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作時間毀污︰2014-05-01 09:25:55  來源七邊︰ 遼寧石油化工大學信息工程學院,東北大學信息學院; 遼寧石油化工大學信息工程學院  作者縴︰畢雅寧; 佟仕忠; 肖力; 付貴增;
   

 

 

【摘要】拈︰本文介紹了立式金屬罐底量的形成原因倆陵、基本測量原理及測量方法寫導腳。提出了一種新的測量方法戌烙︰投入式液位計法霜。此種方法能實現在線實時測量朵茂,彌補了以往在離線狀態下編制罐底量增量容積表的不足哩熾,提高了立式罐計量的準確度罕辮。

    立式金屬罐是國際間石油化工產品貿易結算的主要計量器具之一壽咳啊,也是我國國內貿易結算的重要計量器具驢賈瞎,對其容量的準確計量泊,直接關系到我國對內汰鵝、對外貿易的經濟利益艾邢。而要準確地計量立式罐容量胚商遂,給出液位H 與相應的容量V(H)之間的關系壩齲,必須涉及到罐底量增量的測量與計算問題脊。


1 立式罐底量測量的基本原理

1.1 立式罐底量的形成

   立式金屬罐一般都是在現場焊接安裝委勁啡,底板直接鋪在油罐基礎上崗廢。底板受到罐內油料壓力和罐基礎支撐力鞏剃,所受合力為零虹踩。油罐基礎是油罐殼體本身和所儲油品重量的直接承載物乒,並將這些載荷傳遞給地基土壤枷。油罐裝油後菠局枯,基礎將發生下沉漆乓,隨地基土壤空隙的不同頌堡莢,基礎沉陷量也不同梨滄肌,嚴重時沉陷量可達數10cm蓋狡高,甚至更多欺駿。立式罐罐底呈不規則形狀偏溫,罐底量指罐底非常高點平面以下的罐底容量巒,如圖1 陰影部分所示耪導。

罐底量及相對液位測量點分布圖

1.2 立式罐底量測量的基本方法

現有的測量方法有容量比較法和幾何測量法幸貿皚。


1.2.1 容量比較法

    容量比較法是將水或石油產品從標準罐注入到被檢定罐內巾臼,直至液體將罐底非常高突起部分恰好浸沒為止聖,這時罐底的底量就等于從標準罐中注入被檢定罐中的液體之體積瞎才。


1.2.2 幾何測量法

根據立式金屬罐容量試行檢定規程騁竊,把圓錐體底圓分成M 個同心圓泛硼,根據所分圓環面積相等條件決定半徑殿草。圓錐體分為一個小圓錐和多個圓台鹵你。在每個圓心圓周測N 個點怖沙冠,即測N 個點到罐底中心的高度懲。底量測量原理見圖2講俄瞧。罐底不規則圓錐體體積見式(1)廊。

底量測量原理

在容量比較法中標準罐本身就存在誤差晦慶扦,而幾何測量法是在空罐的情況下測量的疲釋,裝液後罐底量一定會有不同程度的沉降翁,所以要對其作進一步的修正凜。這就要求能在線測量罐底量隨液位高度增加引起的變化醬督。為此擋漚窘,本文提出了一種新的實時測量方法頓暴唾︰投入式液位計法徽爽。


2 投入式液位計法

2.1 測量方案及系統硬件構成


測量系統構成如圖3 所示

投入式液位計測量原理圖

投入式液位計逐一安放于各測量點哆鎂芥、罐底中心點添某、下計量基準點和參照點上(如圖1 和圖2)佛煤,這樣各點的液位高度被投入式液位計轉換成4~20mA電流信號姑董駿,經模擬量測量模塊轉換成RS-485 電平後杰操,再通過RS-485 總線實時傳入計算機斷,並根據JJG168-2002 檢定規程中給出的立式罐底量計算公式算出不同液位修正量良饋,形成底量增量的修正表繃肯,與原有的罐容表形成完整的罐容表碼,從而建立了新的立式罐計量檢定系統琳巷。


2.2 投入式液位計工作原理

2.2.1 工作原理

   投入式液位計由壓力傳感器對歪、信號放大器及轉換電路組合成一體怒羨突,可直接投入罐底啼戀風。其中傳感器采用 膜片傳感器霖集鈉,利用 半導體壓力敏感元件作為檢測元件惹痢。置于流體中的壓力敏感元件桐捎霜,受正比于液體深度的壓力的作用尚,利用 材料的壓阻效應飛,將有電信號輸出覆挨憐。此信號經過放大轉換後即可把液位高度轉換成4~20mA 的標準電流信號瑰,這一信號可通過電纜遠傳至計算機或遠程監控站臉。其中變送器采用導氣電纜將大氣壓力引入敏感元件背壓一側署翟,導氣電纜的通氣孔中繼箱與大氣相通蚊彎段,從而抵消了外界大氣壓力變化產生的影響伎歸,保證了測量精度卻鈴。

例如糖鍛魄︰設投入到液體中的變送器膜片受到液體壓力為P駒嘔,大氣壓力為P0飄杏堵,液體比重為T敘駒,液位深為H筋公,則P=P0+TH頻適霜。由于用導氣電纜引入大氣壓力從而抵消了大氣壓力的影響磐撾,所以P=TH悲蝦人。若被測液體比重一定撩較臀,則液體壓力P 與液位深度成正比關系蹬釘麻,則測得液體壓力P 就能知道液體的深度節省菩。


2.2.2 投入式液位計的優點

(1)能實時測量罐底各點液位玲,並傳入電腦形成底量增量容積表奉馳。

(2)經濟實用嗡烹、性能可靠陸、安裝方便另搭醚,而且完全可以達到油罐測量精度婚糠。

(3)密封性好殲下呢,測量元件不與介質直接接觸改,這樣就避免了介質對元件的腐蝕習溶撈,故可測量各種油品柔譚。

(4)采用中空透氣電纜進行大氣補償填鄙畏,有效抵消了大氣壓力影響造成的誤差滴島丹。


2.3 模擬量測量模塊EDA9017

模擬量測量模塊EDA9017 能測量投入式液位計輸出的4~20mA 電流信號喇。輸出為RS-485 電平糾簍,可用雙絞線遠傳至計算機進行進一步的數據處理陛烤。其指令集為ASCⅡ碼或16 進制罷示,方便計算機編程阜箍。

EDA9017 采集現場的數據通過RS-485 總線傳入計算機鋼,由于距離較近俱夯,速度要求不高舷斷努,所以計算機可與EDA9017 通過串行口COM1 進行通訊奔討拍。由于EDA9017 輸出的是RS-485 電平杜,而一般的計算機串行口兼容是RS-232 電平貢擅煞,所以要用RS-232/RS-485 轉換器進行電平轉換莆鉸悔。RS-232/RS-485 轉換器采用EDA485G霓,它是雙向的轉換器誓,既可把RS-485 電平轉換成RS-232 電平島程興,又可把RS-232 電平轉換成RS-485 電平害搪。


2.4 系統軟件設計

    系統軟件采用VB6.0 開發吻糧,可運行于Windows98肥孰吩、Windows XP 平台搪。PC 機作為上位機處于主動狀態廣態償,通過編程完成各種功能揉,如讀寫配置皇、數據采集恨冠、保存及處理等功能枯。而下位機EDA9017 主要完成數據上傳功能氖堤悸。EDA9017 的通訊協議遵循ASCⅡ碼協議格式姬惕,與上位計通信之前必須進行初始化疥誓,用軟件對其進行模塊地址和波特率的配置茶訛。


3 結束語

    本文提出的投入式液位計法在不破壞立式罐底量計量特性的前提下實現了在線實時測量搞查昏,有助于提高立式罐底量測量的準確度膏,對于罐底量增量是一種經濟適用的測量方法疼。

 

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