高温高压环境下实时连续测量液位的方法技术

本发明专利技术涉及传感监测领域，特别涉及一种高温高压环境下实时连续测量液位的方法，包括以下步骤：1)采用并排设有两个测量极的液位测量装置，将液位测量装置的两个测量极竖直插入容器内的液体中，使两个测量极局部露出水面；2)设置液位测量装置通电后的第一测量极和第二测量极中铠装热敏电阻丝的电阻值差值关系函数；3)校准液位测量装置；4)使用校准后的液位测量装置进行液位测量。本发明专利技术简单可靠，可以在高温高压环境中实现远距离在线实时监测，有效减小由于测量介质的物理性质(如温度、密度等)不均匀与分层现象带来的测量误差。

【技术实现步骤摘要】
高温高压环境下实时连续测量液位的方法
本专利技术涉及传感监测领域，特别涉及一种高温高压环境下实时连续测量液位的方法。
技术介绍
在现代工业生产中，用于测量液位的传感器几乎遍及生产过程中的各个环节。液位传感器按其设计原理通常分为接触式的如压差式、浮球式、电容式、磁性液位传感器等，非接触式的如超声式、雷达式液位传感器等，还有部分为非连续性的仅起报警或开关作用的液位传感器。而在一些特殊的工况环境如高温、高压、强辐照环境的液位连续测量，对液位传感器的性能要求较高，普通液位传感器很难满足要求，特别是有活动部件的如接触式、渗透式液位传感器。国外生产的可在高温、高压环境下连续测量水位的传感器，由于没有活动部件，可靠性高，不仅可现场显示数据，还可实现远程监控，已被广泛应用于高温、高压、强辐照等特殊工况环境的水位连续测量。但是，由于这类液位传感器属于特种仪表，进口价格不但高昂，而且受到国际因素的限制，在维护、维修这类进口水位传感器时，国外厂商的技术响应时间较长，严重影响企业的生产作业，备品、备件的更换困难。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种高温高压环境下实时连续测量液位的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)采用并排设有两个测量极的液位测量装置，两个测量极的长度相等，各测量极腔内均包括铠装热敏电阻丝与铠装加热器，两个测量极的铠装热敏电阻丝在未通电状态下电阻值相同，两个测量极的铠装加热器在未通电状态下电阻值相同，将液位测量装置的两个测量极竖直插入容器内的液体中，使两个测量极局部露出水面，设测量极露出水面部分的长度为L

【技术特征摘要】
1.一种高温高压环境下实时连续测量液位的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用并排设有两个测量极的液位测量装置，两个测量极的长度相等，各测量极腔内均包括铠装热敏电阻丝与铠装加热器，两个测量极的铠装热敏电阻丝在未通电状态下电阻值相同，两个测量极的铠装加热器在未通电状态下电阻值相同，将液位测量装置的两个测量极竖直插入容器内的液体中，使两个测量极局部露出水面，设测量极露出水面部分的长度为L上，浸入水中部分的长度为L下；
2)设置液位测量装置通电后的第一测量极和第二测量极中铠装热敏电阻丝的电阻值差值关系函数：
R2-R1＝A·(P2-P1)(H-L下)+B·(P2-P1)L下+C
式中：A，B，C均为电阻值差值关系函数的系数，且A≠B，P1≠P2；
H为测量极的长度，L下为测量极浸入水中部分的长度；
R1为第一测量极中的铠装热敏电阻丝的电阻值，R2为第二测量极中的铠装热敏电阻丝的电阻值，且R1≠R2；
P1为第一测量极中的铠装加热器的功率，P2为第一测量极中的铠装加热器的功率，且P1≠P2；
3)通过计算电阻值差值关系函数的系数A，B，C校准液位测量装置：
3-1)给铠装热敏电阻丝和铠装加热器通电，向两个测量极的铠装加热器提供不同电压，使两个测量极的铠装加热器的发热功率不同，并保持第一测量极和第二测量极中的铠装加热器的电流强度大小不变，待第一测量极和第二测量极中的铠装加热器发热稳定，通过计算机设有的数据采集卡同时对第一测量极和第二测量极中铠装热敏电阻丝的电阻值和铠装加热器的功率值进行采集，存储在计算机中，并记录此时测量极浸入水中部分的长度L下；
3-2)然后改变至少两次测量极浸入水中部分的长度L下，通过计算机设有的数据采集卡对每次浸入长度L下的第一测量极和第二测量极中铠装热敏电阻丝的电阻值和铠装加热器的功率值同时进行采集，存储在计算机中，并记录每次测量极浸入水中部分的长度L下，将每次采集得到的铠装热敏电阻丝的电阻值和铠装加热器的功率值，以及测量极浸入水中部分的长度代入步骤2)所述的电阻值差值关系函数，得到至少三个关于系数A，B，C的函数关系式，建立函数方程组；
3-3)通过求解步骤3-2)中所述的函数方程组，得到步骤2)中所述的电阻值差值关系函数的系数A，B，C的值；
3-4)将步骤3-3)得到的电阻值差值关系函数的系数A，B，C的值，代入步骤2)中所述的电阻值差值关系函数中，得到测量极浸入水中部分的长度L下的计算公式如下所示：



式中：A，B，C均为电阻值差值关系函数的系数，且A≠B，P1≠P2；
H为测量极的长度，L下为测量极浸入水中部分的长度；
R1为第一测量极中的铠装热敏电阻丝的电阻值，R2为第二测量极中的铠装热敏电阻丝的电阻值，且R1≠R2；
P1为第一测量极中的铠装加热器的功率，P2为第一测量极中的铠装加热器的功率，且P1≠P2；
4)使用校准后的液位测量装置进行液位测量：
将液位测量装置的两个测量极竖直插入容器内的液体中，使两个测量极局部露出水面，采集此时第一测量极和第二测量极中的铠装热敏电阻丝的电阻值与记录在计算机中的相对应的铠装加热器的功率，并代入步骤3-4)的计算公式中，即可得到当前测量极浸入水中部分的长度L下。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中所述的电阻值差值关系函数是按照以下步骤得出的：
2-1)设测量极距离水面的距离为x的位置所取微元段的长度为dx，所述微元段在测量极的位置与微元段的内部温度之间的函数关系式为t(x)，用于表示所述微元段中铠装热敏电阻丝的温度，该微段的测量极中铠装热敏电阻丝的电阻值dr如下所示：

【专利技术属性】
技术研发人员：冯邻江，王华，张立新，张祖力，鞠华，罗松，左坤俊，
申请(专利权)人：重庆材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50