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储油罐中石油的液位测量 仪器032班：苏丹 指导老师：孙传友 一、引言 差压法测液位广泛地应用于生产过程，但在当被测液的密度随环境变化而变化的情况下，差压法测液位的误差很大，针对上述问题有人提出采用温度补偿法，但由于石油原油的组成成分复杂，各炼油厂提供的石油组分差异很大，甚至同厂不同批次的石油物性参数也不一致，因此采用温度补偿法有一定的难度。本文介绍的双差压法技术简单，可解决上述问题。 二、双差压法测液位的原理 图1 双差压法测液位原理图 在恒定液位H0下，差压 ———————————— (1) 在液位高度为H时，差压 ————————————(2) 联立（1）、（2）式可以得到双差压法原理所基于的公式 ————————————————（3） 三．测量框图 四．测量电路 1．△P/V转换 由于电容式差压传感器的两个差动电压c1和c2与差压存在这样的关系 ———————————————(4) 其中 a——的工作电压 T——的初始张力 d0——板的初始距离 将差动传感器接入如图2所示的电桥中 图2 变压器电桥 则有 ————————————————(5) 联立（4）、（5）可得 在恒定液位H0下， ——————————————（6） 在液位高度为H时， ——————————————（7） 由（6）、（7）两式可得 ————————————————（8） 从而可将（3）式中将求转化为求。 2．交流/直流转换 AD637是集成真有效值交/直流转换器，其输出电压为输入交流电压的有效值。 3． 除法器 其电路原理图如图3所示 图3 除法电路 Rp=R1//R2，是用来减小误差的。 由虚地有 而 其中K1为乘法器AD534L的比例系数。 从而有 —————————————（9） 设除法器的比例系数为 ， 则 ———————————————(10) 联立（3）、（8）、（10）可以得到 ———————————————（11） 由（11）式可得到被测量液位H与除法器的输出信号U0成正比例关系。 五．测量方法的实现步骤 1．确定液面的有效测量范围 下限： 上限： 2．确定恒定液位值H0,用以测量密度变化,但如果H0选择过小,测量灵敏度会受影响,因而在满足的条件下选择较大的H0以便于改善测量灵敏度。 3．显示信号的转换 由上述的推导得到最终的液位表达式为 ，U0为除法器的输出信号。除法器输出信号至数字显示仪HSx，通过量程调整可以得到与实际液位一一对应的数字显示值。 六．结束语 液位测量中，因工况改变或环境影响引起被测介质密度的变化，应用普通的压差法测量液位会带来明显的误差，用双差压法避免了加入密度的计算，因而可以消除因密度变化所引起的误差。无论是常压容器还是受压容器，只要被测量的溶液为均匀液体即容器中液体处处密度相等，均可 采双差压法来测量液位。 参考文献： 1． 孙传友，孙晓斌。《感测技术基础》，电子工业出版社。 2． 康华光，陈大钦。《电子技术基础---模拟部分》，高等教育出版社。 3． 周平，吴明光，周春晖。《变密度条件下的液位测量》， 仪器仪表学报。 储 油 罐 中 石 油 的 液 位 测 量 作者：苏丹 班级：电信学院仪器032 指导老师：孙传友 日期：2006年5月1日 差压传感器1 差压传感器2 ΔP/V转换 ΔP/V转换 AD637 除法器 液位显示仪 AD637 UX2 定液位H0 液位H