一种液位测量装置和测量方法

文档序号:151537 发布日期:2021-10-26 浏览:53次 >En<

阅读说明:本技术 一种液位测量装置和测量方法 (Liquid level measuring device and measuring method ) 是由 冯艳明 吕仙镜 赵文斌 斯俊平 孙胜 张劲松 王育坤 林瑞霄 于 2021-07-22 设计创作,主要内容包括:本发明涉及液位测量技术领域,具体涉及一种液位测量装置和测量方法,包括密闭容器,还包括气源、进气管路、出气管路、压力响应动作单元、电信号处理单元;压力响应动作单元设置于各出气管路位于密闭容器外的部分,压力响应动作单元与电信号处理单元电连接;压力响应动作单元响应于各出气管路的气流而进行相应的动作;电信号处理单元接收各动作信号、并处理、判断对应的各出气管路位于密闭容器内的一端与被测液体液位的高低位置关系。本发明测量时仅有密闭容器处于极端环境中,其余各部件均处于正常环境中,而密闭容器内没有电子器件,大大提高了耐腐照、耐腐蚀等性能,延长使用寿命、结果可靠,使用于狭小密闭放射性空间内液位的测量。(The invention relates to the technical field of liquid level measurement, in particular to a liquid level measuring device and a liquid level measuring method, which comprise a closed container, an air source, an air inlet pipeline, an air outlet pipeline, a pressure response action unit and an electric signal processing unit, wherein the air source is connected with the air inlet pipeline; the pressure response action unit is arranged at the part of each air outlet pipeline outside the closed container and is electrically connected with the electric signal processing unit; the pressure response action unit responds to the airflow of each air outlet pipeline to perform corresponding action; the electric signal processing unit receives each action signal, processes and judges the relationship between the height position of one end of each corresponding air outlet pipeline in the closed container and the liquid level of the liquid to be detected. When the invention is used for measurement, only the closed container is in an extreme environment, the rest parts are in a normal environment, and no electronic device is arranged in the closed container, so that the corrosion resistance, the corrosion resistance and the like are greatly improved, the service life is prolonged, the result is reliable, and the invention is used for measuring the liquid level in a narrow closed radioactive space.)

一种液位测量装置和测量方法

技术领域

本发明涉及基于气动技术的液位测量技术领域,具体涉及一种液位测量装置和测量方法。

背景技术

在高放射性、极端温度等环境下进行液体(包括腐蚀性和高低温液体)的液位测量与监测时,目前市面上的液位计或液位传感器由于自身结构和测量原理的原因,在测量时其上的电子元件也暴露在高放射性、极端温度下等环境下,由于电子元件不耐辐照、不耐腐蚀等,导致现有的液位计或液位传感器在极端的环境下无法正常工作,或者寿命短、检测结果不可靠等。

而在狭小密闭空间内进行液体的液位测量与监测时,现有的液位计或液位传感器均由于其体积大或其它原因而不满足安装条件。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种液位测量装置,解决现有的液位测量装置无法满足在高放射性、极端温度、狭小密闭空间等条件下的测量要求的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现:包括密闭容器,还包括气源、进气管路、出气管路、压力响应动作单元、电信号处理单元;

气源连通进气管路,进气管路的一端插入密闭容器内,进气管路上设有减压阀,各出气管路的两端分别进入、穿出密闭容器,压力响应动作单元设置于各出气管路位于密闭容器外的部分,压力响应动作单元与电信号处理单元电连接;

压力响应动作单元响应于各出气管路的压力变化而进行相应的动作,并将各动作信号输出至电信号处理单元;

电信号处理单元接收压力响应动作单元输出的各动作信号、并处理、判断对应的各出气管路位于密闭容器内的一端与被测液体液位的高低位置关系,并将基于高低位置关系的被测液体的液位状态信号输出。

优选地,压力响应动作单元由多个压力响应动作器件构成,各压力响应动作器件的输出端连接电信号处理单元对应的输入端,各出气管路上对应设置压力响应动作器件,各出气管路伸入密闭容器内的深度不等。

优选地,进行各压力响应动作器件为压力开关,各压力开关响应于各出气管路内的压力变化而进行相应的响应动作。

优选地,进气管路上还设有第一单向阀,第一单向阀位于减压阀与进气管路处于密闭容器内部的一端之间,各出气管路远离密闭容器的一端均设有第二单向阀。

优选地,进气管路上还设有过滤器、干燥器,过滤器位于气源与减压阀之间,干燥器位于减压阀与第一单向阀之间。

优选地,各出气管路位于密闭容器外的一端连通集气管路,集气管路连通废气处理单元。

优选地,还包括进液管、出液管,进液管与出液管的两端均分别位于密闭容器的内部和外部,进液管、出液管位于密闭容器外的部分分别设有第一截止阀、第二截止阀。

优选地,所述密闭容器、进气管、出气管均采用金属材质制成。

本发明的第二个目的在于提供一种液位测量方法,基于上述的液位测量装置,包括如下步骤:气源向进气管路内输送气体、经减压阀进入到密闭容器后,滞留在密闭空间内或流入高于被测液体液位的出气管路内并触发对应的出气管路上的压力响应动作单元进行相应的动作,电信号处理单元接收相应的动作信号并处理,根据是否接收到各动作信号判断对应的各出气管路位于密闭容器内的一端与被测液体液位的高低位置关系,并将基于高低位置关系的被测液体的液位状态信号输出;

还包括将流出各出气管路的气体集中至集气管道,并经与集气管道连通的废气处理单元处理。

优选地,还包括对进入密闭容器前的气体进行过滤、干燥,气源与减压阀之间设置有过滤器,减压阀与第一单向阀之间设有干燥器。

本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

(1)本发明通过设置气源、进气管路、出气管路、压力响应动作单元、电信号处理单元,在密闭容器内部没有设置电子器件,测量时仅有密闭容器处于如放射性区域或极端温度区域或强辐射性环境中,其余各部件均处于正常环境中,避免将电子器件置于极端环境中,大大提高了本装置的耐腐照、耐腐蚀等的性能,延长使用寿命、检测结果可靠,安装要求低,结构简单,维护检修方便。且在狭小密闭空间测量时,由于仅需将密闭容器塞入,气动部件均在外部,所以也适用。基于以上,本发明可以在极端条件下进行液体液位的非连续测量与监测。

(2)设置多个出气管路、对应设置压力响应动作器件,使各个出气管路的状态被监测,相互不受干扰,保证测量结果准确、可靠。

(3)第一单向阀、第二单向阀的设置避免外部环境中的气流进入到测量装置内造成干扰,以及在意外情况下避免密闭容器内的气体扩散到外界。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:

图1为本发明的结构示意图。

其中:1气源、2过滤器、3减压阀、4干燥器、5第一单向阀、6第一截止阀、7进液管、8出液管、9第二截止阀、10进气管路、11第一出气管路、12第二出气管路、13第三出气管路、14第一压力开关、15第二压力开关、16第三压力开关、17第二单向阀、18电信号处理单元、19废气处理单元、20密闭容器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

实施例1:

一种液位测量装置,包括密闭容器20,还包括气源1、进气管路10、出气管路、压力响应动作单元、电信号处理单元18。

气源1可以是在储气罐中充填净化空气、氮气或者其他的惰性气体,确保从气源1流出的气体不溶或难溶于被测液体且不与被测液体起反应。气源1连通进气管路10,进气管路10的一端插入密闭容器20内,密闭容器20用来盛放被测液体。进气管路10上设有减压阀3,气源1流出的气体经减压阀3进行压力调节,各出气管路的两端分别进入、穿出密闭容器20,且各出气管路、进气管路10均与密闭容器20为密封连接。出气管路的个数根据需要进行设置,可以是2、3、4、5或者其他数量,且各个出气管路伸入密闭容器20内的深度可以相等、可以不等,优选地可以不等。且具体地各个出气管路插入到密闭容器20内的深度可以根据需要进行设置。此实施例以设置三个出气管路为例,分别设置有第一出气管路11、第二出气管路12、第三出气管路13,且第一出气管路11、第二出气管路12、第三出气管路13插入到密闭容器20中的深度依次增大。

压力响应动作单元设置于各出气管路位于密闭容器20外的部分,压力响应动作单元由多个压力响应动作器件构成,如由多个压力开关或者压力继电器构成,本实施例中优选地设置为压力开关,对应于第一出气管路11、第二出气管路12、第三出气管路13分别为第一压力开关14、第二压力开关15、第三压力开关16,且各个压力开关的信号输出端分别与电信号处理单元18的对应的信号输入端电连接。且在不满足状态发生改变的触发条件时,各压力开关不进行响应动作,并始终处于原始状态、不发生状态变化。而当各个压力开关被触发进行响应动作、状态发生变化后,若触发条件消失则各压力开关会自动恢复到原始状态,直至再次被触发而发生状态变化。本发明中,各压力开关状态发生变化的触发条件为各出气管路内有压力发生变化。各个压力开关响应于流经对应的出气管路的气体导致压力变化而进行相应的响应动作,并将各动作信号输出至电信号处理单元18。例如当第一出气管路11中有气流经过,压力变化会触发第一压力开关14进行响应动作,该响应动作会以电信号的形式被电信号处理单元18接收到,且在第一压力开关14进行响应动作后,待检测结束后,气源1不再继续输送气体,第一出气管路11的不再有气流,压力不再变化,第一压力开关14则自动复位。而当第一出气管路11中没有气体流过时,第一出气管路11中的压力没有变化,第一压力开关14就不会进行响应动作,电信号处理单元18就接收不到电信号。

电信号处理单元18接收压力响应动作单元输出的各动作信号、并处理、判断对应的各出气管路位于密闭容器20内的一端与被测液体液位的高低位置关系,并将基于高低位置关系的被测液体的液位状态信号输出。

如:当被测液体的液面高于位于第一出气管路11位于密闭容器20的一端时,由于各个出气管路的端部均位于被测液体的液面下,则第一出气管路11、第二出气管路12、第三出气管路13内均无气体流经,这样各出气管路内的压力就没有变化,对应的各个压力开关均处于原始状态,不进行相应的响应动作,电信号处理单元18不会接收到相应的电信号。

当被测液体的液位低于第一出气管路11以下、高于第二出气管路12时,第一出气管路11内就会有气体通过并排出、管路内压力发生变化,对应的第一压力开关14进行响应动作就会输出相应的电信号,第二出气管路12、第三出气管路13均没有气体排出,对应的第二压力开关15、第三压力开关16均无电信号输出。电信号处理单元18接收到第一压力开关14输出的电信号,进行处理,并根据接收到第一压力开关14的电信号、而未接收到第二、三压力开关输出的电信号,判断出被测液体的液位低于第一出气管路11而高于第二、三出气管路,将判断得到的被测液体的液位状态以电信号的形式输出到后续部件,此后续部件可以是显示器,也可以是打印机等,进而呈现出来,当然也可以是其他的信号接收部件,或者采用其他的无线传输的方式等等。

当被测液体的液位低于第二出气管路12、高于第三出气管路13时,第一、二出气管路内就会有气体通过并排出、管路内压力发生变化,对应的第一、二压力开关进行响应动作,就会输出相应的电信号,第三出气管路13没有气体排出,第三压力开关16无电信号输出。电信号处理单元18根据接收到第一、二压力开关的电信号、而未接收到第三压力开关16输出的电信号,判断出被测液体的液位低于第一、二出气管路而高于第三出气管路13,将判断得到的此被测液体的液位状态以电信号的形式输出到后续部件。

同样地,电信号处理单元18接收到某个出气管路对应的压力开关的电信号,则表明该出气管路的高度高于被测液体的液面,电信号处理单元18未接收到某个出气管路对应的压力开关的电信号,则表明该出气管路的高度低于被测液体的液面。以上任意某个出气管路的高度高于或低于被测液体的液面的位置关系的状态即为被测液体的液位状态。

本领域技术人员应该知晓,本实施例中的电信号处理单元18是已知技术,可以为一个或多个处理器相连接得到,处理器内的处理程序预先根据本发明处理需要,进行预先设定,电信号处理单元18根据程序命令进行相应的处理、判断及输出等的过程。

实施例2:

在实施例1的基础上,进一步的技术方案是:在进气管路10上还设有第一单向阀5,第一单向阀5位于减压阀3与进气管路10处于密闭容器20内部的一端之间,各出气管路远离密闭容器20的一端均设有第二单向阀17。第一单向阀5、第二单向阀17可以使装置中的气体向单一方向流动,避免外部环境的干扰。

进气管路10上还设有过滤器22、干燥器4,过滤器22位于气源1与减压阀3之间,干燥器4位于减压阀3与第一单向阀5之间。过滤器22内放置有滤网,对气体起到过滤作用,干燥器4内装填有干燥剂,对气体进行干燥,消除气体中水分的影响。

在各出气管路位于密闭容器20外的一端连通集气管路,集气管路连通废气处理单元19。废气处理单元19对排出的气体进行处理,避免气体流经置于放射性区域内的密闭容器20后带有的放射性物质流入环境中,造成环境污染及人员安全威胁。

在密闭容器20上还连接有进液管7、出液管8,进液管7与出液管8的两端均分别位于密闭容器20的内部和外部,分别用于被测液体的倒入、流出。进液管7、出液管8的长度可以根据需要设置,且在进液管7、出液管8位于密闭容器20外的部分对应设有第一截止阀6、第二截止阀9。

所述密闭容器20、进气管、出气管均采用金属材质制成,以对抗辐照、低温、腐蚀等。

若需增加或减少被测液体的测量液位状态,只需根据情况增加或减少出气管道和对应的单向阀、压力开关或压力继电器的数量即可。

实施例3:

一种液位测量方法,是基于实施例1、2的液位测量装置进行的。

按照如下方法进行:

进行液位测量时,首先关闭进液管7、出液管8上的第一截止阀6、第二截止阀9,使整个气体的流经通道处于密闭状态。打开气源1,氮气或惰性其他进入进气管路10,依次经过滤器22的过滤、减压阀3、干燥器4的干燥、第一单向阀5进入到密闭容器20内,若各个出气管路的高度均低于被测液体的液面,则氮气会滞留在密闭空间内,电信号处理单元18接收不到电信号,则关闭气源1、打开进液管7、出液管8上的截止阀。

若某个出气管路的高度高于被测液体的液面,则气体就会经该出气管路排出,同时对应的压力开关进行响应动作,电信号处理单元18接收到相应的电信号并处理,判断该出气管路的高度高于被测液体的液面,类似的方法,电信号处理单元18根据接收到的各个出气管路的电信号,判断各个出气管路的高度与被测液体液面的高度位置关系,再将被测液体的液位状态以电信号的形式输出到后续的如显示屏上显示,供测量人员观察、记录。排出的气体进入到废气处理单元19进行处理后再排出。

在测量时,只有密闭容器20是处于放射性区域中的,其余的各部件如气源1、第一单向阀5、电信号处理单元18、废气处理单元19、出气管路及进液管7、出液管8位于密闭容器20外的部分均是处于正常的环境中的。

本领域人员应该也知晓,图1中所示的是处于放射性环境下的测量,也可以为极端温度环境、狭窄密闭空间、强辐射性等的环境中测量,或者是这几种环境的中的两种、三种或四种的叠加区域,以及常规环境。。

本领域普通技术人员可以理解实现上述事实和方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,涉及的程序或者所述的程序可以存储于一计算机所可读取存储介质中,该程序在执行时,包括如下步骤:此时引出相应的方法步骤,所述的存储介质可以是ROM/RAM、磁碟、光盘等等。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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