再利用密度值通过公式计算，实现液位的测量；P₂为较深的传感器采集的压力数据；ρ为被测介质的密度值，由静压法测得；g为重力加速度。