油罐液位测量仪表
磁致伸缩液位计
油罐液位测量仪表 雷达液位计
• 雷达液位计的工作原理 • 发射—反射—接收是雷达液位 计的基本工作原理。 • 雷达传感器的天线以波束的形 式发射电磁波信号，发射波在 被测物料表面产生反射，反射 回来的回波信号仍由天线接收 。发射及反射波束中的每一点 都采用超声采样的方法进行采 集。信号经智能处理器处理后 得出介质与探头之间的距离， 送终端显示器进行显示、报警 、操作等。
油罐液位测量仪表
雷达液位计最大的特点是在 恶劣条件下功效显著。无论是有 毒介质，还是腐蚀性介质，也无 论是固体、液体还是粉尘性、浆 状介质，它都可以进行测量。 在测量方面，具有以下特点： 1、连续准确地测量 2、对干扰回波具有抑制功能 3、准确安全节省能源 4、无须维修且可靠性强 5、维护方便，操作简单 6、适用范围广，几乎可以测量所 有介质
流量计
超声波流量计是利用多 普勒原理测量流量。声波在 流体中传播时，处在顺流和 逆流的不同条件下，其波速 并不相同。测定超声波顺、 逆流传播速度之差的方法很 多，主要有测量在超声波发 生器上、下游等距离处接到 超声信号的时间差(时差法) ，相位差(相差法)或频率差 (频差法)等方法。右图所示 超声波流量计的结构原理.
油罐液位测量仪表
伺服式液位计的组成
• 防爆壳体，机械传动部件，距离采集部件，高精 度测量尺，多功能浮子，步进电机，力传感器， 控制电路部分等组成。 如下图所示：
油罐液位测量仪表
伺服式液位计工作过程
油罐液位测量仪表
磁致伸缩液位计
• 磁致伸缩法：该方法用于测量油罐液位的原理如图所示。图中有两个 浮子，分别用来检测油气界面和油水界面。各浮子内都藏有一组永久 磁铁，用来产生固定磁场。测量时，液位计头部发出低电流“询问” 脉冲，该电流产生的磁场沿波导管向下传导。当电流磁场与浮子磁场 相遇时，产生“返回”脉冲（也称“波导扭曲”脉冲）。询问脉冲与 返回脉冲之间的时间差即对应油水界面和油气界面的高度。磁致伸缩 液位计安装容易，测量精度很高，但液体密度变化和温度变化会带来 测量误差，浮子沿着波导管外的护导管上下移动，容易被卡死。
流量计
容积式流量计
（一）检测原理
单位时间内所排出固定容积的数目作为测量依据
设：V0——计量室的容积
n——转子的旋转次数
则
V nV0
排出的流体总量
根据转子的形状分为：椭圆齿轮流量计（液体型） 腰轮流量计（气体型和液体） 刮板式流量计（液体型）
流量计
腰轮流量计是一种容积式流量测量仪表， 用以测量封闭管中流体的体积流量。 就地显示累积流量，并有远传输出接口， 与相应的光电式电脉冲转换器和流量积算仪 配套，可进行远程测量，显示和控制。 精度高，重复性好，范围度大，对流量 计前后直管段要求不高。 适用较高粘度流体，流体粘度变化对示 值影响较小。
腰轮流量计
适用无腐蚀性能的流体，如原油，石油 制品 (柴油，润滑油等)。
流量计
测量原理
计量室体积 体积流量
V 4nV 0
腰轮转速
腰形轮每转动一周，就把转子与壳体之间所构成的具有一定容积 的计量室流体的四倍体积，从流入口送到流出口。
椭圆齿轮流量计
测量原理 液体流量是在测量室内完成的。在测量室内有 一对椭圆齿轮，在进口与出口两端液体压差作用下 ，一对椭圆齿轮在转轴上不停地转动，测出其转数 即可知道流经仪表液体的总量。
流量计
• 流量计的主要技术参数 ⑴量程及量程比：流量范围内最大流量与最小流量值之差称为流量计的量程。最大流量与最小流 量的比值称为量程比，亦称流量计的范围度。 ⑵流量范围：指流量计在规定的误差内，可测的最大流量与最小流量的范围。 ⑶ 允许误差：流量仪表在规定的正常工作条件下允许的最大误差（误差的极限值），称为该流量 仪表的允许误差，一般用最大相对误差和引用误差来表示。 ⑷精度等级：流量仪表的精度等级是根据允许误差的大小来划分的，其精度等级有：0.02、 0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5等。 ⑸压力损失：压力损失的大小是流量仪表选型的一个重要技术指标。压力损失小，流体能消耗小 ，输运流体的动力要求小，测量成本低。反之则能耗大，经济效益相应降低。故希望流量计的 压力损失愈小愈好。 ⑹重复性：流量仪表的重复性是指在同一工作条件下，对同一被测量进行多次测量，其示值相互 不一致的程度。重复性表示仪表随机误差的大小。 ⑺稳定性和零点漂移：稳定性是指在规定的条件下，流量计的计量特性随时间保持不的能力。 稳定性可进行定量表征。提出稳定性是对时间而言的，如果考虑其它参数的稳定性应予以说明 。流量计在零输入时，输出的变化称为零点漂移。 ⑻灵敏度：灵敏度是指仪表对被测量变化的灵敏程度，或者说是对被测的量变化的反应能力，是 在稳态下，输出变化增量对输入变化增量的比值。 ⑼公称工作压力：流量计在运行条件下长期工作所承受的最大压力。 ⑽工作温度：流量计在运行条件下长期工作所承受的最高温度。
油品储运调和操作工培训教程
储运仪表
重庆现代石油（集团）有限公司
吴天祥
Contents
1
流量计
2
3 4
油罐液位测量仪表
温度及压力仪表
安全检测与安全监控仪器
流量计
• 流量计的分类
流量测量方法多种多样，按测量原理可分为：容积式流量计、速度式流量计和质量 式流量计等。
（1）容积式流量计：利用一个标准小容积连续地定排量测量，根据标准容积的容 积值和连续测量的累计次数，求得累积流量的流量计。常见的有椭圆齿轮流量计、 刮板流量计、旋转活塞流量计等。容积式流量计特别适用于高粘度的液体流量测量。 （2）速度式流量计：利用测量管道内部流体速度的大小来测量流量的流量计统称 为速度式流量计。其特点是直接测量流体的流速，计算公式比较简单，输出为脉冲 频率信号，便于总量计量和与计算机连接，测量范围较宽，其结构简单，维护方便。 如涡轮、涡街、超声流量计。 （3）质量流量计：直接或单一测量读出质量流量的流量计。它分为直接式、间接 式、补偿式三类，直接式质量流量计有热式、双孔板、双涡轮、科里奥利等；间接 式质量流量计是通过测量流体的流速和密度，由运算器得到质量流量；补偿式质量 流量计是利用流体与温度压力的关系，用补偿方式消除流体密度变化的影响，进而 得到质量流量。
油罐液位测量仪表
磁致伸缩液位计
液位变送器由三个主要部分组 成。外管部分是耐腐蚀，耐工业恶 劣环境的产品材料。变送器的核心 部分是最内核的波导管，它是由一 定的磁致伸缩物质构成。变送器的 电子部分产生一个低电流的询问脉 冲，该脉冲同时产生一个磁场，并 沿波导管向下传播。当该磁场和波 导管上的浮子内的永磁体所产生的 磁场相交时，就会产生一个应变脉 冲，或叫波导扭曲。应变脉冲沿波 导管返回并被电子单元所接收，通 过精确测量询问脉冲和返回脉冲之 间的时间间隔，可获得高精度、高 重复性的液位值。
油罐液位测量仪表
静压式自动计量系统
液 位 调 HC 节 器 储罐
HT 差压变送器
执行器
干扰 x (t) ＋ e (t) u (t) q (t) y (t)
调节器
执行器
过程
－ z (t) 测量变送
混合法油罐计量系统
油罐液位测量仪表
• 混合法储罐计量系统：英文缩写为HTMS（HYBRID TANK MEASUREMENT SYSTEM）。它实际上是把ATG与HTG两种系统混合成一种系统。具有以上 两种系统的全部功能。该方法是目前最先进的一种计量方法。通过使用液 位计种类的不同大致可分为：雷达液位计混合法、伺服式液位计混合法、 磁致伸缩式液位计混合法。 • 混合法油罐计量系统工作原理（简称HTMS法） HTMS混合法原理是利用液位计测量得到液位H，压力变送器得到液位H高度 下的静压力值P，单点温度计或多点平均温度计测量得到介质的温度，通 过下面的公式可得到： 式中： （真空中）—在t温度、液位H高度下的平均密度； 标准体积—V20=Vt×VCF20； 质量（真空中）— ； 大气中的商业质量— 。 HTMS系统由：ALG（自动液位计）、ATT（自动温度计）、压力变送器或压 差变送器和混合处理器（也称罐前处理器）四部分构成。 系统主要特点：1、HTMS系统各项计量参数如：油品的商业质量、油品液 位测量准确度高，并可测量油品密度和油水界面。2、HTMS的国际标准国 际标准化组织ISO/15169《石油及液体石油产品—使用混合法测量系统确 定立式储油罐内的体积、密度和质量》3、HTMS系统虽然各项计量参数测 量准确度很高，但投资成本也很高。
凸轮式刮板流量计
流量计
• 涡轮流量计是一种速度 式流量仪表。它具有测 量精度高, 反应快以及 耐压高等特点。 • 它 是以动 量距 守恒原 理 为基础的 , 流体冲击涡轮 叶片。使涡轮旋转 , 涡轮 的旋转速度随流量的变 化而变化 , 最后从涡轮的 转数求出流量值。通过 磁电转换装置将涡轮转 数变换成电脉冲, 经前 置放大 , 送入二次仪表进 行计数和显示 , 由单位时 间的脉冲数和累计脉冲 数反映出瞬时流量和累 积流量。
式中：G－油品重量；Sav－油罐平均截面积； ρav－介于压力传感器P1、P2之间油品平均密 度；g是重力加速度；H是压力传感器P1、P2之 间的距离；h是油品高度；h0是压力传感器P1 的高度。RTD用于测量油品温度，以对测量数 值进行温度补偿。HTG测量系统价格较低，但 液位测量精度较低，安装须在罐壁开孔。
流量计
• 流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，它是科里 奥利在1832年研究水轮机时发现的，简称科氏力。质量流 量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振 管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，变送器提供 的激励电压加到驱动线圈上时，振动管作往复周期振动， 工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会在振管上 产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在振管两端 的拾振线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号差与 流经传感器的流体质量流量成比例关系。计算机解算出流 经振管的质量流量。不同的介质流经传感器时，振管的主 振频率不同，据此解算出介质密度。安装在传感器器振管 上的铂电阻可间接测量介质的温度。