油罐液位超声波测量的声速校正器制造技术

一种测量储油罐液位的声速校正器，属于超声波液位测量仪器的一个重要部件，该校正器由直体和支体组成。直体为一节或多节相连接的杆状体，支体是作为声反射体的若干叶片，按设定的距离垂直固定在直体杆上，通过声速的声学校正并结合现代高速数据采集和计算机技术获得高的测时分辨率，从而使气介式超声波测位技术满足储油罐液位的测量，实现储油罐区多个油罐的液位、油温、罐存量自动巡回监测及高低位报警。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及声学领域中一种物位测量仪器，以油罐内上方气体为声传播介质，通过反射波到达时间来测量油罐中液料位置，属于超声波液位测量
以往对于油罐液位的超声波测量，可以通过反射波到达的时间和幅度来实现，如“超声液位指示器”，就是利用容器内液体和气体对声波反射特性来检测气液两相介质的界面位置。此方法属于接触式测量，对油罐液位测量不甚理想。因为其具有一套机械传动装置在安装、维修以及成本方面都有不足之处，而且仅能测出液面的单一参数。利用反射波到达时间来实现液位测量的方案则属于非接触式测量，优点很多。它不干扰被测介质，安装、维修比较方便，而且还可以测出液体介质的温度等参数。经文献检索，已有技术有CN1030827A(超声回声测深自动记录仪固定回波装置)；CN2169142Y(一种超声波测距装置)；US Patent 4821569(带杂乱回波抑制器的超声液位仪)；US Patent 4868797(分时自动增益式超声液位仪)等。但是，这类仪器目前由于声速修正方法和测时分辨率还不能完全适用储油罐测液位的需要，因而声速校正器成为一个很关键的部件。本技术油罐液位超声波测量的声速校正器(下称“声速校正器”)的目的在于通过声速的声学修正并利用现代高速数据采集和计算机技术获得高的测时分辨率，从而使气介式超声波测位技术能够满足油罐液位的测量，实现储油罐区多个油罐的液位、油温、罐存量的自动巡回或定点“检尺”，必要时给出冒罐、抽空的安全报警。本技术的工作原理和
技术实现思路
叙述如下在油罐顶的入孔盖上安装一对声发射和接收的换能器、油温测量探头和本技术声速校正器，当计算机收到“执行”指令(操作员通过键盘实施)后发出发射脉冲，触发功率放大电路形成一定功率的电脉冲，经发射换能器转换成声信号发射出去，声波在油气介质传播过程中，遇到本技术的若干个声学反射体和油面，形成反射波。这些反射波到达接收换能器时，换能器将声信号转换成电信号，然后进行放大，输入数据采集器。数据采集器在发射结束后即开始采集，因此当反射回波到达时也被采集下来形成数字信息，再将数据采集器的数字信号输入计算机，计算机按预先设计的程序识别回波个数及各个回波到达的时间，并给出油液面至换能器工作面的距离HH＝A1＋A2＋…An－1(1＋tn/tn－1)(1)式中A1是换能器到本技术的第一个反射体的距离，A2、A3……An－1分别是第二个和第三个、第三个和第四个……第n－2个和第n－1个的间距，A1、A2……An－1的距离在安装时是测定好的，并输入计算机内，tn和tn－1是声波在间距An和An－1上传播时间，An是液面至液面上最近一个反射体的间距。计算机算出距离H后，根据事先输入的罐尺寸及液位高度和接受到的油温数据按预定的公式计算出罐存量，还根据事先给定的油罐液位高低界线，必要时对油位的高低位超界报警。本技术声波校正器是由直体和支体组成的机械装置，它与超声波液位测量仪的其他部件的关系是提供该测量仪不可缺少的部件，其作用在于能够使某个或多个距离上形成一个或多个反射声波，采用“一个已知距离上有一个波，又一个距离上又有一个波”的声速校正方法。从声学角度出发，直体的材质可以是金属或塑料等，其形状可以是圆的、方的或多边形的中空管体或实体，长度要适合油罐高度的要求。直体可以是一节的，也可多节连接的。支体的材质可以是金属或塑料等，其叶片形状可选圆形、长方形、扇形等等，要保证每个叶片平面都成为声反射体。支体垂直固定在直体上，支体声反射面与声波轴向垂直，以保证有足够的反射强度。本技术提供一张附图，声速校正器图，图中A为正视图，B为俯视图。1堵头；2紧固套；3垫圈；4入孔盖(油罐上原有设备)；5连杆；6、7、8、9叶片；10接头；11支承头；12底座。本技术的直体连接方法，是将七节连杆5与六节接头10逐个通过螺纹连接起来，其间，把支体即叶片(声的反射体)6、7、8、9按设定的距离分别固定在直体上。垫圈3套在连杆5最上一节直到入孔盖4上，再用堵头1螺接在连杆5的顶端而固定在入孔盖上，底座12穿过连杆最下一节末端，再用支承头11与连杆5末端连接，利用直体和底座12的重力把直体直立于罐底。本技术的优点在于可对油罐气介质中声速随声程变化的声速予以较好校正。通常的气介式超声测位仪器的声速校正器多采用温度修正法。这种方法，第一温度测量探头及系统因其粘度会形成一个固定的偏差，第二温度与声速关系模式与实际规律存在差异形成随距离变化的误差，而本技术产生的声速误差仅仅在于液面至其上的第一个叶片之间与其上第二、第三个叶片之间这一段范围内的声速差异，它与全声程并无关系。本技术的优点还在于它不干扰被测物料状态，可以在不停产状态下安装、调试、维修。它没有机械传动系统，结构简单，成本低，寿命长，操作方便。以下提供一个本技术声速校正器的实施例，用于高度10m的油罐。该声速校正器由六节长各1587mm和一节长1120mmφ35mm的无缝钢管制成直体连杆5，各节两端加工M30×1.5螺纹。接头10管φ40mm×24mm，两端也有相应的螺纹供连接。4个支体叶片由宽35mm、厚3mm、长分别为280mm、380mm、480mm的钢板制成，分别固定在直体上。叶片6、7、8、9的排列是280mm叶片6在最上方，380mm叶片7、8在中间，480mm叶片9在最下方，相距间隔各1600mm。叶片6、9安装在同一角度上，叶片7、8同叶片6、9分别向左或向右形成60°夹角，如附图说明图1B俯视图所示。于是直体与支体连接在一起制成声速校正器。权利要求1.一种用于油罐液位超声波测量的声速校正器，其特征在于它由直体和支体组成，直体是适合储油罐高度的中空管体或实心体，可以是一节的，也可以是多节连接的直杆状体，支体为若干个声反射体的叶片，垂直固定在直体上，叶片与叶片之间有一定夹角。2.根据权利要求1所述的声校正器，其特征在于直体的材质可以用金属制成，也可以用塑料制成。3.根据权利要求1、2所述的声校正器，其特征在于多节构成的直体，节与节之间用螺纹相连接。4.根据权利要求1所述的声校正器，其特征在于作为声反射体的叶片可以用金属制成，也可以用塑料制成。5.根据权利要求1、4所述的声校正器，其特征在于叶片可以是长方形、正方形、多边形、扇形或圆形的。6.根据权利要求1、4所述的声校正器，其特征在于叶片与叶片的距离可以是相等的，也可以是不等的。专利摘要一种测量储油罐液位的声速校正器，属于超声波液位测量仪器的一个重要部件，该校正器由直体和支体组成。直体为一节或多节相连接的杆状体，支体是作为声反射体的若干叶片，按设定的距离垂直固定在直体杆上，通过声速的声学校正并结合现代高速数据采集和计算机技术获得高的测时分辨率，从而使气介式超声波测位技术满足储油罐液位的测量，实现储油罐区多个油罐的液位、油温、罐存量自动巡回监测及高低位报警。文档编号G01F25/00GK2255610SQ95223580公开日1997年6月4日 申请日期1995年11月1日 优先权日1995年11月1日专利技术者许能贵 申请人:中国科学院声学研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于油罐液位超声波测量的声速校正器，其特征在于它由直体和支体组成，直体是适合储油罐高度的中空管体或实心体，可以是一节的，也可以是多节连接的直杆状体，支体为若干个声反射体的叶片，垂直固定在直体上，叶片与叶片之间有一定夹角。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许能贵，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]