專利名稱：含固液體密度測量裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量密度的裝置及方法，具體地說，是涉及一種通過稱重方式來測量含固液體密度的裝置及方法。
背景技術：
工程實踐中經(jīng)常會遇到含固液體的濃縮處理問題。含固液體是指在水中含有不溶性固體顆粒物的液體。隨著含固液體濃度的增加就需要外排處理，因此，測量含固液體的密度是很重要的。目前，由于無法事先知道儲液罐內(nèi)含固液體的實際密度，一般采用密度計對儲液罐內(nèi)含固液體的密度進行測量。從實踐中可以發(fā)現(xiàn)，密度計雖然可以測量出含固液體的密度，但是，密度計價格很高，且儲液罐上沒有適合安裝密度計的位置，而測量密度的工作是需要頻繁進行的，因此，這給測量人員帶來很大的麻煩，且符合標準的含固液體的外排時間也不能準確掌握，給外排工作帶來很大不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含固液體密度測量裝置及方法，該含固液體密度測量裝置可通過含固液體密度測量方法實現(xiàn)對含固液體密度的實時測量。為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種含固液體密度測量裝置，其特征在于它包括儲液罐、液位傳感器、稱重傳感器和PLC控制器，其中該儲液罐為封閉罐體，該儲液罐的頂部開設有一個輸送管，該輸送管的底部設有一個輸液器，在該儲液罐內(nèi)的上部設有一個溢流堰，該溢流堰為具有中心貫通孔的環(huán)形槽結(jié)構(gòu)，在該儲液罐上設有一個清液外排口，該清液外排口與該溢流堰的環(huán)形槽腔體相貫通，在該儲液罐的底部開設有一個輸出口，在該儲液罐的頂部設有一個液位傳感器，該液位傳感器的感測端位于該儲液罐內(nèi)，在該儲液罐外部的兩側(cè)各設有一個支耳，每一個支耳的下面設有一個稱重傳感器，該稱重傳感器位于支架上，該液位傳感器的信號輸入輸出端、該稱重傳感器的信號輸入輸出端分別與該PLC控制器上與其相應的信號輸入輸出端連接。所述儲液罐的輸出口與一個輸送泵的輸入口連接，該輸送泵的輸出口用于將符合密度要求的含固液體外排，該輸送泵的信號輸入輸出端與所述PLC控制器上與其相應的信號輸入輸出端連接。所述液位傳感器為聲納傳感器。所述輸液器由連接部件和反射帽組成，該反射帽經(jīng)由該連接部件與所述輸送管的底部連接，該反射帽為傘形結(jié)構(gòu)，該反射帽的頂面與該連接部件之間設有流出口，該反射帽用于使從所述輸送管流下的含固液體經(jīng)由該流出口沿其頂面斜向流入所述儲液罐內(nèi)的含固液體中，以使從所述輸送管流下的含固液體不會影響所述儲液罐內(nèi)的含固液體的固液分
1 O所述儲液罐的上半部分為圓柱體且下半部分為圓錐體。
一種含固液體密度測量方法，該含固液體密度測量方法基于含固液體密度測量裝置實現(xiàn)，其特征在于它包括步驟步驟A :PLC控制器初始化，儲液罐的容積、重量參數(shù)輸入PLC控制器；步驟B:開啟含固液體傳送管閥門，使待測密度的含固液體從含固液體傳送管流出并經(jīng)由儲液罐的輸送管、輸液器流入儲液罐內(nèi)；步驟C 液位傳感器測量儲液罐內(nèi)含固液體的高度，并將測得的高度值傳送給PLC 控制器，稱重傳感器測量儲液罐和儲液罐內(nèi)含固液體的總重量，并將測得的總重量值傳送給PLC控制器；步驟D :PLC控制器根據(jù)傳送來的含固液體的高度值、儲液罐和儲液罐內(nèi)含固液體的總重量值以及儲液罐的容積、重量參數(shù)計算出此時儲液罐內(nèi)含固液體的密度。在所述步驟B中，流入所述儲液罐內(nèi)的含固液體中的固體顆粒物下沉，清液上升， 當該清液上升到溢流堰時，該清液從該溢流堰的中心貫通孔流入環(huán)形槽內(nèi)，從而從清液外排口流出。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明含固液體密度測量裝置可通過本發(fā)明方法實現(xiàn)對含固液體密度的實時測量，本發(fā)明方法是一種稱重測量方法，簡單可靠，該測量過程可控。本發(fā)明含固液體密度測量裝置簡單、可靠、成本低、運行平穩(wěn)、測量精度高。本發(fā)明的液位傳感器使用聲納傳感器，聲納傳感器和本發(fā)明中的稱重傳感器不與被測的含固液體接觸，因此，含固液體不會結(jié)晶在聲納傳感器和稱重傳感器上，它們不會被含固液體所腐蝕，它們不會受含固液體運動的影響，確保了測量的準確性。


圖1是本發(fā)明含固液體密度測量裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2是本發(fā)明含固液體密度測量方法的實現(xiàn)流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。如圖1所示，本發(fā)明含固液體密度測量裝置包括儲液罐10、液位傳感器20、稱重傳感器30和PLC控制器50。該儲液罐10為封閉罐體，該儲液罐10的頂部開設有一個輸送管 13，該輸送管13的底部設有一個輸液器14，在該儲液罐10內(nèi)的上部設有一個溢流堰12，該溢流堰12為具有中心貫通孔121的環(huán)形槽結(jié)構(gòu)，在該儲液罐10上設有一個清液外排口 15， 該清液外排口 15與該溢流堰12的環(huán)形槽腔體122相貫通，在該儲液罐10的底部開設有一個輸出口 16，在該儲液罐10的頂部設有一個液位傳感器20，該液位傳感器20的感測端位于該儲液罐10內(nèi)，在該儲液罐10外部的兩側(cè)各設有一個支耳11，每一個支耳11的下面設有一個稱重傳感器30，該稱重傳感器30位于支架40上，該液位傳感器20的信號輸入輸出端、該稱重傳感器30的信號輸入輸出端分別與該PLC控制器50上與其相應的信號輸入輸出端連接。如圖，儲液罐10的輸出口與一個輸送泵60的輸入口 61連接，該輸送泵60的輸出口 62用于將符合密度要求的含固液體外排，該輸送泵60的信號輸入輸出端與PLC控制器50上與其相應的信號輸入輸出端連接。實際應用時，液位傳感器20可選為聲納傳感器。儲液罐10可設計為其上半部分為圓柱體且其下半部分為圓錐體，這樣有利于含固液體中的固液分離。如圖1，輸液器14由連接部件141和反射帽142組成，該反射帽142經(jīng)由該連接部件141與輸送管13的底部連接，該反射帽142為傘形結(jié)構(gòu)，該反射帽142的頂面與該連接部件141之間設有流出口，該反射帽142用于使從輸送管13流下的含固液體經(jīng)由該流出口沿反射帽142頂面斜向流入儲液罐10內(nèi)的含固液體中，以使從輸送管13流下的含固液體不會影響儲液罐10內(nèi)的含固液體的固液分離，這種方式不是從輸送管13向下直接垂直流入儲液罐10內(nèi)的含固液體中，直接垂直流入儲液罐10內(nèi)的含固液體中會使已經(jīng)下沉的固體顆粒物又上浮起來，影響含固液體中的固液分離效果。如圖2，本發(fā)明又提出了一種含固液體密度測量方法，該含固液體密度測量方法基于上述含固液體密度測量裝置實現(xiàn)，它包括步驟步驟A =PLC控制器50初始化，儲液罐10的容積、重量參數(shù)輸入PLC控制器50。步驟B 開啟含固液體傳送管70的閥門，使待測密度的含固液體從含固液體傳送管70流出并經(jīng)由儲液罐10的輸送管13、輸液器14流入儲液罐10內(nèi)。流入儲液罐10內(nèi)的含固液體中的固體顆粒物由于重力作用下沉，清液上升，固體顆粒物和水分離，當該清液上升到溢流堰12時，該清液從該溢流堰12的中心貫通孔121流入環(huán)形槽(即環(huán)形槽腔體 122)內(nèi)，從而從清液外排口 15流出，向外輸送回用。步驟C 液位傳感器20測量儲液罐10內(nèi)含固液體的高度，并將測得的高度值傳送給PLC控制器50，稱重傳感器30測量儲液罐10和儲液罐10內(nèi)含固液體的總重量，并將測得的總重量值傳送給PLC控制器50。步驟D :PLC控制器50根據(jù)傳送來的含固液體的高度值、儲液罐10和儲液罐10內(nèi)含固液體的總重量值以及儲液罐10的容積、重量參數(shù)計算出此時儲液罐10內(nèi)含固液體的密度。例如，根據(jù)儲液罐10的重量和傳送來的總重量值計算出此時儲液罐10內(nèi)含固液體的重量，然后，將傳送來的含固液體的高度值換算成實際液位高度值(比如，以盛載裝置為正方體情況進行換算)，然后，按照公式質(zhì)量=密度X體積，根據(jù)換算過來的實際液位高度值計算出此時儲液罐內(nèi)含固液體的實際密度。隨著罐內(nèi)含固液體的密度的增加，若按照上述步驟測量出的儲液罐10內(nèi)的含固液體的密度達到工業(yè)要求時，PLC控制器50發(fā)出啟動輸送泵60命令，符合密度要求的含固液體從輸出口 16輸入輸送泵60的輸入口 61，經(jīng)由輸送泵60的輸出口 62進入下步工序的處理。當液位傳感器20檢測到儲液罐10內(nèi)的含固液體下降到設定高度時，液位傳感器20 向PLC控制器50傳送檢測到位信號，PLC控制器50命令輸送泵60停止運轉(zhuǎn)，含固液體停止向外輸送，PLC控制器50控制進行下一次的測量過程。在輸送泵60向外輸送符合密度要求的含固液體的過程中，含固液體可以按照原來的流速繼續(xù)向儲液罐10內(nèi)輸送，只要將輸送泵60的輸送流量設計為大于含固液體傳送管70輸送含固液體的流量即可。另外，在輸送泵60向外輸送符合密度要求的含固液體的過程中，也可關閉含固液體傳送管70的閥門。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明含固液體密度測量裝置可通過本發(fā)明方法實現(xiàn)對含固液體密度的實時測量，本發(fā)明方法是一種稱重測量方法，簡單可靠，該測量過程可控。本發(fā)明含固液體密度測量裝置簡單、可靠、成本低、運行平穩(wěn)、測量精度高。本發(fā)明的液位傳感器使用聲納傳感器，聲納傳感器和本發(fā)明中的稱重傳感器不與被測的含固液體接觸，因此，含固液體不會結(jié)晶在聲納傳感器和稱重傳感器上，它們不會被含固液體所腐蝕，它們不會受含固液體運動的影響，確保了測量的準確性。以上所述是本發(fā)明的較佳實施例及其所運用的技術原理，對于本領域的技術人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種含固液體密度測量裝置，其特征在于它包括儲液罐、液位傳感器、稱重傳感器和PLC控制器，其中該儲液罐為封閉罐體，該儲液罐的頂部開設有一個輸送管，該輸送管的底部設有一個輸液器，在該儲液罐內(nèi)的上部設有一個溢流堰，該溢流堰為具有中心貫通孔的環(huán)形槽結(jié)構(gòu)， 在該儲液罐上設有一個清液外排口，該清液外排口與該溢流堰的環(huán)形槽腔體相貫通，在該儲液罐的底部開設有一個輸出口，在該儲液罐的頂部設有一個液位傳感器，該液位傳感器的感測端位于該儲液罐內(nèi)，在該儲液罐外部的兩側(cè)各設有一個支耳，每一個支耳的下面設有一個稱重傳感器，該稱重傳感器位于支架上，該液位傳感器的信號輸入輸出端、該稱重傳感器的信號輸入輸出端分別與該PLC控制器上與其相應的信號輸入輸出端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的含固液體密度測量裝置，其特征在于所述儲液罐的輸出口與一個輸送泵的輸入口連接，該輸送泵的輸出口用于將符合密度要求的含固液體外排，該輸送泵的信號輸入輸出端與所述PLC控制器上與其相應的信號輸入輸出端連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的含固液體密度測量裝置，其特征在于所述液位傳感器為聲納傳感器。
4.根據(jù)權利要求1所述的含固液體密度測量裝置，其特征在于所述輸液器由連接部件和反射帽組成，該反射帽經(jīng)由該連接部件與所述輸送管的底部連接，該反射帽為傘形結(jié)構(gòu)，該反射帽的頂面與該連接部件之間設有流出口，該反射帽用于使從所述輸送管流下的含固液體經(jīng)由該流出口沿其頂面斜向流入所述儲液罐內(nèi)的含固液體中，以使從所述輸送管流下的含固液體不會影響所述儲液罐內(nèi)的含固液體的固液分離。
5.根據(jù)權利要求1所述的含固液體密度測量裝置，其特征在于所述儲液罐的上半部分為圓柱體且下半部分為圓錐體。
6.一種含固液體密度測量方法，該含固液體密度測量方法基于權利要求1所述的含固液體密度測量裝置實現(xiàn)，其特征在于它包括步驟步驟A =PLC控制器初始化，儲液罐的容積、重量參數(shù)輸入PLC控制器；步驟B:開啟含固液體傳送管閥門，使待測密度的含固液體從該含固液體傳送管流出并經(jīng)由儲液罐的輸送管、輸液器流入儲液罐內(nèi)；步驟C 液位傳感器測量儲液罐內(nèi)含固液體的高度，并將測得的高度值傳送給PLC控制器，稱重傳感器測量儲液罐和儲液罐內(nèi)含固液體的總重量，并將測得的總重量值傳送給PLC 控制器；步驟D =PLC控制器根據(jù)傳送來的含固液體的高度值、儲液罐和儲液罐內(nèi)含固液體的總重量值以及儲液罐的容積、重量參數(shù)計算出此時儲液罐內(nèi)含固液體的密度。
7.根據(jù)權利要求6所述的含固液體密度測量方法，其特征在于在所述步驟B中，流入所述儲液罐內(nèi)的含固液體中的固體顆粒物下沉，清液上升，當該清液上升到溢流堰時，該清液從該溢流堰的中心貫通孔流入環(huán)形槽內(nèi)，從而從清液外排口流出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含固液體密度測量裝置及方法，該裝置包括儲液罐，儲液罐頂部開設有輸送管，輸送管底部設有輸液器，儲液罐內(nèi)的上部設有溢流堰，儲液罐上設有清液外排口，儲液罐底部開設有輸出口，儲液罐頂部設有液位傳感器，儲液罐外部兩側(cè)各設有一個支耳，每一個支耳下面設有稱重傳感器。該方法包括初始化；待測密度的含固液體流入儲液罐內(nèi)；液位傳感器測量儲液罐內(nèi)含固液體的高度，稱重傳感器測量儲液罐和儲液罐內(nèi)含固液體的總重量；PLC控制器根據(jù)傳送來的高度值、總重量值以及儲液罐的容積、重量計算出此時儲液罐內(nèi)含固液體的密度。本發(fā)明裝置可通過本發(fā)明方法實現(xiàn)對含固液體密度的實時測量，測量精度高。
文檔編號G01F23/296GK102207440SQ201010137118
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權日2010年3月31日
發(fā)明者呂健, 張鵬, 趙猛, 馬瑞彬 申請人:北京西山新干線環(huán)保設備有限公司