SE507192C2 - Sätt och anordning för att utföra nivomätningar jämte flödesregulator avsedd för nivåmätningar. - Google Patents

Description

507 192 2 elektrisk signal motsvarande trycketi nämnda bubbelmätrör, en mellan ledningen och bubbelmätröret anordnad solenoidstyrd on-of f ventil, som styr ett luf tf löde från tillförselröret till bubbelmätröret och en oentralenhet, i vilken de båda signalema jämförs och från vilken solenoidventilen styrs, så att resulterande massflöde blir konstant.

Uppf inningen kommer i det följande att beskrivas närmare under hänvisning till ritningen, där Fig. 1 visar en känd anläggning för bubbelnivåmätning, Fig. 2 visar en flödesregulator för konstanthållning av massluftflödet som användes i sättet att utföra bubbelnivårnätning enligt föreliggande uppfinning, Fig 3 visar luftflödet som funktion av ventilöppningstiden i ett digitalt styrsystem, Figur 4 visar en anläggning för bubbelmätning enligt föreliggande uppfinning, och Figur 5 visar schematiskt en modell för beräkning av läckage och nivå i anläggningen Den i Fig. 1 visade kända anläggningen består av tre identiska vätskebehållare l, 2 och 3. Endast behållaren 1 med dennas bubbelmätsystem kommer att beskrivas. Systemet tillförs tryckluft via ett rör 4 som innehåller en avstängningsventil 5 och en tryckreducerventil 6. Luften tillförs en mekanisk (analog) flödesregulator 7 innehållande ett styrmembran 8 och en av detta styrd analogventil 9. Massflödet Q av luft genom en konstant strypning med area A beror på trycket p1 resp. pg på båda sidor om strypningen: Q = f(P1/P2) Här är pl konstant, och vid varierande p; måste strypningen varieras för erhållande av ett konstant utgångsflöde (ca 0.5 normalliter per minut). Trycket p; går till en transduktor 10, som omvandlar detta till en elektrisk signal som vidareförs genom en ledning 11 till en förstärkare 12.

Det konstanta luftflödet går genom ett rör 13 innehållande en backventil 14 till den nedre delen av behållaren 1.

Det framgår, att man för varje behållare i den kända anläggningen måste ha en separat flödesregulator 7, som är av ganska dyr konstruktion, samt en trycktransduktor.

Enligt föreliggande uppfinning använder man en digital flödesregulator som den i Figur 2 visade.

Den i figur 2 visade flödesregulatom tillförs ett gasllöde genom en tillförselledning 20, i vilken en gastryckregulator 21 kan anordnas att hålla ett konstant gastryck. Gasen lämnar tryckregulatorn 21 i en ledning 22. och trycket i denna mätes av en första transduktor 23, som ger en första elektrisk signal till en styrenhet 24. Ledningen 22 går till en solenoidventilstyrd on-of f ventil 25. Gasen lämnar ventilen 25 i en ledning 26, som innehåller en fast strypning med arean A1 och en tryckutjämningskammare 27.

Gasenlärnnar denna genom en avgivningsledning 28. Gastrycket i *z 507 192 tryckutjämningskammaren 27 mätes av en andra transduktor 29, som ger en andra elektrisk signal till styrenheten 24. I styrenheten 24 jämförs den första och den andra elektriska signalen med varandra. Om förhållandet mellan signalstyrkona ändras, kommer styrenheten 24 att påverka pulsbredden i ett pulståg, som styr ventilens 25 öppnings- och stängningstider.

Den beskrivna flödesregulatom fungerar på följande sätt: Trycket i tillförselledningen 22 p1, mätes av transduktom 23 och omvandlas till den första signalen som tillförs styrenheten 24. Gasen med trycket p1 går nu igenom solenoidventilen 25 och ledningen 26 med strypningen A1 till tryckutjärnningskammaren 27. Trycket p; i kammaren 27 mätes av transduktorn 29, och den motsvarande andra signalen går även den till styrenheten 24.

Det momentana luftflödet genom solenoidventilen 25 och den fasta strypningen med arean A1 in i tryckutjärnningskammaren 27 beror vid adiabatisk expansion på trycket rådande på båda sidor om strypningen med arean A1: <1 = ftpr/Pz) Vid varierande tryck p1 och p; kommer även det momentana flödet att variera. Q ar det resulterande genomsnittliga massflödet genom ventilen 25. Flödet genom solenoidventilen har visats som funktion av tiden i figur 3. Här betecknar q den momentana flödeshastigheten under den tid solenoidventilen är öppen. T är den totala pulscykeltiden - d.v.s. tiden mellan två efter varandra följande ventilöppningar. Denna hålles konstant av styrenheten 24. t är den del av pulscykeltiden T under vilken solenoidventilen är öppen.

Den styrs av styrenheten på sådant sätt att det blir ett konstant förhållande mellan nämnda första och andra signalen - alltså trycket i ledningen 22 resp. i tryckutjämningskammaren 27. Styrenheten 24 jämför de tillförda elektriska si gnalema och styr solenoidventilens 25 öppnings- och stängningstider.

Man får nu: Q = q . t/T eller Q = f(p1/p2) . t/T eller t/T=Q/f(t>1/r>z) För en given önskad Q kan t/T enkelt beräknas i styrenheten (datom) 24. Istället f ör tryckgivaren på primärsidan som ger trycket p1 kan man använda en tryckregulator 21. p1 blir då konstant och flödet Q blir en funktion av trycket pg.

Jämfört med en konventionell flödesregulator försedd med analogstyrd ventil kommer llödesregulatom enligt uppfinningen i huvudsak att endast omfatta en magnetventil 507 192 4 och en utjämningsvolym. Kostnaden för en styrenhet och programmering av denna blir marginell i anläggningar med ett större antal flödesregulatorer.

Figur 4 visar en anläggning enligt föreliggande uppfinning för utförande av bubbelnivåmätning enligt det nya sättet.

Tryckluf t tillförs genom en ledning 30 och passerar en avstängningsventil 31 samt eventuellt en tryckreducerventil 32. Trycket p; i en ledning 33 mätes av en transduktor 34, som ger signal till en dator 35. Ett antal flödesregulatorer 36-38 enligt Fig. 2 har anordnats i f rån ledningen 33 avgrenade ledningar. Endast den grenledning 39 som går till regulatorn 36 kommer att beskrivas närmare. Utgången f rån tryckregulatorn 36 har betecknats med 40 och bubbel mätrör 41-44 har avgrenats utgången 40. Varje bubbelmätrör innehåller en avspärrningsventil 45-48 och har förts ned till nära bottnen i behållare 49-52 f ör vätskelagring. Datom 35 tillförs information betr. utgångstrycket p; i flödesregulatorn 36 via en transduktor 53 och en si gnalledning 54. Datom 35 styr även avstängningsventilema -45-48 och solenoidventilema 25 (Fig.2) i varje flödesregulator 36-38. Elektriska signaler motsvarande trycket pg efter flödesregulatorema 37, 38 kommer även att tillföras datom 35.

Den del av anläggningen i vilken flödesregulatom 36 anordnats kan utföra nivåmätningar selektivt i varje lagerbehållare 49-52. Detta genom att styra avstängningsventilema 45-48. Samtidigt kan mätningar utföras selektivt i lagerbehållare anslutna till övriga grenledningar 37-38.

Ventilema 41-4-4 kan styras med en förutbestämd sekvens och mätvärdena kan lagras i datom 35. Mätning kan visas kontinuerligti alla tankar eller i vald tank samtidigt med uppdatering motsvarande sekvenstiden. l stället för transduktom 34 kan en tryckredueeringsventil 32 installeras som håller trycket p; konstant.

Jämf ört med en konventionell bubbelmätanläggning kommer kostnadema för en anläggning enligt uppfinningen att reduceras väsentligt. De analoga flödesregulatorema har ersatts av ett motsvarande antal betydligt billigare solenoidstyrda on-of f ventiler. Den totala rörledningslängden har minskats betydligt. Kostnadema för datorn 35 och dennas programmering blir marginella i jämförelsen.

En speciell fördel med sättet och anläggningen enligt uppfinningen är att det är mycket lätt att kalibrera för luftläckage i bubbelmätsystemet. Detta kommer nu att förklaras under hänvisning till en schematisk tryckutjämningskammare som visats i Figur 5.

Tryckkammaren i Fig.5 har betecknats med 55. Den har en ingångsöppning 56 med konstant strypning A1 och tillförs luft med trycket pi och flödeshastigheten vl.

Dessutom har kammaren 55 en utgángsöppning 57 med konstant strypning A2_ vilken öppning är avsedd att leda till bubbelröret i mätningssystemet. Här är trycket pg och f lödeshastigheten V2. Systemets läkage representeras av en öppning 58 med konstant strypning A3. Läckaget är ett massflöde med hastigheten v3. 507 192 5 Den till kammaren inkommande luftmängden är lika med den utgående mängden Qmi = Quiz + Qms Massilödet genom ett stryphål är en funktion av hålets area A och förhållandet mellan trycken på båda sidor om hålet Qm = KAPi/Pz) Vid konstant massílöde Qmi = f i (Azrn/Ps) + f2(As.Pz/t>«m) Vid stängd ventil vid A2 och bibehållet massflöde in: Qm1= fzlAæví/Patm) Detta innebär att genom mätning av tryckändring från p; till p2' vid stängd ventil kan strypningsarean A2 bestämmas.

I praktiken kan läckage genom strypning A2 beräknat enl. ovan och uttryckt som 'pp införas i beräkningen av p2 (nivå) som offset.

Sådan självkalibrenng, d.v.s. mätning av p vid stängd ventil vid A2 kan med hjälp av datorn genomföras med förprogrammerade intervaller eller manuellt enligt användarens önskemål.

Vid automatisk självkalibrering kan läckage jämföras med tidigare resp. tillåtna värden och eventuellt larm för "otät ledning" kan utlösas.

Claims (5)

507 192 PATENTKRAV

1. Sätt att utföra nivårnätningar i en lageranläggning omfattande ett flertal vätskebehållare (49-52, Fig.4), varvid det i varje behållare under en mätningsoperation i denna inblåses ett konstant massflöde av luft vid en given nivå nära behållarens botten, och varvid man samtidigt registrerar totaltrycket av den inblåsta luften. k ä n n e t e c k n a t av att massflödet av luft som tillförs en behållarbotten hålles konstant genom att passera en triyckutjärnningsbehållare (27, Fig.2) som tillförs luft genom en solenoidventilstyrd ledning (22), varvid förhållandet mellan solenoidventilens (25) öppnings- och stängningstider anpassas så att resulterande" massflöde blir konstant.

2. Flödesregulator avsedd att åstadkomma ett gasflöde med konstant avgivet massflöde oberoende av mottrycket på avgivningssidan och avsedd för utövning av sättet enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar en transduktor (23), som ger en första elektrisk signal motsvarande gastrycket i en tillförselledning (22) till regulatorn, en solenoidstyrd on-off ventil (25) efter nämnda tillförselledning (22), en med utjämningsbehållare (27) försedd gasavgivningsledning (28) efter nämnda on-of f ventil (25), en fast strypning (A1) mellan nämnda on-off ventil (25) och nämnda gasavgivningsledning (28), en transduktor (29), som ger en andra elektrisk signal motsvarande trycket i gasavgivningsledningen (28), och en styrenhet (24), som jämför nämnda första och andra elektriska signaler och som styr pulsbredden (t) i ett pulståg som aktiverar on-off ventjlens (24) rörelser.

3. Flödesregulator enligt krav 2, k 'a n n e te c k n a d av att i tillförselledningen anordnats en tryckregulator (21), som säkrar ett konstant tryck i den tillförda gasen.

4. Anordning för att utföra nivåmätningar under användning av sattet enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den omfattar ett tillförselrör (30, Fig. 4) med tryckregulator (32) en ledning (33) med en första trycktransduktor (34) för tillförsel av tryckluf t till anordningen, varvid nämnda f örsta transduktor (34) är avsedd att alstra en elektrisk signal motsvarande trycket (pl) i ledningen (33), ett bubbelmätrör (41) som nedförts till nära behållarbottnen i en vätskelagringsbehållare, en andra transduktor (53) för 507 192 alstring av en elektrisk signal motsvarande trycket (pg) i nämnda bubbelmätrör (41), en mellan ledningen (33) och bubbelmätröret (41) anordnad solenoidstyrd on-off ventil (25, Fig.2) som styr ett luftflöde från tillförselröret till bubbelmätröret (41) via en tryckutjämnande ledning (40) och en centralenhet (35), i vilken de båda si gnalema järrlförs och från vilken solenoidventilen (25, Fig.2) styrs, så att resulterande massflöde blir konstant.

5. Anordning enligt krav 4. k ä n n e te c k n a d av att i nämnda bubbelmätrör (41) en avstängningsventil (45) anordnats.