[发明专利]电子融合测量界位变送器及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子融合测量界位变送器及其测量方法，属于液体混合介质测量设备技术领域，尤其涉及炼油设备中的油水混合液体的界位测量技术。

背景技术

目前，很多液态类产品为多种介质的混合体系，其中，互不相溶的介质混合体系的界位变化情况对于与其相关的生产及管理领域非常重要。但是，现今所广泛使用的界位测量装置常因测量介质变化、环境变化等因素而存在零点校正不准、测量结果误差大，进而影响与其相关的生产加工、运输管理等各方面的工作运行。特别是在石油的生产管理过程中，储油罐中油水混合介质的界位、密度等参数的变化，对于油品质量监控及其运输管理等各方面相关工作都有重要影响，因此，需要研究开发出能够准确测量混合介质的界位的技术。

现有技术中，实用新型专利ZL 03212246.2公开了液体液位、密度、温度传感器，包括：套装在测杆上的液面浮子、密度浮子、界面浮子，测杆的另一端装有传感器头，传感器头中装有控制器，控制器通过波导线与密度浮子、液面浮子和界面浮子相连。该实用新型工作环境温度范围广，在测杆保护下抗腐蚀性好，但是该实用新型对零点的变化和环境变化对界位测量的影响没有进行考虑，从而使其测量结果在一定程度上准确度有限。

发明专利ZL200910311833.9公开了一种直接液位界位测量仪，主要由传感器外壳顺序连接界面浮球、液面浮球、安装法兰、变送器外壳组装一体而构成。使用时，使用时，传感器外壳连接安装传感器，将该发明置入油、水混合的液体中，即可用于测量油、水界面。但是该发明对零点的变化和环境变化对界位测量的影响也没有进行考虑，从而使其测量结果易出现较大的误差。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种电子融合测量界位变送器及其测量方法，实现高效准确测量界位，不因介质及环境变化而影响测量。

本发明解决问题的技术方案是：提供一种电子融合测量界位变送器，包括界位测量元件、温度测量元件、信号处理器，其中，所述界位测量元件与所述信号处理器相连接，所述温度测量元件与所述信号处理器相连接。

进一步地，所述界位测量元件包括液体介电常数传感器，用于测量介质的相对介电常数(ε_r)；所述信号处理器内设置有温度补偿元件，能够消除温度对界位测量造成的影响，保证界位测量的准确度。

进一步地，在所述界位测量元件的底部设置有固定件。

进一步地，所述固定件为弹簧，以提高抗震性能，并在储罐清空或进油等情况下发生膨胀或收缩时，仍能够保持以底为零点，使机械形变的影响降低到最小。

进一步地，所述信号处理器位于所述界位测量元件和温度测量元件的顶端，所述温度测量元件位于所述界位测量元件的两端。

进一步地，所述界位测量元件为多个，所述温度测量元件为多个；能够有效防止单一元件测量信号偏离，进而保证测量的准确度。

进一步地，本发明所述的电子融合测量界位变送器，还包括保护装置，保护界位测量元件和/或温度测量元件和/或信号处理器，防止其受外部因素影响而导致测量结果不准。

本发明还提供了一种应用所述电子融合测量界位变送器的测量方法，包括如下步骤：

(1)确定量程

测量液体储罐内混合介质的高度，将测量值输入信号处理器，设定量程(L)；

(2)测量

通过温度测量元件测量混合介质温度并将温度测量值输入信号处理器，通过界位测量元件测量混合介质的相对介电常数(ε_r)并将混合介质的相对介电常数(ε_r)测量值输入信号处理器；

(3)信号处理

信号处理器将接收到的混合介质的相对介电常数(ε_r)测量值根据如下公式(I)和(II)进行处理：(I)h＝(ε_r-ε_r2)/(ε_r1-ε_r2)，(II)H＝Lh；

其中，ε_r1，ε_r2分别为混合介质中各种介质的相对介电常数；ε_r为混合介质的相对介电常数；h为界位占量程的百分比，其单位为百分数；H为界位值；L为所述步骤(1)中设定的量程；

信号处理所用公式根据ε_r＝ε_r1*h+ε_r2*(1-h)ε_r得出。

(4)测量值输出