[发明专利]一种跟踪式油水分界面测量装置

说明书

技术领域

    本发明一种跟踪式油水分界面测量装置，属于自动测量技术领域，尤其涉及测量储油罐中油品与水位分界面高度的测量装置，主要应用在炼油厂、油脂厂及储油库的大型储油罐上。

背景技术

石油产品和食用油在加工、运输及储存过程中，不可避免会出现水分，由于油品与水存在不溶性，且密度差异较大，在静态的情况下很容易出现分层现象，轻质的油品在上，重质的水在下，在储油罐中油与水之间形成一个分界面。

在生产过程中需要了解每个储油罐中油品的实际储存数量，就必须测量储油罐的液位和油水界面高度两个参数。大型石油化工企业和食用油加工企业通常使用的储油罐容积较大，因此储油罐的油水界面测量精确度要求很高，因为小的界面高度测量误差会带来大的容积误差，精确测量油水界面的高度，对于工业生产具有重要意义。同时这一类型企业自动化水平要求相对较高，随时对各储油罐的储量进行动态监控，需要解决界面的实时在线监控问题。

国内外常用油水分界面测量方法有：

1）.电容式界面计

电容式界面计主要依据油与水的介电常数不同，界面变化时引起电容传感器电容值变化，测量电容传感器电容值，可以反映油水界面的高度，电容式界面计优点是造价低，但是电容式界面计需要贴壁安装，储油罐的高度与电容式界面计的长度相同，适合小型储罐上使用。

2）.差压式界面计 

差压式界面计主要依据油与水密度不同，可以通过检测不同位置的压力以反映储油罐油水界面的高度，但是要求储油罐必须在满罐状态下才能测量，常应用在生产过程中中间小型溢流罐上。

3）.射频导纳式界面计

射频导纳式界面计是以射频阻抗理论为基础 ,通过被测介质呈现的阻抗特性反映油水界面位置的仪表。因为射频导纳式界面计最长不超过3米长，适合小型储罐上使用。

综合所述：由于大型储油罐的高度通常在十几米以上，现有的界面计检测高度有限，无法满足这种特殊的工况条件。

发明内容

本发明一种跟踪式油水分界面测量装置，其目的在于解决大型储油罐油水界面高度测量的问题，从而公开一种新颖的油水界面测量的技术方案。本发明适应于石油化工、食用油加工及石油公司油库等企业的大型储油罐上使用。

本发明一种跟踪式油水分界面测量装置，其特征在于由传动系统、控制系统、测量系统和探头1四部分组成,所述传动系统由钢丝绳2、滑轮4、电机5、减速机6和钢丝绳滚筒7组成，所述探头1吊装在钢丝绳2上，减速机6选用行星摆线减速机，电机5、减速机6与钢丝绳滚筒7轴向机械连接，钢丝绳2按顺序缠绕在钢丝绳滚筒7上，电机5正转经减速机6、钢丝绳滚筒7、滑轮4牵引钢丝绳2和探头1向上移动，电机5反转经减速机6、钢丝绳滚筒7、滑轮4牵引钢丝绳2和探头1向下移动,所述探头1（见附图2）由配重块10、左支架11a、右支架11b、双极板式电容9组成，所述双极板式电容9由左电容极板9a和右电容极板9b组成，配重块10采用金属长方体，左支架11a和右支架11b采用L型塑料支架，其长度与配重块10的长度相同，L型塑料支架左支架11a的一边用螺丝固定在配重块10底面中间的左侧，另一边安装左电容极板9a，L型塑料支架右支架11b的一边用螺丝固定在配重块10底面中间的右侧；另一边安装右电容极板9b，左电容极板9a的长度小于左支架11a非固定一边的长度，左电容极板9a的宽度小于左支架11a非固定一边的宽度，左电容极板9a与电缆3其中的一芯作电气连接后，镶嵌在左支架11a非固定的一边上，周边用环氧树脂封灌，形成绝缘层；同样右电容极板9b的长度小于右支架11b非固定一边的长度，右电容极板9b的宽度小于右支架11b非固定一边的宽度，右电容极板9b与电缆3的另外的一芯作电气连接后，镶嵌在右支架11b非固定的一边上，周边用环氧树脂封灌，形成绝缘层；所述控制系统（见附图3）由变送电路和智能频率数显表12组成，所述变送电路为非对称型非门多谐振荡器，包括第一非门F1、第二非门F2、第三非门F3、电位器R和安装在探头1上的双极板式电容9，所述第一非门F1输入端接地，第一非门F1输出端与第二非门F2输入端相连，第二非门F2输出端与第三非门F3输入端相连，电位器R一端接地，电位器R另一端与第一非门F1输出端和第二非门F2输入端相连，双极板式电容9的左电容极板9a经电缆3与第二非门F2输出端和第三非门F3输入端相连，双极板式电容9的右电容极板9b经电缆3与变送电路的地线相连，电缆3是一种外形像弹簧，可以自由伸缩，具有高弹性、高耐磨、高抗撕裂强度的螺旋伸缩型屏蔽控制电缆，第三非门F3输出端为变送电路信号输出端，连接到智能频率数显表12的输入端；智能频率数显表12选用普通通用型带有下限和上限控制功能的频率智能表，下限继电器触点201是智能频率数显表12本身带有的下限继电器触点，上限继电器触点202是智能频率数显表12本身带有的上限继电器触点；所述测量系统（见附图4）由编码传感器8和智能界面数显表13组成，编码传感器8的输出端与智能界面数显表13的输入端连接，所述编码传感器8选用旋转编码器，编码传感器8安装在钢丝绳滚筒7的轴端，随钢丝绳滚筒7一起旋转，钢丝绳滚筒7转动一圈，编码传感器8也转动一圈，同时发出数字脉冲，送至智能界面数显表13进行运算和显示，根据公式F＝H／W计算脉冲当量，式中F脉冲当量、H探头1上升或下降的距离，W对应上升或下降的距离编码传感器8所产生脉冲的个数，将脉冲当量F存入智能界面数显表13，作为计算界面高度的依据，智能界面数显表13选用方便与上位计算机通信的带有通信接口的通用型智能表，所述探头1始终跟踪油水界面的变化，油水界面上升时控制探头1上升，油水界面下降时控制探头1下降，自动跟踪油水界面变化进行测量。