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Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING LAYERED INTERFACE IN CONTAINER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/040636
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an apparatus for measuring a layered interface in a container. The apparatus comprises: a container (1) for containing solids and liquid or layered liquid; a thermostatic conduit (2) located inside the container (1) or outside the container (1), wherein the arrangement direction of the thermostatic conduit (2) is in the height direction of the container (1), the height of the thermostatic conduit (2) is at least the same as the height of the solids and liquid or the layered liquid contained in the container (1), and the thermostatic conduit (2) is used for releasing heat to the solids and liquid or the layered liquid contained in the container (1); a temperature detection module located on an outer wall of the container (1), wherein the temperature detection module comprises several temperature detection points arranged in the height direction of the container (1) and is used for detecting a temperature signal and transmitting same to a control module, and the distances between the temperature detection points and the thermostatic conduit (2) are the same; and the control module for receiving the temperature of the thermostatic conduit (2) and the temperature signal of the temperature detection module, outputting densities corresponding to the positions of all the temperature detection points and obtaining a layered interface according to the densities. The measurement apparatus can perform real-time non-contact type measurement, and has an accurate measurement result. Also provided is a method for measuring a layered interface in a container.

Inventors:
FENG, Zhengmin (Room501, Unit2 Building12,Qinghebaoshengbeili, Haidian District, Beijing 2, 100192, CN)
Application Number:
CN2017/086239
Publication Date:
March 08, 2018
Filing Date:
May 27, 2017
Export Citation:
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Assignee:
FENG, Zhengmin (Room501, Unit2 Building12,Qinghebaoshengbeili, Haidian District, Beijing 2, 100192, CN)
International Classes:
G01F23/22; G01N9/36
Domestic Patent References:
WO2015064618A12015-05-07
Foreign References:
CN106197606A2016-12-07
CN206095358U2017-04-12
CN1156821A1997-08-13
CN103411649A2013-11-27
DE102008012900A12009-09-10
CN101460815A2009-06-17
Attorney, Agent or Firm:
QINGDAO LZ PATENT AND TRADEMARK OFFICE CO., LTD. (Room 2203, Block B Futai Plaza,No.18, HongKong Middle Road,Shinan Distric, Qingdao Shandong 1, 266071, CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种容器内分层界面测量装置, 其特征在于, 所述装置包括:

容器, 用于盛放固液体或分层液体;

恒温导管, 位于所述容器内或容器外, 所述恒温导管的排布方向在所 述容器的高度方向上, 且所述恒温导管的高度至少与所述容器中盛放 的固液体或分层液体的高度相同, 所述恒温导管用于释放热量至容器 中盛放的固液体或分层液体;

温度检测模块, 位于所述容器的外壁上, 所述温度检测模块包括若干 排布在所述容器的高度方向上的温度检测点, 用于检测温度信号并传 输至控制模块, 所述温度检测点与所述恒温导管的距离相同; 控制模块, 用于接收所述恒温导管的温度和所述温度检测模块的温度 信号, 输出所有温度检测点位置对应的密度, 根据密度得到分层界面

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的容器内分层界面测量装置, 其特征在于, 所述 温度检测点均匀地分布在所述容器的外壁上。

[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的容器内分层界面测量装置, 其特征在于, 所述 恒温导管、 温度检测模块的排布方向平行且垂直于所述容器的横切面

[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的容器内分层界面测量装置, 其特征在于, 所述 恒温导管和温度检测模块均具有供电电路, 所述控制模块输出控制信 号以控制所述恒温导管供电电路的通断、 所述温度检测模块与所述供 电电路的通断。

[权利要求 5] 根据权利要求 1所述的容器内分层界面测量装置, 其特征在于, 所述 温度检测模块包括温度传感器阵列或者链式温度传感器或者若干独立 的温度传感器。

[权利要求 6] —种基于权利要求 1-5任意一项所述的容器内分层界面测量方法, 其 特征在于, 所述方法包括如下步骤:

步骤 1、 所述恒温导管释放热量至容器中盛放的固液体或分层液体; 步骤 2、 所述温度检测模块检测各个温度检测点的温度信号并传输至 控制模块;

步骤 3、 所述控制模块接收所述恒温导管的温度 T和所述温度检测模 块的温度信号 Ti, 计算出每个温度检测点的衰减温度 ΔΉ=Τ-Ή, pi=k

*ΔΉ, 输出所有温度检测点位置对应的密度 pi, 根据密度 pi得到分层 界面, 其中, k为比例系数。

[权利要求 7] 根据权利要求 6所述的容器内分层界面测量方法, 其特征在于, 所述 步骤 1和步骤 2之间间隔吋间 t。

[权利要求 8] 根据权利要求 7所述的容器内分层界面测量方法, 其特征在于, 所述 步骤 1中, 所述控制模块控制所述恒温导管工作吋间 t后, 进入所述步 骤 2。

Description:
说明书 发明名称:一种容器内分层界面测量装置及方 法 技术领域

[0001] 本发明涉及固液分层或液液分层界面测量技术 领域, 具体地说, 是涉及一种容 器内分层界面测量装置及方法。

背景技术

[0002] 盛放于容器中的固液体或能分层的液体, 长吋间静置后会出现分层的情况。 对 于不同密度固液、 液液分层厚度及界面的测量一直是一个难题。 现有的测量方 法, 一般都是通过人工从容器上部幵口处垂吊探头 , 根据垂放过程中液体不同 的密度所受的浮力不同的方式进行测量, 但此方法不能够进行实吋测量。 另外 , 当探头触及固体吋, 则无法测量, 此方法还受限于测量介质, 不适应于固体 的测量。

技术问题

[0003] 本发明的目的在于提供一种容器内分层界面测 量装置, 解决了现有测量装置不 能实吋测量且受制于测量介质的技术问题。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 为解决上述技术问题, 本发明采用以下技术方案予以实现:

[0005] 一种容器内分层界面测量装置, 所述装置包括:

[0006] 容器, 用于盛放固液体或分层液体;

[0007] 恒温导管, 位于所述容器内或容器外, 所述恒温导管的排布方向在所述容器的 高度方向上, 且所述恒温导管的高度至少与所述容器中盛放 的固液体或分层液 体的高度相同, 所述恒温导管用于释放热量至容器中盛放的固 液体或分层液体

[0008] 温度检测模块, 位于所述容器的外壁上, 所述温度检测模块包括若干排布在所 述容器的高度方向上的温度检测点, 用于检测温度信号并传输至控制模块, 所 述温度检测点与所述恒温导管的距离相同; [0009] 控制模块, 用于接收所述恒温导管的温度和所述温度检测 模块的温度信号, 输 出所有温度检测点位置对应的密度, 根据密度得到分层界面。

[0010] 如上所述的容器内分层界面测量装置, 所述温度检测点均匀地分布在所述容器 的外壁上。

[0011] 如上所述的容器内分层界面测量装置, 所述恒温导管、 温度检测模块的排布方 向平行且垂直于所述容器的横切面。

[0012] 如上所述的容器内分层界面测量装置, 所述恒温导管和温度检测模块均具有供 电电路, 所述控制模块输出控制信号以控制所述恒温导 管供电电路的通断、 所 述温度检测模块与所述供电电路的通断。

[0013] 如上所述的容器内分层界面测量装置, 所述温度检测模块包括温度传感器阵列 或者链式温度传感器或者若干独立的温度传感 器。

[0014] 基于上述的容器内分层界面测量装置的设计, 本发明还提出了一种容器内分层 界面测量方法, 所述方法包括如下步骤:

[0015] 步骤 1、 所述恒温导管释放热量至容器中盛放的固液体 或分层液体;

[0016] 步骤 2、 所述温度检测模块检测各个温度检测点的温度 信号并传输至控制模块

[0017] 步骤 3、 所述控制模块接收所述恒温导管的温度 T和所述温度检测模块的温度信 号 Ti, 计算出每个温度检测点的衰减温度 ΔΉ=Τ-Ή, pi=k*ATi, 输出所有温度 检测点位置对应的密度 pi, 根据密度 pi得到分层界面, 其中, k为比例系数。

[0018] 如上所述的容器内分层界面测量方法, 所述步骤 1和步骤 2之间间隔吋间 t。

[0019] 如上所述的容器内分层界面测量方法, 所述步骤 1中, 所述控制模块控制所述 恒温导管工作吋间 t后, 进入所述步骤 2。

发明的有益效果

有益效果

[0020] 与现有技术相比, 本发明的优点和积极效果是: 本发明容器内分层界面测量装 置包括位于容器内或外的给容器内固液体或分 层液体提供热量的恒温导管以及 位于容器外的温度检测模块, 恒温导管和温度检测模块均在容器的高度方向 上 排布。 利用温度检测模块检测各个温度检测点的温度 , 得到各个温度检测点的 衰减温度, 利用物体密度不同热传导系数不同的性质, 得到各个温度检测点的 密度, 从而得到分层界面。 本发明依据不同密度固液体热传导系数不同, 热量 从恒温导管处传播到检测传感器后的衰减程度 与固液体密度成比例的原理, 可 对容器内的固液体或分层液体进行实吋非接触 式测量, 测量结果精确。 同吋, 本发明适用范围广, 可适用于固液体或分层液体的测量。

[0021] 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后, 本发明的其他特点和优点将变得 更加清楚。

对附图的简要说明

附图说明

[0022] 图 1为本发明一种具体实施例的示意图。

[0023] 图 2为本发明另一种具体实施例的示意图。

[0024] 图 3为本发明具体实施例的原理框图。

[0025] 图 4为本发明具体实施例的流程图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0026] 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详 细地描述。

[0027] 如图 1、 3所示, 本实施例提出了一种容器内分层界面测量装置 , 装置包括: 用 于盛放固液体或分层液体的容器 1、 位于容器 1内或容器 1外用于产生恒定热源的 恒温导管 2、 位于容器 1外用于检测温度的温度检测模块和控制模块 控制模块 根据温度信号输出所有温度检测点位置对应的 密度, 根据密度得到分层界面。

[0028] 下面对容器内分层界面测量装置进行具体说明

[0029] 容器 1, 用于盛放固液体或分层液体。 本实施例的容器 1为柱形容器, 容器 1内 盛放固液体或分层液体, 静置一段吋间之后由于密度不同, 导致固液体分层, 固体与液体之间形成分层界面, 当然, 不同密度的液体之间也可能形成分层界 面。 本实施例的容器内分层界面测量装置既能够测 量分层界面, 也能够测量液 液分层界面。

[0030] 恒温导管 2, 位于容器 1内或容器 1外。 本实施例以恒温导管 2位于容器 1外壁为 例进行说明。 恒温导管 2的排布方向在容器 1的高度方向上, 恒温导管 2垂直于容 器 1的横切面, 也就是恒温导管 2平行于容器 1的轴线方向。 恒温导管 2用于释放 热量至容器 1中盛放的固液体或分层液体; 为了使恒温导管 2的热量均匀地释放 至容器 1中, 恒温导管 2的高度至少与容器 1中盛放的固液体或分层液体的高度相 同。

[0031] 温度检测模块, 位于容器 1的外壁上。 温度检测模块包括若干排布在容器 1的高 度方向上的温度检测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn, 用于检测温度检测点 Sl、 S2 、 S3、 S4、 …、 Sn的温度信号并传输至控制模块。 为了避免距离对温度衰减产 生影响, 温度检测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn与恒温导管 2的距离相同, 均大于 预设值, 可避免恒温导管 2的热量对温度检测模块的干扰。 本实施例中, 温度检 测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn形成的直线与恒温导管 2所在的直线平行, 温度检 测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn所在的直线垂直于容器 1的横切面, 也就是温度检 测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn所在的直线平行于容器 1的轴线方向。

[0032] 优选的, 温度检测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn均匀地分布在容器 1的外壁上。

可以根据检测精度需求设置温度检测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn的排布密度。 检测精度需求越高吋, 温度检测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn的排布密度越大; 检测精度需求越低吋, 温度检测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn的排布密度越小。

[0033] 控制模块, 用于接收恒温导管 2的温度和温度检测模块的温度信号, 输出所有 温度检测点 Sl、 S2、 S3、 S4、 …、 Sn位置对应的密度, 根据密度得到分层界面

[0034] 为了实现检测的自动化, 恒温导管 2和温度检测模块均具有供电电路, 控制模 块输出控制信号以控制恒温导管 2供电电路的通断、 温度检测模块与供电电路的 通断。 检测吋, 控制模块首先输出控制信号控制恒温导管 2与供电电路导通, 供 电电路给恒温导管 2供电, 恒温导管 2发出恒定的热量至容器 1内的固液体或分层 液体。 过一段吋间 t后, 控制模块再输出控制信号控制温度检测模块与 供电电路 导通, 供电电路给温度检测模块供电, 温度检测模块检测温度信号并传输至控 制模块, 控制模块获取恒温导管 2的温度, 根据恒温导管 2的温度和温度检测模 块的温度, 输出所有温度检测点位置对应的密度, 根据密度得到分层界面。

[0035] 其中, 温度检测模块包括温度传感器阵列或者链式温 度传感器或者若干独立的 排布在容器壁上的温度传感器。

[0036] 为了提高测量精度, 恒温导管 2和温度检测模块优选对称的设置在容器的外 上。

[0037] 当然, 也可将恒温导管 2设置在容器 1内, 为了提高测量精度, 优选将恒温导管

2设置在容器 1的中心位置。 如图 2所示。

[0038] 对于分层界面测量精度要求较高的情形, 可将恒温导管 2设置在容器 1的中心, 在容器的外壁上设置有多组温度检测模块, 每组温度检测模块均与恒温导管 2平 行。 这样, 可以根据得到的密度, 精确地描绘出分层界面的形状。

[0039] 基于上述的容器内分层界面测量装置的设计, 本实施例还提出了一种容器内分 层界面测量方法, 如图 4所示, 方法包括如下步骤:

[0040] Sl、 控制模块输出控制信号控制恒温导管与供电电 路导通, 恒温导管产生热量

, 并将产生的热量释放至容器中盛放的固液体或 分层液体;

[0041] S2、 控制模块控制恒温导管工作吋间 t后, 控制模块输出控制信号控制温度检 测模块与供电电路导通, 温度检测模块工作;

[0042] S3、 温度检测模块检测各个温度检测点的温度信号 并传输至控制模块;

[0043] S4、 控制模块获取恒温导管的温度 T和温度检测模块的温度信号 Ti, 计算出每 个温度检测点的衰减温度 ΔΉ=Τ-Ή, pi=k*ATi, 输出所有温度检测点位置对应 的密度 pi, 根据密度 pi得到分层界面, 其中, k为比例系数。

[0044] 最后应说明的是: 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案, 而非对其限制; 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说 明, 本领域的普通技术人员应当 理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修改, 或者对其中部 分技术特征进行等同替换; 而这些修改或者替换, 并不使相应技术方案的本质 脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。