储罐液位探测器的制作与应用
2019-09-10张殿龙杨瑞樊宝峰杜亚宁张宝金
张殿龙 杨瑞 樊宝峰 杜亚宁 张宝金
一、发明过程
开发背景:38m3储罐,是采油单位应用最为普遍的一种油罐,体积小,安装快捷,便于移动,所以多用拉油井场、新投井场临时使用等。多年来,该储罐在原油计量上,都是采用人工量油的方式,对储罐内液体储量进行测量。现场操作人员每天要多次爬上爬下,工作量大耗费体力不说,安全风险也比大。所以,为了解决38m3储罐量油工作繁琐,上下罐频繁,安全隐患大,且不能按时准确计量等问题,在作业区主要领导工作思路指引下,结合现场实际,借助现代数字科技技术及手段,试制研发了储罐液位探测装置,主要用于现場38m3储罐内液体储量的计量和监测工作,及时准确的计量液位高度,实时掌控储罐液量。
主要目的:一是减少对38方等小型储罐的上罐量油工作,减轻岗位操作人员劳动强度,降低上下罐安全风险,减少罐口伴生气对人员的危害,控制因违章操作等因素造成安全风险;二是原油计量准确,能够实时采集到生产数据,实现连续临测,消除人为因素造成的计产不稳定问题。
二、产品性能
1、产品规格—结构组成
主要由①测距模块:超声波测距单元;②信号转换模块,③信号传输模块;④供电模块等组成。
2、产品规格—主要参数
3、产品规格—技术原理:
基本结构:信号采集系统、信号传输系统及终端显示与处理系统。
1)、超声波测距的原理:是利用超声波发生器产生超声波并向液面发射,当超声波遇到障碍物后,会反射回来,到超声波接收装置,这时就可以得到一个发到接收的时间T,通过单片机,以此来计算出发射点到障碍物的实际距离L。
即:L=C×T/2
式中:L—为测量的距离长度,也就储罐的液体液面到罐口的距离;
C—为超声波在空气中的传播速度,340m/s;
T—为超声波发射到反回所利用的时间。
说明:模块加电后单片机自检并建立启动序列,激活超声波发生器,发生超声波,发生器向单片机反馈发射时间及接受时间,通过单片机处理得到液位数据,将液位数据通过DAC转换器转换为0-5V的电压信号进行输出。
2)、工作原理:数据采集传输模型
说明:超声波测试单元依据液位输出一个0-5V线性变化的电压信号,通过转换模块将其转换为三线制电流信号,由于现场使用的两线制采集器,使用转换器将信号转换为二线制信号,通过井场RTU传输到SCADA系统。
三、应用效果分析:
1)实际测得数据
2)、应用效果
通过实际测试,效果非常理想,达到了预期效果。
①是减少了对38m3等小型储罐的上罐量油工作,减轻岗位操作人员劳动强度,降低上下罐安全风险,减少罐口伴生气对人员的危害,控制因违章操作等因素造成安全风险;
②是原油计量准确,能够实时采集到生产数据,实现连续临测,消除人为因素造成的计产不稳定问题,为生产运行提供可靠的第一手资料。
③是为实现井场无人值守提供了可能。
四、经济效益评价
成本费用:每一套设备成本费用约为1000元左右,实现自动监测与数据传输,准确性高、节省劳动力。