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界面型浮球式液位計密度的修正方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510546678.4

申請日:

2015.08.31

公開號:

CN105067090A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 專利權人的姓名或者名稱、地址的變更IPC(主分類):G01F 25/00變更事項:專利權人變更前:中國海洋石油總公司變更后:中國海洋石油集團有限公司變更事項:地址變更前:100010 北京市東城區朝陽門北大街25號變更后:100010 北京市東城區朝陽門北大街25號變更事項:共同專利權人變更前:海洋石油工程股份有限公司變更后:海洋石油工程股份有限公司|||授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01F 25/00申請日:20150831|||公開
IPC分類號: G01F25/00 主分類號: G01F25/00
申請人: 中國海洋石油總公司; 海洋石油工程股份有限公司
發明人: 張翼飛; 楊炳發; 張傳濤; 孫小東; 宋來剛; 宋桂彬; 任春杰
地址: 100010北京市東城區朝陽門北大街25號
優先權:
專利代理機構: 天津三元專利商標代理有限責任公司12203 代理人: 高鳳榮
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510546678.4

授權公告號:

|||||||||

法律狀態公告日:

2018.07.06|||2018.03.16|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

專利權人的姓名或者名稱、地址的變更|||授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種界面型浮球式液位計密度的修正方法,采用以下校驗步驟:一:對計量標準器具進行檢定或校準;二:稱量出浮球的質量;三:測量出浮球圓柱體部分的直徑;四:測量出浮球的體積;五:測量出校驗介質水的密度;六:列出浮球的重量與在兩種介質內的浮力公式;七:給出規則圓柱體的體積公式;八:推導出浮球浸入下層介質的高度;九:推導出浮球浸入校驗介質水中的理論高度:十:計算用水做介質校驗界面型浮球式液位計時的高度差即密度修正值Δh。本發明只需通過測量浮球質量、浮球圓柱體部分的直徑、浮球體積以及水的密度,再利用密度修正值公式就可以計算出密度修正值,解決了界面型浮球式液位計的密度修正、校驗的問題。

權利要求書

1.一種界面型浮球式液位計密度的修正方法,其特征在于:采用以下校
驗步驟:
第一步:對計量標準器具進行檢定或校準;
第二步:稱量出浮球的質量;
第三步:測量出浮球圓柱體部分的直徑D;
第四步:測量出浮球的體積;
第五步:測量出校驗介質水的密度;
第六步:根據阿基米德定律列出浮球的重量與在兩種介質內的浮力公式:
mg=(ρ1V1+ρ2V2)g=(ρ1πR2h1+ρ2πR2h2)g;
第七步:給出規則圓柱體的體積公式:
V=πR2h
h=h1+h2;
第八步:推導出浮球浸入下層介質的高度:
h 2 = m - ρ 1 V πR 2 ( ρ 2 - ρ 1 ) ; ]]>
第九步:根據阿基米德定律推導出浮球浸入校驗介質水中的理論高度:
h w = m πR 2 ρ w ; ]]>
第十步:計算用水做介質校驗界面型浮球式液位計時,由于密度差異引
入的高度差即密度修正值Δh;
Δ h = h w - h 2 = m πR 2 ρ w - m - ρ 1 V πR 2 ( ρ 2 - ρ 1 ) . ]]>
2.根據權利要求1所述的界面型浮球式液位計密度的修正方法,其特
征在于:所述第六步的式中:ρ1----浮球浸入到被測介質上層的介質密度,
設計要求為已知量;ρ2----浮球浸入到被測介質下層的介質密度,設計要求
為已知量;R----規則圓柱體的半徑;h1----浮球浸入上層介質的等效高度;
h2----浮球浸入下層介質的等效高度;g----重力加速度。
3.根據權利要求1所述的界面型浮球式液位計密度的修正方法,其特征
在于:所述第七步的式中:V----規則圓柱體的體積;R----規則圓柱體的半
徑;h----規則圓柱體的總高度;h1----浮球浸入上層介質的等效高度;h2----
浮球浸入下層介質的等效高度。
4.根據權利要求1所述的界面型浮球式液位計密度的修正方法,其特征
在于:所述第八步的式中:m----浮球的質量;V----規則圓柱體的體積;
R----規則圓柱體的半徑;ρ1----浮球浸入到被測介質上層的介質密度,設計
要求為已知量;ρ2----浮球浸入到被測介質下層的介質密度,設計要求為已
知量。
5.根據權利要求1所述的界面型浮球式液位計密度的修正方法,其特征
在于:所述第九步的式中:m----浮球的質量;R----規則圓柱體的半徑;
ρw----用水做介質對界面型浮球式液位計進行校驗時水的密度。
6.根據權利要求1所述的界面型浮球式液位計密度的修正方法,其特
征在于:所述第十步的式中:m----浮球的質量;R----浮球圓柱部分的半
徑;ρw----用水做介質對液面型浮球式液位計進行校驗時水的密度;V----
浮球的體積;ρ1----浮球浸入到被測介質上層的介質密度,設計要求為已知
量;ρ2----浮球浸入到被測介質下層的介質密度,設計要求為已知量。

說明書

界面型浮球式液位計密度的修正方法

技術領域

本發明涉及液位計校驗方法,尤其涉及一種用水做介質進行校驗時的界
面型浮球式液位計密度的修正方法。屬于液位計計量領域。

背景技術

目前,海洋石油平臺所應用的液位計有90%以上選用了浮球式液位計。檢
定浮球式液位計所依據的規程為《JJG971-2002》液位計檢定規程,此規程2002
年實施距今已有10余年時間,內容囊括了幾乎所有液位計的檢定,包括:浮
力式液位計、浮球式液位計、壓力式液位計、超聲波微波式液位計、伽馬射
線式液位計、電容式液位計、電導式液位計等。其中,只給出了液面型浮球
式液位計誤差修正公式,且該公式是按照規則的圓柱體給出的計算公式,由
于實際使用的液位計中的浮球,并非是規則的圓柱體。并且,界面型浮球式
液位計的檢定并沒有給出具體的計算公式。因此,目前施行的液位計檢定規
程,已不完全滿足目前的工作需要。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術存在的上述缺點,而提供一種界面
型浮球式液位計密度的修正方法,其只需通過測量浮球質量、浮球圓柱體部
分的直徑、浮球體積以及水的密度,然后,再利用密度修正值公式就可以很
容易的計算出密度修正值,解決了界面型浮球式液位計的密度修正問題,進
而也就解決了界面型浮球式液位計的校驗問題。

本發明的目的是由以下技術方案實現的:

1、一種界面型浮球式液位計密度的修正方法,其特征在于:采用以下校
驗步驟:

第一步:對計量標準器具進行檢定或校準;

第二步:稱量出浮球的質量;

第三步:測量出浮球圓柱體部分的直徑D;

第四步:測量出浮球的體積;

第五步:測量出校驗介質水的密度;

第六步:根據阿基米德定律列出浮球的重量與在兩種介質內的浮力公式:

mg=(ρ1V1+ρ2V2)g=(ρ1πR2h1+ρ2πR2h2)g;

第七步:給出規則圓柱體的體積公式:

V=πR2h

h=h1+h2;

第八步:推導出浮球浸入下層介質的高度:

h 2 = m - ρ 1 V πR 2 ( ρ 2 - ρ 1 ) ; ]]>

第九步:根據阿基米德定律推導出浮球浸入校驗介質水中的理論高度:

h w = m πR 2 ρ w ; ]]>

第十步:計算用水做介質校驗界面型浮球式液位計時,由于密度差異引
入的高度差即密度修正值Δh;

Δ h = h w - h 2 = m πR 2 ρ w - m - ρ 1 V πR 2 ( ρ 2 - ρ 1 ) . ]]>

所述第六步的式中:ρ1----浮球浸入到被測介質上層的介質密度,設計
要求為已知量;ρ2----浮球浸入到被測介質下層的介質密度,設計要求為已
知量;R----規則圓柱體的半徑;h1----浮球浸入上層介質的等效高度;h2----
浮球浸入下層介質的等效高度;g----重力加速度。

所述第七步的式中:V----規則圓柱體的體積;R----規則圓柱體的半徑;
h----規則圓柱體的總高度;h1----浮球浸入上層介質的等效高度;h2----浮
球浸入下層介質的等效高度。

所述第八步的式中:m----浮球的質量;V----規則圓柱體的體積;R----
規則圓柱體的半徑;ρ1----浮球浸入到被測介質上層的介質密度,設計要求
為已知量;ρ2----浮球浸入到被測介質下層的介質密度,設計要求為已知量。

所述第九步的式中:m----浮球的質量;R----規則圓柱體的半徑;
ρw----用水做介質對界面型浮球式液位計進行校驗時水的密度。

所述第十步的式中:m----浮球的質量;R----浮球圓柱部分的半徑;
ρw----用水做介質對液面型浮球式液位計進行校驗時水的密度;V----浮球
的體積;ρ1----浮球浸入到被測介質上層的介質密度,設計要求為已知量;
ρ2----浮球浸入到被測介質下層的介質密度,設計要求為已知量。

本發明的有益效果:本發明由于采用上述技術方案,其只需通過測量浮
球質量、浮球圓柱體部分的直徑、浮球體積以及水的密度,然后,再利用密
度修正值公式就可以很容易的計算出密度修正值,解決了界面型浮球式液位
計的密度修正問題,進而也就解決了界面型浮球式液位計的校驗問題。非常
滿足實際工作需要。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示,本發明采用以下校驗步驟:

第一步:對計量標準器具進行檢定或校準:

主要計量標準器包括:電子天平、密度計、游標卡尺、量筒等進行檢定
或校準,以保證計量標準器滿足測量范圍以及精度等級的相關要求,且保證
其合格有效;

第二步:通過電子天平稱量出浮球的質量m(千克);

第三步:用游標卡尺測量出浮球圓柱體部分的直徑D(米),且經過計算
可得出半徑R;

第四步:用量筒測量出浮球的體積V(立方米);

第五步:用密度計測量出校驗介質水的密度ρw(千克每立方米);

第六步:根據阿基米德定律列出浮球的重量與在兩種介質內的浮力公式:

mg=(ρ1V1+ρ2V2)g=(ρ1πR2h1+ρ2πR2h2)g。

式中:ρ1----浮球浸入到被測介質上層的介質密度,設計要求為已知量;

ρ2----浮球浸入到被測介質下層的介質密度,設計要求為已知量;

R----規則圓柱體的半徑;

h1----浮球浸入上層介質的等效高度;

h2----浮球浸入下層介質的等效高度;

g----重力加速度。

第七步:給出規則圓柱體的體積公式:

V=πR2h

h=h1+h2

式中:V----規則圓柱體的體積;

R----規則圓柱體的半徑;

h----規則圓柱體的總高度;

h1----浮球浸入上層介質的等效高度;

h2----浮球浸入下層介質的等效高度;

第八步:推導出浮球浸入下層介質的高度:

h 2 = m - ρ 1 V πR 2 ( ρ 2 - ρ 1 ) ; ]]>

式中:m----浮球的質量;

V----規則圓柱體的體積;

R----規則圓柱體的半徑;

ρ1----浮球浸入到被測介質上層的介質密度,設計要求為已知量;

ρ2----浮球浸入到被測介質下層的介質密度,設計要求為已知量;

第九步:根據阿基米德定律推導出浮球浸入校驗介質水中的理論高度:

h w = m πR 2 ρ w ; ]]>

式中:m----浮球的質量;

R----規則圓柱體的半徑;

ρw----用水做介質對界面型浮球式液位計進行校驗時水的密度。

第十步:計算用水做介質校驗界面型浮球式液位計時,由于密度差異引
入的高度差即密度修正值Δh;

Δ h = h w - h 2 = m πR 2 ρ w - m - ρ 1 V πR 2 ( ρ 2 - ρ 1 ) . ]]>

式中:m----浮球的質量;

R----浮球圓柱部分的半徑;

ρw----用水做介質對界面型浮球式液位計進行校驗時水的密度;

V----浮球的體積;

ρ1----浮球浸入到被測介質上層的介質密度,設計要求為已知量;

ρ2----浮球浸入到被測介質下層的介質密度,設計要求為已知量;

上述密度修正公式主要是解決了界面型浮球式液位計的密度修正和檢定
的問題,中間帶孔的圓柱體加半球體的浮球計算原理相同。同時,也彌補了
液面型浮球式液位計的密度修正問題。

根據《JJG971-2002》液位計檢定規程中的公式(4)可知液面型浮球式
液位計的密度修正公式為:式中:he為浮球底部到耦合磁環
處的等效高度。如果將浮球看作是一個規則的圓柱體,那么根據阿基米德定
律可得ρ為液面型浮球式液位計所測介質密度,設計要求為已知量。
最終可得液面型浮球式液位計的密度修正公式為:

Δ h = m ρπR 2 ( 1 - ρ ρ w ) ]]>

式中:m----浮球的質量;

ρ----液面型浮球式液位計所測量介質的密度;

R----浮球圓柱部分的半徑;

ρw----用水做介質對液面型浮球式液位計進行校驗時水的密度。

以上所述,僅是本發明的較佳實施例而已,并非對本發明作任何形式上
的限制,凡是依據本發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,均仍屬于本發明技術方案的范圍內。

關 鍵 詞:
界面 型浮球式液位計 密度 修正 方法
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