一種精確計算不規(guī)則罐體內液體容量的方法與流程

本發(fā)明屬于加熱釜生產應用技術領域，尤其涉及一種精確計算不規(guī)則罐體內液體容量的方法。

背景技術：

在傳統(tǒng)加熱釜加熱過程中，由于加熱介質為高溫蒸汽，在加熱完成，蒸汽泄凈后，加熱介質對整個加熱系統(tǒng)重量不會產生影響，因此傳統(tǒng)加熱釜大都采用實時稱重的方式，顯示加熱釜內被加熱液體的容量。在低溫加熱釜加熱過程中，加熱介質是軟化水，而且在整個加熱保溫過程中軟化水始終在加熱釜的夾層中循環(huán)流動，因此加熱釜重量受加熱介質影響較大，不能采用稱重法來顯示加熱釜內部被加熱液體的容量。使用超聲波液位計能夠實時測量液位的高度，但對于不規(guī)則罐體，例如罐體底部呈球冠形狀，這種監(jiān)測液位高度也不能精確確定加熱釜內液體的實時容量，因此，市場上亟需有一套精確的計算方法，來計算并顯示不規(guī)則加熱釜內液體的實時容量。

技術實現要素：

本發(fā)明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種便于操作、分段疊加、具有通用性的精確計算不規(guī)則罐體內液體容量的方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案：一種精確計算不規(guī)則罐體內液體容量的方法，所述的罐體內腔由下部的球冠腔和上部的圓柱腔組成，罐體底部中心處連接有管道，管道上鄰近罐體處設有閥門，包括以下步驟：

（1）確定罐體內各高度點容積和每次測量高度H的關系，設定測量液體的總容量為V，將罐體內腔自下向上分為5段，自上而下各段的容積分別為V₁ 、V₂、V₃、V₄和V₅；V₁ 、V₂、V₃、V₄和V₅的最高液面高度對應分別為H₁ 、H₂、H₃、H₄和H₅；

（2）第一階段計算：在罐體側部設置上下料位音叉液位計，在罐體頂部設置超聲波液位計，從音叉液位計顯示有液位到超聲波液位計探測到罐體下部球冠腔最低點有數據，此時記錄下；即罐體相連管道到閥門中間貯存液體容量；

（3）第二階段計算：超聲波液位計第二次探測到高度H，0 < H ≤H₁ 高度的球冠腔的均勻部分半徑為R₁，R₁等于液位高度為H₁時實測液面直徑D₁除以2，此時容積 V=V₀+V₁，其中，N為常數占空比，R和實測液位高度H的關系為；

（4）第三段階計算：超聲波液位計第三次探測到高度H，H₁<H≤H₂高度的球冠腔的均勻部分半徑為R₂，R₂等于液位高度為H₂時實測液面直徑D₂除以2，此時容積V=V₀+V₁+V₂，其中，R和實測液位高度H的關系是：；

（5）第四階段計算：超聲波液位計第四次探測到高度H，H₂<H≤H₃高度的球冠腔的均勻部分半徑為R₃，R₃等于液位高度為H₃時實測液面直徑D₃除以2，此時容積V=V₀+V₁+V₂+V₃，其中，R和實測液位高度H的關系是： ；

（6）第五階段計算：超聲波液位計第五次探測到高度H，H₃<H≤H₄高度的球冠腔的均勻部分半徑為R₄，R₄等于液位高度為H₄時實測液面直徑D₄除以2，此時容積V=V₀+V₁+V₂+V₃+V₄，其中，R和實測液位高度H的關系是： ；

（7）第六階的計算：超聲波液位計第六次探測到高度H，H₄<H<H₅，R₅是罐體圓柱腔的圓半徑_，此時容積V=V₀+V₁+V₂+V₃+V₄+V₅，其中。

采用上述技術方案，本發(fā)明經過精確運算和反復實驗驗證，能夠準確的計算出容器內液體的容量。低溫加熱釜的罐體構造用來加熱液體，在低溫加熱釜加熱過程中，加熱介質是軟化水，而且在整個加熱保溫過程中軟化水始終在加熱釜的夾層中循環(huán)流動，超聲波液位計在低溫加熱釜在使用過程中，通過不斷的測量液位高度H的變化來監(jiān)測液體體積的變化。

本發(fā)明的特點在于，將不規(guī)則加熱釜內部自下向上分段，精確計算每段的容積，再根據液面位置計算出液體容積。

附圖說明

圖1是本發(fā)明分段計算體積的原理示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明的一種精確計算不規(guī)則罐體內液體容量的方法，所述的罐體1內腔由下部的球冠腔4和上部的圓柱腔5組成，罐體1底部中心處連接有管道2，管道2上設有鄰近罐體1的閥門3，包括以下步驟：

（1）確定罐體內各高度點容積和每次測量高度H的關系，設定測量液體的總容量為V，將罐體內腔自下向上分為5段，自上而下各段的容積分別為V₁ 、V₂、V₃、V₄和V₅；V₁ 、V₂、V₃、V₄和V₅的最高液面高度對應分別為H₁ 、H₂、H₃、H₄和H₅；

（2）第一階段計算：在罐體側部設置上下料位音叉液位計，在罐體頂部設置超聲波液位計，從音叉液位計顯示有液位到超聲波液位計探測到罐體下部球冠腔最低點有數據，此時記錄下；即罐體相連管道到閥門中間貯存液體容量；

（3）第二階段計算：超聲波液位計第二次探測到高度H，0 < H ≤H₁ 高度的球冠腔的均勻部分半徑為R₁，R₁等于液位高度為H₁時實測液面直徑D₁除以2，此時容積 V=V₀+V₁，其中，N為常數占空比，R和實測液位高度H的關系為；

（4）第三段階計算：超聲波液位計第三次探測到高度H，H₁<H≤H₂高度的球冠腔的均勻部分半徑為R₂，R₂等于液位高度為H₂時實測液面直徑D₂除以2，此時容積V=V₀+V₁+V₂，其中，R和實測液位高度H的關系是： ；

（5）第四階段計算：超聲波液位計第四次探測到高度H，H₂<H≤H₃高度的球冠腔的均勻部分半徑為R₃，R₃等于液位高度為H₃時實測液面直徑D₃除以2，此時容積V=V₀+V₁+V₂+V₃，其中，R和實測液位高度H的關系是： ；

（6）第五階段計算：超聲波液位計第五次探測到高度H，H₃<H≤H₄高度的球冠腔的均勻部分半徑為R₄，R₄等于液位高度為H₄時實測液面直徑D₄除以2，此時容積V=V₀+V₁+V₂+V₃+V₄，其中，R和實測液位高度H的關系是： ；

（7）第六階的計算：超聲波液位計第六次探測到高度H，H₄<H<H₅，R₅是罐體圓柱腔的圓半徑_，此時容積V=V₀+V₁+V₂+V₃+V₄+V₅，其中。

在試驗階段經過數次試驗，以下是抽取試驗階段幾個典型實驗數據，用以檢驗數據準確性。（注：為了精確測量料液的真實體積，料液以水代替，通過排空罐體1，用電子秤稱重水的重量換算料液體積。）測量附表如下：

本實施例并非對本發(fā)明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。