海洋环境下高温高压容器液位测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海洋环境下高温高压容器液位测量系统，其包括：液位测量装置，以第一差压变送器测量高温高压容器的液位，输出液位测量信号；液位测量误差修正装置，以第二差压变送器预先测量出修正用液体在静止状态下的压力，并在第一差压变送器测量高温高压容器的液位时，以第二差压变送器同步测量修正用液体的实时压力，输出液位修正信号；信号采集装置；以及处理计算单元，以修正用液体在静止状态下的压力与实时压力的比值作为液位修正系数对液位测量信号进行修正，计算出高温高压容器内液体的真实液位值。本发明专利技术可以消除船体倾斜角、重力加速度变化以及测量仪表安装距离造成的测量误差，实现各种规则形状高温高压容器在海况下的液位测量。海况下的液位测量。海况下的液位测量。

【技术实现步骤摘要】
海洋环境下高温高压容器液位测量系统


[0001]本专利技术属于海洋环境下液位测量领域，更具体地说，本专利技术涉及一种海洋环境下高温高压容器液位测量系统。

技术介绍

[0002]在海洋环境下，船舶或海上平台存在倾斜、摇摆，导致船舶或海上平台内液位测量长期存在困难，给液位监测和工艺控制带来非常大的问题。
[0003]现有海洋环境液位测量方法主要有双参考管法和导波雷达液位计测量法。
[0004]双参考管法是在被测容器内设计2个平衡容器，虽然测量精度高，但是2个平衡容器必须安装在容器中心处，安装复杂且平衡存在很大困难，需要设置补水装置，否则会引入新的误差；这种测量方式比较适用于“瘦高”型容器，不太适合液位较小的“大脸盆”型容器，而且平衡容器易受热冲击，不适用于高温高压容器液位测量。
[0005]导波雷达液位计虽然有着较高精度，但是必须安装在容器的正中心才能消除倾斜状态下的误差，而且高温高压容器内的水蒸汽厚度会影响导波雷达传送速度带来测量误差，雷达波无法穿透500mm以上蒸汽层，因此不适用于大型高温高压容器的液位测量。另外，安装在容器中心处的导波雷达液位计不便于检修，一旦故障维护困难。
[0006]可见，上述测量法都存在一定条件和局限性，不能解决海洋环境下高温高压容器的液位测量。
[0007]有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的海洋环境下高温高压容器液位测量系统。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于：提供一种简单、可靠、精度高的海洋环境下高温高压容器液位测量系统，以解决海洋环境倾斜摇摆对高温高压容器液位测量带来的困难。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种海洋环境下高温高压容器液位测量系统，其包括：
[0010]液位测量装置，以第一差压变送器测量高温高压容器的液位，输出液位测量信号；所述第一差压变送器所在位置低于高温高压容器，第一差压变送器的高压侧仪表管连接至高温高压容器内侧的底部中心处取压，第一差压变送器的低压侧仪表管与位于高温高压容器内侧最顶部中心处的集液器连接取压，集液器处于满水状态；
[0011]液位测量误差修正装置，以第二差压变送器预先测量出修正用液体在静止状态下的压力，并在液位测量装置以第一差压变送器测量高温高压容器的液位时，以第二差压变送器同步测量修正用液体的实时压力，输出液位修正信号；
[0012]信号采集装置，与第一差压变送器和第二差压变送器连接，用于采集第一差压变送器的液位测量信号和第二差压变送器的液位修正信号；以及
[0013]处理计算单元，与信号采集装置连接，以修正用液体在静止状态下的压力与实时
压力的比值作为船体倾角和重力加速度变化的液位修正系数，利用液位修正系数对液位测量信号进行修正，计算得出高温高压容器内液体的真实液位值。
[0014]作为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的一种改进，所述海洋环境下高温高压容器液位测量系统还包括：
[0015]信号输出单元，与处理计算单元连接，用于将处理计算单元计算出的高温高压容器内液体的真实液位值向外输出。
[0016]作为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的一种改进，所述液位测量误差修正装置包括集液容器、导压管和第二差压变送器；所述导压管与集液容器连接；第二差压变送器位于集液容器正下方，保证集液容器的中心点与第二差压变送器的中心点在一条垂直线上；第二差压变送器的高压侧与导压管连接，低压侧与大气连接。
[0017]作为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的一种改进，所述处理计算单元计算高温高压容器内液体的真实液位值h的公式为：
[0018][0019]公式中，H为第一差压变送器顶部取压点与高温高压容器液位底标高的高度差；ΔP为第一差压变送器输出的液位测量信号对应的压力值，P
10
为第二差压变送器在静止状态下的压力测量值，ρ2为高温高压容器内液体密度，ρ3为高温高压容器内气空间介质密度，g为重力加速度，P
′
为第二差压变送器输出的液位修正信号对应的压力测量值。
[0020]作为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的一种改进，ρ3、ρ2为液位测量时的实时密度，若高温高压容器内介质的工作温度和工作压力无变化，则ρ3、ρ2为常数，直接代入公式中进行计算；若高温高压容器内介质的工作温度和工作压力存在较大幅度变化，则通过温度和压力关系计算出高温高压容器内气空间介质和液体的实时密度ρ3、ρ2，再将实时密度ρ3、ρ2代入公式中进行计算。
[0021]作为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的一种改进，所述信号采集装置采用同一块板卡实现第一差压变送器的液位测量信号和第二差压变送器的液位修正信号的采集，有效保证两个信号的同步性。
[0022]作为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的一种改进，所述集液容器的横截面积与导压管的横截面积相同。
[0023]作为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的一种改进，所述液位测量误差修正装置内的液体与液位测量装置仪表管内的液体保持一致。
[0024]作为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的一种改进，所述集液容器的顶部设置有带堵头的补液口；集液容器内部为未满状态，预留有用于吸收导压管和集液容器内的液体热胀冷缩的自由空间。
[0025]作为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的一种改进，所述集液容器内部设置有多层用于抑制液体晃动的滤网。
[0026]与现有技术相比，本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统利用液位测量误差修正装置的液位修正信号对高温高压容器的液位测量信号进行修正，可以彻底消除高温高压容器内液位因船体倾斜角、重力加速度变化以及测量仪表安装距离L造成的测量误差，能够实现船舶、海洋平台等设施上各种规则形状高温高压容器在严重事故海况下(大倾斜
角和摇摆幅度)的液位测量，特别适用于大型高温高压容器的液位测量。
附图说明
[0027]下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统进行详细说明。
[0028]图1为本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统的结构示意图。
[0029]图2为图1中液位测量装置的结构示意图。
[0030]图3为图1中液位测量误差修正装置的结构示意图。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限定本专利技术。
[0032]请参阅图1，本专利技术海洋环境下高温高压容器液位测量系统包括：
[0033]液位测量装置20，以第一差压变送器测量高温高压容器的液位，输出液位测量信号；
[0034]液位测量误差修正装置10，以第二差压变送器预先测量出修正用液体在静止状态下的压力，并在液位测量装置20以第一差本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋环境下高温高压容器液位测量系统，其特征在于，包括：液位测量装置，以第一差压变送器测量高温高压容器的液位，输出液位测量信号；所述第一差压变送器所在位置低于高温高压容器，第一差压变送器的高压侧仪表管连接至高温高压容器内侧的底部中心处取压，第一差压变送器的低压侧仪表管与位于高温高压容器内侧最顶部中心处的集液器连接取压，集液器处于满水状态；液位测量误差修正装置，以第二差压变送器预先测量出修正用液体在静止状态下的压力，并在液位测量装置以第一差压变送器测量高温高压容器的液位时，以第二差压变送器同步测量修正用液体的实时压力，输出液位修正信号；信号采集装置，与第一差压变送器和第二差压变送器连接，用于采集第一差压变送器的液位测量信号和第二差压变送器的液位修正信号；以及处理计算单元，与信号采集装置连接，以修正用液体在静止状态下的压力与实时压力的比值作为船体倾角和重力加速度变化的液位修正系数，利用液位修正系数对液位测量信号进行修正，计算得出高温高压容器内液体的真实液位值。2.根据权利要求1所述的海洋环境下高温高压容器液位测量系统，其特征在于，所述海洋环境下高温高压容器液位测量系统还包括：信号输出单元，与处理计算单元连接，用于将处理计算单元计算出的高温高压容器内液体的真实液位值向外输出。3.根据权利要求1所述的海洋环境下高温高压容器液位测量系统，其特征在于，所述液位测量误差修正装置包括集液容器、导压管和第二差压变送器；所述导压管与集液容器连接；第二差压变送器位于集液容器正下方，保证集液容器的中心点与第二差压变送器的中心点在一条垂直线上；第二差压变送器的高压侧与导压管连接，低压侧与大气连接。4.根据权利要求1所述的海洋环境下高温高压容器液位测量系统，其特征在于，所述处理计算单元计算高温高压容器内液体的真实液位值h的公式为：公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠意，梁超佳，王源，郭永飞，熊国华，王洪涛，陆秀生，李伟成，李硕楠，罗岩路，陈源杉，何文凯，
申请(专利权)人：中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：