[其他]置換式校核系統

無效

• 申請號: 85103978
• 申請日: 1985-05-21
• 公開（公告）號: CN85103978A
• 公開（公告）日: 1986-11-19
• 發明（設計）人: 布蘭查德;舍伯恩;威廉斯
• 申請（專利權）人: 福克斯布洛公司
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 李先春

本發明可概括為測量系統的一種校核技術，其特點是能夠精確地重現電容式傳感器及其內連電纜在指定條件下的電氣效應。

用以確定儲罐內液面高度的計量系統有多種型式。其中包括有機械型（即浮子型）、超聲型、和光學型系統。當所儲存的是高揮發性液體，諸如液態天然氣（LNG）之類的情況下，特別需要有一種極為精確、可靠而又能盡量減少維護工作的計量系統，因為打開儲罐進行檢修牽涉到許多安全問題，還要花錢。

美國專利3，301，056號、3，533，286號及3，797，311號所披露的一個系統就是專門適應這種用途的。在這個系統中，有一個電容式傳感器沿儲罐高度方向伸展布置，液體可在它的電極之間升降，傳感器的電容量則根據電極之間液位的高低而定。傳感器的電容量由與之相連的電子控制裝置測出，再將一個相同結構的參考傳感器全部浸于儲液內并測得其電容量，對比這兩個電容量就能得到液面高度的讀數。

通常，當LNG從一個儲罐轉移到另一儲罐，例如從船裝儲液艙卸到岸基裝置中去的時候，要轉讓所有權并涉及貨幣交換。由于常常是關系到幾百萬立方英尺的LNG，即使測量誤差不到百分之一，在貿易額上也會引起巨大的差錯。因此，最好要按規定的時間和在每次修理電子器件之后，對液面計量系統進行校核。

校核工作的典型做法是：以儲罐完全排空流體后傳感器的讀數建立一參考基底值，以此為起點校核傳感器電容的零點值及滿量程值。在操作中，為了保證精確確定液面，必須做到：（1）設法從量得的傳感器電容量中扣除這一基底值;（2）設法利用這一基底值建立一項全系統的比例系數。但遺憾的是，在液體轉移過程中，無論是排液的罐還是受液的罐，里面通常總是存有部分液體，正如岸上的受液罐事實上不會有空著的時候。這樣，要直接測量空態的傳感器往往是不可能的。

到目前為止，在校核時要把連接傳感器與電子控制單元的電纜與控制裝置斷開，代之以若干可調的精密電容器，這些電容器按照實驗室量得的每一傳感器的“空態”值予以設定。然而，這樣做并未考慮到測量系統連接電纜的電氣效應。對于船裝儲液艙，這些電纜大約長250米，岸基裝置上則長達750米左右。把傳感器與控制裝置連接起來時，電纜會帶來額外的電容量、阻抗和與傳輸有關的各種效應，這些效應對控制裝置所產生的網路效應與傳感器本身所產生的效應是不同的。電纜端部電壓的幅度和相位都和傳感器處的電壓相異。如果這些影響都不予以考慮，勢必會危及校核工作以及隨后的測量工作的精確性。

傳統校核方法的另一缺點是在運輸或安裝過程中由于搬運不小心而發生的。此時，傳感器電容量會偏離實驗室中的原始數值。在類似船裝儲液艙那種惡劣工作環境中，傳感器在系統的整個使用期限內，其電容量會遭受更多的微量改變。這樣，傳統地依照實驗室數據對系統進行校核就會產生各種微量誤差。

此外，傳統的校核方法還有一個缺點，因為電容式傳感器通常都是由幾個分段組成的，為了同時要模擬整個傳感器，需要若干個精密電容器，每個電容器對應一個分段。然而這些電容器過于笨重，且價格昂貴，使工作更加復雜了。

鑒于此，本發明的目的就在于要提供一種校核儀，它可以精確復制電容式傳感器及其有關的內連電纜在預定條件下的電氣效應。

本發明還有一個目的，就是要提供一種與現行通用的各種儲罐計量系統易于連接的校核儀。

本發明的校核技術適用于下列型式的測量系統：該系統具有若干個測量傳感器、一套控制裝置及若干電纜，每一電纜將一個傳感器與控制裝置相連接，而且其中有的傳感器及其連接電纜的電特性又影響了測量工作的正常運行。確切說來，本技術先是逐個地將若干傳感器按預定的條件設置。隨即按照傳感器及其連接電纜的組合體對于測量系統所產生影響效應的數值，去設定一個可調阻抗器，并將此保留對于傳感器及其連接電纜的每個組合體都要重復這一過程。此后，只要有一個或多個傳感器不能再按預定條件工作時，就要動用一個置換校核器網路，該網路具有若干個可變阻抗通道，對傳感器及其內連電纜的每一組合體都配有一個通道。再把所有傳感器及其電纜與控制裝置連接。按照某個傳感器及其電纜的組合在事先已保留的數值去設定可變阻抗器，并按照可變阻抗器的設定值在置換校核器網路的相應通道中再現這個組合的電效應。對于每一個保留值都重復施行這些步驟之后，就將各個可變阻抗通道與控制裝置相連接，以之代替各個傳感器及電纜。這樣，就可以把某一指定的傳感器及其電纜在預定條件下的影響效應施加到控制裝置上去，從而使測量系統得以補償類似的一切效應。