一种采用温度传感器实现的液位检测系统技术方案

一种采用温度传感器实现的液位检测系统，属于液位测量领域。解决了现有液位探测方式受探测环境等外在因素影响，导致探测精度低的问题。本发明专利技术包括防护管、温度检测单元、数字采集变送单元和工控机；防护管底部密封，温度检测单元固定在防护管内，用于检测待测罐体内不同深度下的环境温度；数字采集变送单元将温度检测单元检测到的待测罐体内不同深度下的环境温度进行信号转化及放大后，通过信号线传送至工控机；工控机根据接收的不同深度下的环境温度，获得气体与液体间温差、液体与沉积物间温差，从而确定待测罐体内的液位；防护管的长度大于待测罐体的深度。本发明专利技术主要用于对液位进行探测。

【技术实现步骤摘要】
一种采用温度传感器实现的液位检测系统
本专利技术属于液位测量领域。
技术介绍
目前，已知常见的液位测量方式共分四种类型，即通过浮力方式进行测量的液位计类型、通过压力方式进行测量的液位计类型、通过反射方式进行测量的液位计类型、通过导电方式进行测量的液位计类型。但随着液罐液位测量测量场所生产方式、使用方式和检定方式均不同，也不可能胜任所有的测量环境。浮力方式测量液位存在无法远程跟踪；压力方式测量存在传感器结垢和杂质附着影响，使测量准确度低；反射方式测量存在蒸汽和气泡等影响，使液面反射时，存在偏差；导电方式测量存在液位成本影响。因此，亟需一种不受外在因素影响，从而提高探测精度的测试仪。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有液位探测方式受探测环境等外在因素影响，导致探测精度低的问题，本专利技术提供了一种采用温度传感器实现的液位检测系统。一种采用温度传感器实现的液位检测系统，它包括防护管、温度检测单元、数字采集变送单元和工控机；防护管底部密封，温度检测单元固定在防护管内，用于检测待测罐体内不同深度下的环境温度；数字采集变送单元将温度检测单元检测到的待测罐体内不同深度下的环境温度进行信号转化及放大后，通过信号线传送至工控机；工控机根据接收的不同深度下的环境温度，获得气体与液体间温差、液体与沉积物间温差，从而确定待测罐体内的液位；防护管的长度大于待测罐体的深度。所述的温度检测单元包括N个温度传感器和柔性固定壳体，N为大于或等于10的整数；工控机的数据库内存储有每个温度传感器所对应的位置信息，沿着柔性固定壳体的长度方向上，N个温度传感器由低到高等间距依次固定在柔性固定壳体的内壁上，形成剖面温度链，且N个温度传感器的数据信号输出端通过总线与数字采集变送单元的数据信号输入端连接，柔性固定壳体的底部密封，且该柔性固定壳体位于防护管内。所述的剖面温度链的长度与柔性固定壳体的长度相等。所述的柔性固定壳体的长度与防护管的长度趋近于相等。所述的柔性固定壳体的底部设有尖刺部。所述的防护管由可拆卸的多段套管构成。所述待测罐体5是用于储存或处理原油、污水及其它液体容器，在运行中底部会沉降少量的管内沉积物，中部是罐内液体部分，上部是罐体液面上空高部分，即空气和少量蒸汽，具体参见图1。这样剖面温度链即可获取纵向阶梯分层(2-4厘米)平均温度剖面信号，再借助工控机安装的软件处理，以及气体、液体温度温差；液位、固体温差，可测量获取待测罐体5内液体部分的液面高度、罐内沉积物的固体高(厚)度。本专利技术的有益效果是：本专利技术所提供一种采用温度传感器实现的液位检测系统，借助数字信号测量，便于管理、检测，能够利用罐体检测高度需求任意可调整。检测过程中不受测量环境的影响，探测精度提高了30％以上。尤其显著的是能够利用阶梯数字温度信号测量液位和固态沉积高度，并获取液体部分剖面温度分布，对稠油、稀油、污水、药品类智能动态跟踪创造了条件，突破了110℃以上液体检测技术(耐温≦130℃)，避免了传感器结垢和附着物影响、液体面上蒸汽和气泡影响，依据固体、液体、气体的温度特点，实现了罐储动态数字智能远程管理，避免了罐体伴热(加热)温度过高造成冒罐事故、避免了温度过低影响油水混合物或其它液体沉降效果，也避免了液面上蒸汽和气泡干扰造成液面不实等问题。附图说明图1为本专利技术所述的一种采用温度传感器实现的液位检测系统的原理示意图；附图标记5表示待测罐体，附图标记6表示待测罐体内液体部分，附图标记7表示待测罐体内沉积物；图2为柔性固定壳体的结构示意图；图3为温度检测单元的内部结构图；图4为防护管的结构示意图；附图标记8表示法兰；图5为图4的主剖视图。具体实施方式具体实施方式一：参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种采用温度传感器实现的液位检测系统，它包括防护管1、温度检测单元2、数字采集变送单元3、工控机4；防护管1底部密封，温度检测单元2固定在防护管1内，用于检测待测罐体5内不同深度下的环境温度；数字采集变送单元3将温度检测单元2检测到的待测罐体5内不同深度下的环境温度进行信号转化及放大后，通过信号线传送至工控机4；工控机4根据接收的不同深度下的环境温度，获得气体与液体间温差、液体与沉积物间温差，从而确定待测罐体5内的液位；防护管1的长度大于待测罐体5的深度。本实施方式，具体使用过程中，将防护管1垂直深入待测罐体5，且防护管1底端与待测罐体5留有空隙，防止因热胀冷缩造成防护管1与待测罐体5底部接触，使防护管1产生形变，使温度检测单元2受损，影响探测精度，并确保温度检测单元2与待测罐体5液位刻度位置同步，防护管1通过法兰与待测罐体5顶部固定连接。气体、液体间存在温差；液位、固体间存在温差，通过温度检测单元2检测到待测罐体5内不同深度下的环境温度，获得阶梯数字温度信号，气体、液体间存在温度跳变，液位、固体间存在温度跳变，通过工控机4分析判断温差，从而对待测罐体5进行气体、液体和沉积物进行分区，确定气体与液体间的临界温度，从而确定待测罐体5内的液位高度。还可根据液体部分剖面温度分布，用以测量液体深度和固态沉积高度。防护管1优选采用1Cr18Ni9Ti材质。具体实施方式二：参见图1至图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种采用温度传感器实现的液位检测系统的区别在于，所述的温度检测单元2包括N个温度传感器2-1和柔性固定壳体2-2，N为大于或等于10的整数；工控机4的数据库内存储有每个温度传感器2-1所对应的位置信息，沿着柔性固定壳体2-2的长度方向上，N个温度传感器2-1由低到高等间距依次固定在柔性固定壳体2-2的内壁上，形成剖面温度链，且N个温度传感器2-1的数据信号输出端通过总线与数字采集变送单元3的数据信号输入端连接，柔性固定壳体2-2的底部密封，且该柔性固定壳体2-2位于防护管1内。本实施方式中，N个温度传感器2-1由低到高等间距依次固定在柔性固定壳体2-2的内壁上，形成剖面温度链，通过该剖面温度链获取液体部分剖面温度分布，可测量获取待测罐体5内液体部分的液面高度、罐内沉积物的固体高厚度。柔性固定壳体2-2可弯曲缠绕，便于柔性固定壳体2-2的携带和安装，每个温度传感器2-1固定在柔性固定壳体2-2的相应位置，且每个温度传感器2-1对应一个高度信息。具体实施方式三：参见图1至图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种采用温度传感器实现的液位检测系统的区别在于，所述的剖面温度链的长度与柔性固定壳体2-2的长度相等。本实施方式中，将剖面温度链的长度与柔性固定壳体2-2的长度设置成相等，便于温度传感器2-1的定位及标尺刻度的设置。具体实施方式四：参见图1至图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种采用温度传感器实现的液位检测系统的区别在于，所述的柔性固定壳体2-2的长度与防护管1的长度趋近于相等。本实施方式，使柔性固定壳体2-2的长度与防护管1的长度趋近于相等，以便满足各种液位的测量。具体实施方式五：参见图1至图5说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式二所述的一种采用温度传感器实现的液位检测系统的区别在于，所述的柔性固定壳体2-2的底部设有尖刺部。本实施方式，尖刺部的存在便于柔性固定壳体2-2插入防护管1内，节省安装时间。具体实施方式六：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用温度传感器实现的液位检测系统，其特征在于，它包括防护管(1)、温度检测单元(2)、数字采集变送单元(3)和工控机(4)；防护管(1)底部密封，温度检测单元(2)固定在防护管(1)内，用于检测待测罐体(5)内不同深度下的环境温度；数字采集变送单元(3)将温度检测单元(2)检测到的待测罐体(5)内不同深度下的环境温度进行信号转化及放大后，通过信号线传送至工控机(4)；工控机(4)根据接收的不同深度下的环境温度，获得气体与液体间温差、液体与沉积物间温差，从而确定待测罐体(5)内的液位；防护管(1)的长度大于待测罐体(5)的深度。

【技术特征摘要】
1.一种采用温度传感器实现的液位检测系统，其特征在于，它包括防护管(1)、温度检测单元(2)、数字采集变送单元(3)和工控机(4)；防护管(1)底部密封，温度检测单元(2)固定在防护管(1)内，用于检测待测罐体(5)内不同深度下的环境温度；数字采集变送单元(3)将温度检测单元(2)检测到的待测罐体(5)内不同深度下的环境温度进行信号转化及放大后，通过信号线传送至工控机(4)；工控机(4)根据接收的不同深度下的环境温度，获得气体与液体间温差、液体与沉积物间温差，从而确定待测罐体(5)内的液位；防护管(1)的长度大于待测罐体(5)的深度。2.根据权利要求1所述的一种采用温度传感器实现的液位检测系统，其特征在于，所述的温度检测单元(2)包括N个温度传感器(2-1)和柔性固定壳体(2-2)，N为大于或等于10的整数；工控机(4)的数据库内存储有每个温度传感器(2-1)所对应的位置信息，沿着柔性固定壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆徽，张湘玲，姚坤澎，
申请(专利权)人：哈尔滨工大兴科电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23