一种储液罐及液体重量的测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种储液罐,具体设及一种储液罐及液体重量的测量方法。
【背景技术】
[0002] 现有的利用压力传感器测量不规则容器中液体重量的装置,一般都只能测量固定 密度的液体的重量,如果容器中装入的液体密度不知道的情况下,难W测量液体的重量;例 如意大利的MG2有限公司2007年5月23日公开了一种用于测量瓶特别是药瓶中液体重量的 设备(200710103070.X),能够测量固定密度的溶液重量。
【发明内容】
[0003] 本发明公开了一种储液罐及液体重量的测量方法。
[0004] 本发明采用的技术方案是:一种储液罐,包括罐体、第一压力传感器、第二压力传 感器、第一 A/D转换器、第二A/D转换器和处理器;所述第一压力传感器设置于罐体底部,用 于测量罐体底部的压力;所述第二压力传感器用于测量罐体侧壁的压力;第一压力传感器 通过第一 A/D转换器与处理器连接;第二压力传感器通过第二A/D转换器与处理器连接。
[000引进一步的,所述第二压力传感器设置于罐体的侧壁上。
[0006] 进一步的,所述罐体设置有连通管,连通管与罐体连通;第二压力传感器设置于连 通管上。
[0007] 进一步的,所述连通管与罐体之间设置有连接架。
[0008] 进一步的,所述第二压力传感器设置于罐体侧壁的中下部。
[0009] 进一步的,所述罐体的侧壁为中空夹层结构,夹层内设置有加热装置。
[0010] -种可测量液体重量储液罐内液体重量的测量方法,包括W下步骤:
[0011] 采用已知密度的液体进行标定,获取罐体高度对应的体积,得到体积和高度的关 系式
[0012] V=KXH+B
[0013] 式中:Η为高度,V为体积,K、B为常数;
[0014] 根据已知密度液体、第一压力传感器测量的压力值Pi和第二压力传感器测量的压 力值P2,计算第一压力传感器和第二压力传感器之间的高度差Δ h:
[0015]
[0016]式中:g为重力系数,P0为液体的密度;
[0017]向罐体中加入需要测定的溶液,第一压力传感器现慢得到压力值Pio,第二压力传 感器测量得到压力值P20;
[0018] 计算罐体内液体的重量:
[0019]
[0020] 进一步的,所述标定罐体高度和体积关系的方法包括W下步骤:
[0021] 采用已知密度液体,逐次称量后倒入罐体内,记录每一次倒入的重量和第一压力 传感器对应的压力值;
[0022] 将液体的重量值换算为体积值,压力值换算为高度值,得到罐体的容积表;
[0023] 将容积表划分为几个线性区间,分别计算区间内曲线的斜率和截距,分别得到体 积和高度之间的线性公式;
[0024] 根据几个区间内的体积和高度之间的公式,得到罐体1的体积和高度之间的关系 式。
[0025] 进一步的,采用化0阳函数计算容积表线性区间内曲线的斜率,采用INTERCEPT函 数计算容积表线性区间内曲线的截距。
[0026] 本发明的有益效果是:
[0027] (1)本发明在罐体底部和侧壁设置有压力传感器,可测得罐体底部和侧壁处的压 力值,通过压力值转换成液体密度值和体积值,最终可计算罐体内液体的重量,不受液体密 度的影响;
[0028] (2)本发明罐体上设置连通管,将压力传感器设置于连通管上,可W不破坏罐体侧 壁的结构。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明结构示意图。
[0030] 图中:1-罐体,2-1-第一压力传感器,2-2-第二压力传感器,3-1-第一A/D转换器, 3-2-第二A/D转换器,4-处理器,5-连通管,6-盖子,7-揽拌器,8-出气孔,9-连接架。
【具体实施方式】
[0031] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0032] 如图1所示,一种储液罐,包括罐体1、第一压力传感器2-1、第二压力传感器2-2、第 一 A/D转换器3-1、第二A/D转换器3-2和处理器4;所述第一压力传感器2-1设置于罐体1底 部,用于测量罐体1底部的压力;所述第二压力传感器2-2用于测量罐体1侧壁的压力;第一 压力传感器2-1通过第一 A/D转换器3-1与处理器4连接;第二压力传感器2-2通过第二A/D转 换器3-2与处理器4连接。
[0033] 使用时,通过第一压力传感器2-1测量罐体1底部压力值,通过第二压力传感器2-2 测量罐体1侧壁的压力值,第一压力传感器2-1测量的压力值通过第一 A/D转换器3-1发送到 处理器4,第二压力传感器2-2测量的压力值通过第二A/D转换器3-2发送到处理器4;处理器 4对接收到的测量值进行处理。
[0034] 进一步的,所述第二压力传感器2-2设置于罐体1的侧壁上。
[003引进一步的,所述罐体1设置有连通管5,连通管5与罐体1连通;第二压力传感器2-2 设置于连通管5上;通过连通管5与罐体1连通,可W不用将第二压力传感器2-2设置在罐体1 的侧壁上,避免了对罐体1的损伤。
[0036]进一步的,所述连通管5与罐体1之间设置有连接架9;通过连接架9可W进一步将 连通管5进行固定,根据需要可W在连通管5和罐体1之间设置多个连接架9。
[0037] 进一步的,所述第二压力传感器2-2设置于罐体1侧壁的中下部;将第二压力传感 器2-2设置在罐体1的中下部,可W尽可能在液体量不足的情况下也可测得结果。
[0038] 进一步的,所述罐体1侧壁为中空夹层结构,夹层内设置有加热装置;夹层中设置 有蒸汽盘管,通过外部蒸汽管道向夹层内的蒸汽盘管供给蒸汽给罐体1加热,使罐体1内的 液体达到需要的溫度。
[0039 ] -种储液罐内液体重量的测量方法,包括W下步骤:
[0040]采用已知密度的液体进行标定,获取罐体1高度对应的体积,得到体积和高度的关 系式
[0041 ] V=KXH+B
[0042] 式中:Η为高度,V为体积,K、B为常数;
[0043] 根据已知密度液体、第一压力传感器2-1测量的压力值Pi和第二压力传感器2-2测 量的压力值P2,计算第一压力传感器2-1和第二压力传感器2-2之间的高度差Ah:
[0044]
[004引式中:g为重力系数,P0为液体的密度;
[0046] 向罐体1中加入需要测定的溶液,第一压力传感器2-1测量得到压力值Pio,第二压 力传感器2-2测量得到压力值P20;
[0047] 计算罐体1内液体的重量:
[004引
[0049] 进一步的,所述标定罐体1高度和体积关系的方法包括W下步骤:
[0050] 采用已知密度液体,逐次称量后倒入罐体1内,记录每一次倒入的重量和第一压力 传感
器2-1对应的压力值;
[0051] 根据液体体积公式将液体的重量值换算为体积值,将压力值换算成高度值,得到 罐体1的容积表;
[0052] 将容积表划分为几个线性区间,分别计算区间内曲线的斜率和截距,分别得到体 积和高度之间的线性公式;
[0053] 根据几个区间内的体积和高度之间的公式,得到罐体1的体积和高度之间的关系 式。
[0054] 进一步的,采用化0阳函数和INTERCEPT函数计算容积表线性区间内曲线的斜率和 截距。
[0055] 下面W实施例对一种储液罐内液体重量的测量方法做进一步说明。
[0056] 首先,在实际测量前,在需要的测量范围内,用一台经过标定合格的电子台砰逐次 称量水,倒入罐体1内,记录每一次倒入水的重量值和压力值;重量由电子台砰测量,压力由 容器底部的第一压力传感器2-1测量;
[0057] 水的密度已知为lOOOkg/m3,将重量值和压力值转换为体积值和高度值,得到罐体 1的容积表;
[005引
[0059] 将容积表划分为几个线性区间,分别计算区间内曲线的斜率和截距,分别得到体 积和高度之间的线性公式;据几个区间内的体积和高度之间的公式,得到罐体1的体积和高 度之间的关系式;采用化ΟΡΕ函数和INTERCEPT函数计算容积表线性区间内曲线的斜率和截 距
[0060] 将上述测量值根据罐体1高度h分为5个线性区间:
[0061] 〇.4^h^l.3 V=l.llllh+0.5556;
[0062] 1.3<h<5 V = 2.1802h-1.1509;
[0063] 5^h^7.8 V = 3.5680h-7.9539;
[0064] 7.8<h^l4.4 V = 4.5564h-15.9671 ;
[0065] 14.4<h V = 5.1979h-25.2171;
[0066] 根据水、第一压力传感器2-1测量的压力值Pi和第二压力传感器2-2测量的压力值 P2,计算第一压力传感器2-1和第二压力传感器2-2之间的高度差Ah:
[0067]
[0068] 式中:g为重力系数,Po为水的密度;
[0069] 向罐体1内倒入需要测量的溶液,第一压力传感器2-1测量的压力值为Pio、第二压 力传感器2-2测量的压力值为P2G,根据下式计算溶液的密度P1:
[0070]
[0071] 计算罐体1内液体的高度H:
[0072]
[0073] 容器内液体的重量为Μ =化V,即得到:
[0074]
[0075] 本发明采用两个压力传感器,通过简单实用的方法获得容器的容积表,根据测量 的密度和体积得到容器中液体的重量;解决了现有技术中只能测量标定时所用液体重量的 缺陷;本发明不受液体密度的影响,通过测量液体体积和密度得到液体重量;适用于所有过 程测量领域、过程测量技术,化工、制药、食品和饮料等行业,具有重复性好、稳定性高、量程 比大、测量精度高、安装简便、价格低廉等优点。日常使用中只需定期检查容器容积表,定期 校准即可。
[0076] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用W限制本发明,凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种储液罐,其特征在于,包括罐体(I)、第一压力传感器(2-1)、第二压力传感器(2- 2)、第一 A/D转换器(3-1)、第二A/D转换器(3-2)和处理器(4);所述第一压力传感器(2-1)设 置于罐体(1)底部,用于测量罐体(1)底部的压力;所述第二压力传感器(2-2)用于测量罐体 (1)侧壁的压力;第一压力传感器(2-1)通过第一 A/D转换器(3-1)与处理器(4)连接;第二压 力传感器(2-2)通过第二A/D转换器(3-2)与处理器(4)连接。2. 根据权利要求1所述的一种储液罐,其特征在于,所述第二压力传感器(2-2)设置于 罐体(1)的侧壁上。3. 根据权利要求1所述的一种储液罐,其特征在于,所述罐体(1)设置有连通管(5),连 通管(5)与罐体(1)连通;第二压力传感器(2-2)设置于连通管(5)上。4. 根据权利要求3所述的一种储液罐,其特征在于,所述连通管(5)与罐体(1)之间设置 有连接架(9)。5. 根据权利要求2所述的一种储液罐,其特征在于,所述第二压力传感器(2-2)设置于 罐体(1)侧壁的中下部。6. 根据权利要求1所述的一种储液罐,其特征在于,所述罐体(1)的侧壁为中空夹层结 构,夹层内设置有加热装置。7. -种储液罐内液体重量的测量方法,其特征在于,包括以下步骤: 采用已知密度的液体进行标定,获取罐体(1)高度对应的体积,得到体积和高度的关系 式 V = KXH+B 式中:H为高度,V为体积,K、B为常数; 根据已知密度液体、第一压力传感器(2-1)测量的压力值P1和第二压力传感器(2-2)测 量的压力值P2,计算第一压力传感器(2-1)和第二压力传感器(2-2)之间的高度差Ah:式中:g为重力系数,Po为液体的密度; 向罐体(1)中加入需要测定的溶液,第一压力传感器(2-1)测量得到压力值P1Q,第二压 力传感器(2-2)测量得到压力值P20; 计算罐体(1)内液体的重量:8. 根据权利要求7所述的一种储液罐内液体重量的测量方法,其特征在于,所述标定罐 体(1)高度和体积关系的方法包括以下步骤: 采用已知密度液体,逐次称量后倒入罐体(1)内,记录每一次倒入的重量和第一压力传 感器(2-1)对应的压力值; 将液体的重量值换算为体积值,压力值换算为高度值,得到罐体(1)的容积表; 将容积表划分为几个线性区间,分别计算区间内曲线的斜率和截距,分别得到体积和 高度之间的线性公式; 根据几个区间内的体积和高度之间的公式,得到罐体1的体积和高度之间的关系式。9.根据权利要求8所述的一种储液罐内液体重量的测量方法,其特征在于,采用SLOPE 函数计算容积表线性区间内曲线的斜率,采用INTERCEPT函数计算容积表线性区间内曲线 的截距。
【专利摘要】本发明公开了一种储液罐及液体重量的测量方法,包括罐体、第一压力传感器、第二压力传感器、第一A/D转换器、第二A/D转换器和处理器;第一压力传感器设置于罐体底部,用于测量罐体底部的压力;第一压力传感器通过第一A/D转换器与处理器连接;第二压力传感器通过第二A/D转换器与处理器连接;本发明采用两个压力传感器,通过简单实用的方法获得容器的容积表,根据测量的密度和体积得到容器中液体的重量;解决了现有技术中只能测量标定时所用液体重量的缺陷。
【IPC分类】G01F22/02
【公开号】CN105486373
【申请号】CN201610034629
【发明人】黄亮
【申请人】黄亮
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月19日