專利名稱：容器內液體斷層狀態自動檢測系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種液體狀態檢測技術。
目前液體狀態檢測主要有靜壓差法、浮子浮力法、電介質法、短波吸收法、導波法。靜壓差法可成功地測量密度已知且比較穩定均勻液體的液面；或對穩定均勻的液體測量其密度。浮子浮力法對于密度已知且比較穩定的液體，當分界面比較清晰時，可成功測量兩種液體的分界面。電介質法可以成功地測量液面或貯油罐內的油水分界面。短波吸收法能成功測量油面或測量溫度和成分比較穩定的油罐內油和水的分界面。導波法可成功測量貯油罐內油面和油水分界面，不能檢測沉降罐內原油乳化液層的狀態。上述液體狀態檢測方法只能對不同液體共存的容器內的不同液體分界面或高度予以檢測，檢測過程中易受液體溫度、密度、粘度和成份的干擾，致使穩定性差，檢測精度不高。對其它一些物理參數如乳濁液、懸浮液層的狀態等不能檢測。實際上存在大量的狀態分布規律未知的復雜系統，對此類系統的檢測往往更為重要，而傳統的檢測手段對此卻無法實現檢測。
本發明的目的，是針對上述問題，提供一種可以按容器內沿鉛垂方向橫截層檢測液體各種狀態參數的自動檢測系統；這里的液體指任何液體，尤其可以是狀態分布未知的如乳化液之類狀態復雜的液體；這里的狀態參數是指液體的物理、化學或生物等狀態參數。
本發明的上述目的，是通過下述技術方案來實現的，即容器內液體斷層狀態自動檢測系統，包括容器、浮動式多參數檢測傳感器、角/線位移轉換器、檢測變換器、A/D轉換器、智能信息處理器、檢測顯示器、驅動器、檢測記錄儀。檢測變換器與A/D轉換器可為具有兩種功能的一體化儀器。在容器內裝入狀態待測液體，浮動式多參數檢測傳感器設置在待測液體內，可在液體內移動，該傳感器的信號傳輸線纏繞在角/線位移轉換器上后與檢測變換器連接。驅動器輸出軸與角/線位移轉換器通過聯軸器連接。驅動器可選用步進電機。檢測變換器與A/D轉換器、智能信息處理器連接，智能信息處理器可選用微機。微機通過線路分別與檢測顯示器、檢測記錄儀和驅動器的控制端連接。在容器內裝設有限位網和自動校準裝置。自動校準裝置，包括一個不銹鋼管，不銹鋼管上端開口，下端封閉，在鋼管內裝入已知的標準密度的化學試劑，不銹鋼管長度和線脹系數是已知的。自動校準裝置安裝在限位網附近，置于狀態待測的液體之中，用其已知長度來校正被測液體的液面高度、液層厚度和液體分界面的高度的示值。用其已知的標準密度來校正被測液體密度的示值。
測量待測液體某些參數時，角/線位移轉換器接收到驅動器的控制信號，給出的檢測位移△α，帶動多參數檢測傳感器，在狀態待測液體中移動，由此產生的檢測信號傳送到檢測變換器，再經A/D轉換器將模擬信號轉換為數字信號，其輸出為標準化的檢測信號，傳送到智能信息處理器(微機)進行信息融合、處理，其結果一路送到檢測顯示器成像，并進行數字化顯示，另一路送到驅動器的控制端，控制驅動器運行狀態；第三路送到檢測記錄儀，由檢測記錄儀實時給出各種所需被測液體狀態的信息硬考貝。
在角/線位移轉換器前端可設置懸臂式軸架，后端設置有導向輪組件。懸臂式軸架包括引線輪、引線架和導向輪組件。引線輪為兩端帶限位盤的線筒，引線輪與角/線位移轉換器的前端出軸同軸線轉動、滑動聯結，且與角/線位移轉換器同軸線轉動。引線輪的前端出軸和角/線位移轉換器的后端出軸分別由設置在前、后支架上的軸承予以支承，前、后支架分別固定在箱體的底板上。導向輪組件包括導向輪、導向輪支架和轉盤。導向輪通過銷軸與導向輪支架聯結，導向輪支架下端與一轉盤固定連接，轉盤有一向下延伸的凸柱，該凸柱插入轉盤支架上橫梁內的軸承內，轉盤支架的下橫梁固定在箱體的底板上。引線架固定在角/線位移轉換器上，且與引線輪不接觸。多參數檢測傳感器的信號傳輸線經導向輪后繞在角/線位移轉換器上，中部設定部位固定在引線架上后，繞在引線輪上，后部的設定部位固定在引線輪出口上，并引到檢測變換器上。
其中微機、穩壓電源、檢測變換器和驅動器電源可設置在柜體上，組成控制柜。而驅動器、多參數檢測傳感器、角/線位移轉換器、引線輪、限位網及自動校準裝置組成檢測測試箱。檢測測試箱裝設在盛裝待測液體的容器上，其中限位網和自動校準裝置裝設在容器內。
本發明可以用專用型各種部件組裝而成，也可選用各種技術成熟的具有相應功能的通用型部件或裝置進行技術集成。由于系統組成之間的匹配要求嚴格，故其實現方式，最好采用交鑰匙工程式提供整體自動檢測系統。
本發明所述的容器包括人造容器和天然容器。人造容器如油罐、運油輪船的油倉等，天然容器如水庫、海洋、湖泊、地下油田等。
本發明可實現對容器內一種或多種狀態進行綜合或單一檢測，快速而精確檢測出所需要觀測的物理、化學和生化量等液體狀態參數，并使其輸出的檢測信號標準化，這是目前檢測技術所無法實現的。本發明可以廣泛應用于各種容器內難以預知的液體如油罐內乳化液、地下水、海水、地下油田等液體沿鉛垂方向，各橫截面的狀態參數的檢測。
圖1是本發明的一種實施例的系統工作原理圖，圖2是多參數檢測變送器工作原理圖，圖3是驅動器、多參數檢測傳感器和多參數檢測變送器裝配示意圖，圖4是檢測控制柜布置前視圖、圖5是檢測控制柜布置后視圖，圖6是檢測測試箱示意圖，圖7是懸臂式軸架與角/線位移轉換器裝配示意圖。
下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明。
容器內液體斷層狀態自動檢測系統，包括多參數檢測傳感器1、角/線位移轉換器2、檢測變換器3、智能信息處理器4、檢測顯示器5、驅動器6、檢測記錄儀8、A/D轉換器9和容器34、懸臂式支架和導向輪組件。在容器34內裝有待測液體23。驅動器6為步進電機，步進電機6與角/線位移轉換器2為同軸線機械剛性連接。懸臂式軸架，包括引線輪11和引線架13和導向輪10。引線輪11為帶限位盤12的線筒，引線輪11與角/線位移轉換器2同軸線轉動、滑動連接，即引線架13為角/線位移轉換器2的轉軸外套支架。在角/線位移轉換器2上固定有引線架13，引線架13與引線輪11相分離，無機械聯系，隨角/線位移轉換器2做圓周運動。引線輪組件包括引線輪11和轉盤18。引線輪11的前端出軸和角/線位移轉換器2的后端出軸分別由設置在前支架14、后支架15內的軸承予以支承。前支架14和后支架15分別固定在箱體的底板16上，導向輪10通過銷軸17與導向輪支架聯結，導向輪支架下端與轉盤18固定連接，轉盤18的凸柱19插入轉盤支架20的上橫梁21上設置的軸承內，轉盤支架20的下端固定在箱體的底板16上。多參數檢測傳感器1在裝有待測液體23的容器34內浮動，其信號傳輸電纜24經導向輪10后，繞在角/線位移轉換器2上，中部固定在引線架13上，后部繞在引線輪11上，然后固定在引線輪出口7上，并引到檢測變換器3上。檢測變換器3通過線路與A/D轉換器和智能信息處理器4(微機)連接，智能信息處理器4通過線路分別與驅動器6、檢測顯示器5和檢測記錄儀8連接。
該系統工作時需外界供給電源。根據應用的具體環境，多參數檢測傳感器1、角/線位移轉換器2、檢測顯示器5、驅動器6可為普通型，也可為防爆型部件，并且由它們組成的裝置也相應做成普通型或防爆型裝置。
智能信息處理器4，即微機、它的檢測顯示器5、主機26、打印機27及穩壓電源28、檢測變換器3、驅動器電源29、檢測顯示器5分別裝設在柜體30上，組成控制柜。
裝有待測液體的容器34內，設置有自動校準裝置25和限位網33。自動校準裝置由已知的標準長度和線脹系數，且上端開口，下端封閉的不銹鋼管31和充入其內的已知標準密度的試劑32構成在不銹鋼管31上端口處設置有蓋板。自動校準裝置在容器34內的限位網33附近，置于狀態待測的液體中。已知的標準長度為Lb(t)=Lb(20)[1+α(t-20)]，已知的標準密度為Db(t)=F[Db(t0)]。使用時，用其已知的標準長度來校正被測液體的液面高度、液層厚度和液體分界面高度等參量。用其已知的標準密度來校正被測液體密度的示值。
自動校準裝置還用于對注入其內的已知液體斷層狀態進行模擬校驗。驗證系統檢測結果的可靠性、穩定性和準確性。
自動校準的過程是由多參數檢測傳感器在標準試劑中移動實現的。驅動器6、多參數檢測傳感器1、角線位移轉換器2、引線輪11、限位網33及自動校準裝置25組成檢測測試箱22。
權利要求
1.容器內液體斷層狀態自動檢測系統，包括多參數檢測傳感器(1)、角/線位移轉換器(2)、檢測變換器(3)、智能信息處理器4、檢測顯示器(5)、驅動器(6)、檢測記錄儀(8)、A/D轉換器(9)和容器(34)，檢測顯示器(5)智能信息處理器(4)、檢測變換器(3)，裝設在柜體(30)上，其特征在于所述的多參數檢測傳感器(1)在待測液體(23)內移動，其信息傳輸線(24)繞在角/線位移轉換器(2)后，接于檢測變換器(3)上，檢測變換器(3)經導線與A/D轉換器(9)，智能信息處理器(4)連接，智能信息處理器(4)通過導線與驅動器(6)的控制端連接，驅動器(6)與角/線位移轉換器(2)同軸線機械鋼性連接；在待測液體(23)內設置限位網(33)和自動校準裝置(25)，自動校準裝置(25)，由已知為標準長度和線脹系數，且上端開口，下端封閉的不銹鋼管(31)和充入的已知標準試劑(32)構成，自動校準裝置(25)裝設在限位網(33)附近；已知的標準長度為Lb(t)=Lb(20)[1+α(t-20)]，已知的標準密度為Db(t)=F[Db(t0)]。
2.根據權利要求1所述的容器內液體斷層狀態自動檢測系統，其特征在于所述的智能信息處理器(4)為微機，驅動器(6)為步進電機；在所述的角/線位移轉換器(2)一端設置有懸臂軸架，另一端設置有導向輪組件懸壁輪架包括引線輪(11)和引線架(13)和導向輪(10)，引線輪(11)為帶限位盤(12)的線筒，引線輪(11)與角/線位移轉換器(2)同軸線轉動、滑動連接，在角/線位移轉換器(2)上固定有引線架(13)，引線架(13)與引線輪(11)不接觸，引線輪(11)的前端出軸和角/線位移轉換器(2)的后端出軸分別由設置在前支架(14)、后支架(15)內的軸承予以支承，后支架(15)分別固定在箱體的底板(16)上；導向輪組件包括導向輪(10)，導向輪(10)通過銷軸(17)與轉盤(18)聯結，轉盤(18)的凸柱(19)插入轉盤支架(20)的上橫梁(21)上設置在軸承內，轉盤支架(20)的下端固定在箱體的底板(16)上；其信號傳輸線(24)經導向輪(10)后，繞在角/線位移轉換器(2)上，中部設定部位固定在引線架(13)上，后部繞在引線輪(11)上，后部設定位置固定在引線輪出口(7)上，并引到檢測變換器(3)上。
全文摘要
容器內液體斷層狀態自動檢測系統,包括角/線位移傳感器、檢測變換器、智能信息處理器、容器和多參數檢測傳感器。多參數檢測傳感器設置在裝有待測液態內,其信號傳輸線繞在角/線位移轉換器上后引接到檢測變換器上,檢測變換器接智能信息處理器,其輸出端分別接驅動器控制端和檢測顯示器,驅動器通過聯軸器與角/線位移轉換器聯結。本發明可實現對一種或多種狀態進行綜合或單一檢測,快速而精確檢測出所需要觀測的物理、化學和生化量等液體狀態參數。
文檔編號G01N13/00GK1306200SQ0110621
公開日2001年8月1日 申請日期2001年2月27日 優先權日2001年2月27日
發明者吳海明, 富長貴, 吳海鷹 申請人:鞍山海力自動測控系統工程有限公司