反应釜液位温度一体化测量装置的制作方法

专利2025-04-29  15


本发明涉及流程工业,特别涉及反应釜液位温度一体化测量装置。


背景技术:

1、反应釜作为化工生产过程中主要装备之一,承担着重要的生产功能和过程化学反应,例如:氢化反应、重氮化反应、氧化还原反应、分层反应、分散反应等。反应釜的液位、温度测量是生产过程监控最重要参数,反应釜生产过程中液位、温度的可靠测量是安全生产重保障。如果没有精确测量反应过程中液位、温度参数,时常会导致生产安全事故发生。

2、目前反应釜温度测量主要采用接触温度计测量,安装方式采用顶装式,反应釜带温度计套管。在日常使用时在温度计套管中会导入导热油,反应釜温度通过温度计套管传递给温度计套管中导热油,导热油再将温度传给温度计,温度计再将温度信号经变送器输出给dcs、plc控制系统和现场实现lcd单元,这样就完成了反应釜温度测量。反应釜液位测量采用独立非接触式仪表雷达液位计测量,通过雷达液位完成反应釜液位实时测量。现有反应釜温度、液位分别采用独立设备测量完成,需使用2个设备法兰口。其存在的技术缺点包括:(1)温度测量严重滞后,不能实时反应反应釜中物料的实际温度;(2)由于受反应釜结构影响,反应釜底部(椭圆封头)处的温度无法精确测量;(3)反应釜液位测量采用独立非接触式测量即雷达液位计,增加了一个液位测量法兰口。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种反应釜液位温度一体化测量装置,以实现全方位、无死角、无接触地精确测量反应釜液位和温度,解决现有方案中测量严重滞后、测量偏差大等问题。

2、为了实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:

3、反应釜液位温度一体化测量装置,包括:液位测量单元、温度测量单元、信号处理单元、供电单元;所述液位测量单元,采用非接触方式通过发射和接收雷达信号对反应釜内填充物料的液位进行测量;所述温度测量单元,采用非接触方式通过接收红外辐射信号对反应釜内填充物料的温度进行测量;所述信号处理单元,用于实现液位信号和温度信号的采集、转换,以及量程、参数的设置;所述供电单元,用于提供液位测量单元和温度测量单元的工作电压。

4、可选地,所述液位测量单元,包括雷达液位计天线,用于发射定义频率范围内的雷达信号,接收从液面反射回来的接收信号,其工作模式包括:雷达液位计天线发射雷达信号,获取雷达信号从发射到接收的脉冲时间行程t,根据公式d=c×t/2(其中c为光速)计算得出雷达液位计天线到至物料表面的距离d,再根据公式l=f-d(其中f为反应釜满量程高度),计算得出物料液位l。

5、可选地,所述雷达液位计天线的工作模式还包括:

6、当存在虚假回波时,雷达液位计通过接收到不同时间点的频差信号,建立液位精度值、测量实际值、频差值三个液位数据模型,再通过液位粒子群优化算法进行毫米级精度寻优,筛选出最优毫米级液位参数。

7、可选地,所述定义频率范围为76ghz至140ghz调频连续波。

8、可选地,所述温度测量单元,包括红外测温仪,由光学系统、光电探测器、信号处理器组成,光学系统将物料的红外辐射能量汇聚到光电探测器,并转换成电信号,经信号处理器进行放大、补偿及线性处理后,输出温度值。

9、可选地,雷达液位计天线还可以根据接收信号确定填充材料表面的雷达波时差,从而修正所测量的温度值。

10、可选地,所述信号处理单元,由液位信号处理组件和温度信号处理组件组成,其中,液位处理信号组件包括射频发射模块、射频接收模块、群脉冲抗干扰模块、功率放大模块、混频处理模块、滤波放大、a/d采样模块、cpu运算模块、数字通讯模块、数字显示模块;温度信号处理组件包括红外发射模块、滤波放大模块、cpu运算模块、a/d采样模块、抗静电模块、环境温度补偿模块、数字通讯模块、数字显示模块。

11、可选地,所述供电单元,包括一组供电装置,同时为液位测量单元和温度测量单元供电,供电电压为dc24v。

12、可选地,所述的反应釜液位温度一体化测量装置,还包括显示单元,采用lcd液晶显示屏,用于分别显示反应釜液位、温度参数。

13、可选地,所述液位测量单元和所述温度测量单元被设计为集成在同一测量腔体中,形成一体化智能装置。

14、本发明所述的反应釜液位温度一体化测量装置,采用非接触式的测量方式,实现了对反应釜液位、温度的全方位、无死角的测量,信号测量精准、高效;一体化的结构设计,大大减少了仪表施工工程量,安装简便、易于实施。



技术特征:

1.反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,包括:液位测量单元、温度测量单元、信号处理单元、供电单元;

2.如权利要求1所述的反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,所述液位测量单元,包括雷达液位计天线,用于发射定义频率范围内的雷达信号,接收从液面反射回来的接收信号,其工作模式包括:

3.如权利要求2所述的反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,所述雷达液位计天线的工作模式还包括:

4.如权利要求2所述的反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,所述定义频率范围为76ghz至140ghz调频连续波。

5.如权利要求1所述的反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,所述温度测量单元,包括红外测温仪,由光学系统、光电探测器、信号处理器组成,光学系统将物料的红外辐射能量汇聚到光电探测器,并转换成电信号,经信号处理器进行放大、补偿及线性处理后,输出温度值。

6.如权利要求2所述的反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,雷达液位计天线还可以根据接收信号确定填充材料表面的雷达波时差,从而修正所测量的温度值。

7.如权利要求1所述的反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,所述信号处理单元,由液位信号处理组件和温度信号处理组件组成,其中,液位处理信号组件包括射频发射模块、射频接收模块、群脉冲抗干扰模块、功率放大模块、混频处理模块、滤波放大、a/d采样模块、cpu运算模块、数字通讯模块、数字显示模块;温度信号处理组件包括红外发射模块、滤波放大模块、cpu运算模块、a/d采样模块、抗静电模块、环境温度补偿模块、数字通讯模块、数字显示模块。

8.如权利要求1所述的反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,所述供电单元,包括一组供电装置,同时为液位测量单元和温度测量单元供电,供电电压为dc24v。

9.如权利要求1所述的反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,还包括显示单元,采用lcd液晶显示屏,用于分别显示反应釜液位、温度参数。

10.如权利要求1所述的反应釜液位温度一体化测量装置,其特征在于,所述液位测量单元和所述温度测量单元被设计为集成在同一测量腔体中,形成一体化智能装置。


技术总结
本发明公开了一种反应釜液位温度一体化测量装置,包括:液位测量单元、温度测量单元、信号处理单元、供电单元;液位测量单元,采用非接触方式通过发射和接收雷达信号对反应釜内填充物料的液位进行测量;温度测量单元,采用非接触方式通过接收红外辐射信号对反应釜内填充物料的温度进行测量;信号处理单元,用于实现液位信号和温度信号的采集、转换,以及量程、参数的设置;供电单元,用于提供液位测量单元和温度测量单元的工作电压。本发明提供的非接触式的液位温度测量装置,实现了全方位、无死角的反应釜液位、温度的测量,信号测量精准、高效;一体化的结构设计,大大减少了仪表施工工程量,安装简便、易于实施。

技术研发人员:韩海强,王兴慧
受保护的技术使用者:中控技术股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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