专利名称：电子融合测量液位变送器及其测量方法
技术领域：
本发明涉及一种电子融合测量液位变送器及其测量方法，属于液体测量设备技术领域。
背景技术：
目前，在很多液态类产品的生产及运输等领域，其中，储存容器内液态产品的液位变化情况对于相关的生产及管理非常重要，特别是液位检测的准确度对于与液体相关的工艺系统的顺利实施有重要影响。但是，现今所广泛使用的液位测量装置常因测量目的物的变化而存在参照点零点校正不准，从而直接导致测量结果误差大，进而影响相关生产、运输及管理等方面的工作，此外，环境变化对液位的测量也有很大影响，特别是温度变化对液位测量的影响非常明显，因此，亟待解决液位测量中参照点变化及温度变化对测量结果准确度的影响问题。现有技术中，发明专利ZL 200410074336. 9公开了一种储油罐液位及油品密度在线检测系统，主要由静压传感器P1，静压传感器P2，温度传感器T，浮盘(或浮球)，拉线式位移光电编码器，接线装置，控制柜和计算机系统组成，其中，在油罐中的浮盘上连接的两个静压传感器PI、P2之间保持一定距离，并垂入液面下一定深度，浮盘上还连接有温度传感器T，浮盘与拉线连接，电测的信息流通过接线装置，控制柜至计算机系统。该发明能够准确测量0 50m范围内的液位，误差小于士 1mm，密度值精度达到0. 25%。，温度监测精度误差小于0. 5°C，但是该发明对不同情况下参照点的变化和温度变化对液位测量的影响没有进行综合考虑，同时，液位的测量范围有限。

发明内容
本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种电子融合测量液位变送器及其测量方法，实现高效准确测量液位，不受测量介质及其他相关环境等因素变化的影响。本发明解决问题的技术方案是提供一种电子融合测量液位变送器，包括液位测量元件、温度测量元件、信号处理器，其中，所述液位测量元件与所述信号处理器相连接，所述温度测量元件与所述信号处理器相连接。进一步地，所述信号处理器位于所述液位测量元件和温度测量元件的顶端，所述温度测量元件位于所述液位测量元件的两端。进一步地，所述液位测量元件为多个，所述温度测量元件为多个；具体数量根据实际测量液位的高度设置，并与所测量的液位的高度成正比例，能够有效防止单一元件测量信号偏离，进而保证测量的准确度。进一步地，所述信号处理器内设置有温度补偿元件，能够消除温度对液位测量造成的影响，保证液位测量的准确度。进一步地，所述温度测量元件包括18B20型温度模块。进一步地，本发明所述的电子融合测量液位变送器，还包括加热器，所述加热器与所述信号处理器相连接，在所测液体达到凝固点之前对所测液体进行加热，以防止因液体凝固而影响测量；还包括保护装置，保护液位测量元件和/或温度测量元件和/或信号处理器，防止其受外部因素影响而导致测量不准确。本发明还提供了一种应用所述电子融合测量液位变送器的测量方法，包括如下步骤(1)确定参照点(零点)测量液体储罐内底部沉淀物的高度，将高度测量值输入信号处理器，设定参照点位置，同时，使液位测量元件和温度测量元件的最下端与所设置的零点位置位于同一水平 ^^ —t- (2)测量通过温度测量元件测量液体温度并将温度测量值输入信号处理器，通过液位测量元件测量液位并将液位测量值输入信号处理器；(3)测量值信号输出信号处理器对所接收到的温度测量值和/或液位测量值进行处理，对于液位或者温度的单一测量，信号处理器采用4 20mA电流输出信号并显示温度测量值或液位测量值；对于液位与温度同时测量，信号处理器采用modbus RTU总线(RS485通讯信号)输出信号并显示温度测量值和液位测量值。进一步地，所述骤O)中通过多个液位测量元件进行液位测量并将液位测量值输入信号处理器，所述步骤(3)中信号处理器对接收到的液位测量值进行关联判断后输出信号并显示液位测量值。进一步地，所述步骤O)中通过多个温度测量元件进行温度测量并将温度测量值输入信号处理器，所述步骤(3)中信号处理器对接收到的温度测量值进行关联判断后输出信号并显示温度测量值。进一步地，所述步骤(3)中，所述信号处理器对所述液位测量值进行温度补偿后输出信号并显示液位测量值。所述关联判断为对多个测量值进行平均处理。所述温度补偿是所述信号处理器通过温度补偿元件根据预先测量的温度与液位的线性关系对液位进行校正。有技术相比，本发明的有益效果是1、本发明解决了液位测量中参照点变化及温度变化对测量结果准确度的影响问题，实现了高效准确测量液位，且不受测量介质及其他相关环境等因素变化的影响；2、本发明结构设计新颖，安装简单方便，测量精确稳定，稳定性好，使用寿命长，利于减少损耗，降低成本，适应多种环境下的液位测量，适于在罐群区、加油站、油码头炼油厂等工程领域推广应用。


图1为本发明电子融合测量液位变送器的功能结构框图；图2为本发明电子融合测量液位变送器的结构示意图；图3为本发明电子融合测量液位变送器的顶部安装结构示意图4为本发明电子融合测量液位变送器的侧部安装结构示意图。图中所示1-液位测量元件，2-温度测量元件，3-信号处理器，4-储油罐。
具体实施例方式如图1所示，本发明电子融合测量液位变送器，包括液位测量元件1、温度测量元件2、信号处理器3，其中，液位测量元件1与信号处理器3相连接，温度测量元件2与信号处理器3相连接；如图2所示，信号处理器3位于液位测量元件1和温度测量元件2的顶端， 温度测量元件2的数量为2个，液位测量元件的数量为1个，2个温度测量元件2位于液位测量元件1的两端。上述实施例中，还包括与信号处理器3相连接的加热器(图中未示)、保护液位测量元件1和温度测量元件2以及信号处理器3的保护装置(图中未示)；信号处理器3内设置有温度补偿元件(图中未示)；温度测量元件2包括18B20型温度模块。如图3和图4所示，在储油罐4上固定安装本发明电子融合测量液位变送器，使液位测量元件内部与储油罐4相连通。应用本发明电子融合测量液位变送器进行测量时，包括如下步骤(1)确定参照点(零点)测量储油罐4内底部沉淀物的高度，将高度测量值输入信号处理器3，设定参照点位置，同时，使液位测量元件1和温度测量元件2的最下端与所设定的参照点位置位于同一水平线上；例如罐底泥沙层高度为0. 2米，设定0. 2米处为参照点即零点，将影响测量精度的部分提前去除，从而保证测量的准确度；在结构上，对于如图3所示的安装方式，将实际测量设备以高于储油罐4底部0. 2米处作为零点；对于如图4所示的安装方式将实际测量设备底部比液位零点低0. 2米。(2)测量通过2个温度测量元件2测量储油罐4内液体温度并将温度测量值输入信号处理器3，通过液位测量元件1测量液位并将液位测量值输入信号处理器3 ；(3)测量值信号输出信号处理器对所接收到的温度测量值和/或液位测量值进行关联判断后输出信号并显示温度测量值和/或液位测量值，对于液位或者温度的单一测量，信号处理器采用 4 20mA电流输出信号并显示温度测量值或液位测量值；对于液位与温度同时测量，信号处理器采用modbus RTU总线(RS485通讯信号)输出信号并显示温度测量值和液位测量值。其中，信号处理器3对所述液位测量值通过所述温度补偿元件进行温度补偿后输出信号并显示液位测量值。本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种电子融合测量液位变送器，其特征在于包括液位测量元件、温度测量元件、信号处理器，其中，所述液位测量元件与所述信号处理器相连接，所述温度测量元件与所述信号处理器相连接。
2.根据权利要求1所述的电子融合测量液位变送器，其特征在于所述信号处理器位于所述液位测量元件和温度测量元件的顶端，所述温度测量元件位于所述液位测量元件的两端。
3.根据权利要求1所述的电子融合测量液位变送器，其特征在于所述液位测量元件为多个，所述温度测量元件为多个。
4.根据权利要求1所述的电子融合测量液位变送器，其特征在于所述信号处理器内设置有温度补偿元件。
5.根据权利要求1所述的电子融合测量液位变送器，其特征在于还包括加热器，所述加热器与所述信号处理器相连接。
6.一种应用权利要求1所述的电子融合测量液位变送器的测量方法，其特征在于，包括如下步骤(1)确定参照点测量液体储罐内底部沉淀物的高度，将高度测量值输入信号处理器，设定参照点位置， 同时，使液位测量元件和温度测量元件的最下端与所设置的参照点位置位于同一水平线上；(2)测量通过温度测量元件测量液体温度并将温度测量值输入信号处理器，通过液位测量元件测量液位并将液位测量值输入信号处理器；(3)测量值信号输出信号处理器对所接收到的温度测量值和/或液位测量值进行处理，对于液位或者温度的单一测量，信号处理器采用4 20mA电流输出信号并显示测量值；对于液位与温度同时测量，信号处理器采用modbus RTU总线输出信号并显示测量值。
7.根据权利要求6所述的电子融合测量液位变送器，其特征在于所述步骤O)中通过多个液位测量元件进行液位测量并将液位测量值输入信号处理器，所述步骤(3)中信号处理器对接收到的液位测量值进行关联判断后输出信号并显示液位测量值。
8.根据权利要求6所述的电子融合测量液位变送器，其特征在于所述步骤O)中通过多个温度测量元件进行温度测量并将温度测量值输入信号处理器，所述步骤(3)中信号处理器对接收到的温度测量值进行关联判断后输出信号并显示温度测量值。
9.根据权利要求6或7所述的电子融合测量液位变送器，其特征在于所述步骤(3) 中，所述信号处理器对所述液位测量值进行温度补偿后输出信号并显示液位测量值。
全文摘要
本发明涉及一种电子融合测量液位变送器及其测量方法，属于液体测量设备技术领域，包括液位测量元件、温度测量元件、信号处理器，其中，所述液位测量元件与所述信号处理器相连接，所述温度测量元件与所述信号处理器相连接。本发明解决了液位测量中参照点变化及温度变化对测量结果准确度的影响问题，实现了高效准确测量液位，且不受测量介质及其他相关环境等因素变化的影响；安装简单方便，测量精确稳定，稳定性好，使用寿命长，利于减少损耗，降低成本，适应多种环境下的液位测量，适于在罐群区、加油站、油码头炼油厂等工程领域推广应用。
文档编号G01F23/22GK102564514SQ201210030319
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者张启武, 李二刚, 贺江林 申请人:北京中油联自动化技术开发有限公司