一種lng蒸發(fā)速率的測(cè)量系統(tǒng)及計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于測(cè)量控制技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種LNG蒸發(fā)速率的測(cè)量系統(tǒng)，本發(fā)明 還涉及利用該測(cè)量系統(tǒng)的LNG蒸發(fā)速率計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前LNG蒸發(fā)速率的測(cè)量，主要是通過(guò)稱重傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是快速測(cè)得質(zhì)量的變 化速率，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)計(jì)算。缺點(diǎn)是稱重傳感器的稱量受到外界因素干擾大，在稱 重過(guò)程中，由于LNG冷凝空氣中水汽致結(jié)冰附著在稱量系統(tǒng)，使得稱量的重量誤差變大，而 且LNG的低溫特性會(huì)使稱重傳感器的精度變差。同時(shí)不便于實(shí)際工程應(yīng)用，比如較大的LNG 泄漏收集池難以用稱重傳感器布置測(cè)量，即使可以，但耗資巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種LNG蒸發(fā)速率的測(cè)量系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量誤差 大，容易受外界環(huán)境因素干擾的問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行的蒸發(fā)速率計(jì)算方法。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種LNG蒸發(fā)速率的測(cè)量系統(tǒng)，包括低溫?zé)嶙鑲鞲?器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、低壓供電模塊和PC 機(jī)，低溫?zé)嶙鑲鞲衅饕来芜B接有數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和PC機(jī)，低壓供電模塊分別 與數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0006] 低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳛槎鄠€(gè)呈環(huán)形向上等距密集布置在柱形容器中，相鄰兩個(gè)低溫?zé)?阻傳感器的探頭軸心垂直間距小于lcm。
[0007] 本發(fā)明的另一種技術(shù)方案，一種LNG蒸發(fā)速率的計(jì)算方法，按照以下步驟實(shí)施： 步驟一，在容器上連接安裝好測(cè)試系統(tǒng)， 步驟二，在柱狀容器內(nèi)倒入LNG， 步驟三，打開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，獲取溫度數(shù)據(jù)， 步驟四，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)圖表找出每個(gè)傳感器之間溫度發(fā)生變化的時(shí)間差，求出這段時(shí) 間的平均蒸發(fā)速率， 步驟五，繪制圖表，直觀反映 LNG蒸發(fā)速率。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是，密集的傳感器布置可以很快的測(cè)得隨著時(shí)間而變化的低溫 液位，再通過(guò)液位求得短時(shí)間段內(nèi)LNG蒸發(fā)的質(zhì)量，算出某一時(shí)間段的平均蒸發(fā)速率。密集 的熱電阻布置可以有效的求出各段時(shí)間內(nèi)的LNG蒸發(fā)量和平均蒸發(fā)速率，再通過(guò)點(diǎn)線圖的 繪制，直觀地表示LNG蒸發(fā)速率的變化。本發(fā)明不受外界環(huán)境因素的干擾，在LNG泄漏消防 的工程應(yīng)用中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是本發(fā)明一種LNG蒸發(fā)速率的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖2是本發(fā)明中各個(gè)低溫?zé)嶙鑲鞲衅鞯臅r(shí)間溫度變化圖。
[0010]圖中，1.低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?.數(shù)據(jù)采集模塊，3.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊，4.低壓供電模塊， 5. PC機(jī)，6.柱形容器。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0012] 本發(fā)明一種LNG蒸發(fā)速率的測(cè)量系統(tǒng)，如圖1所示，包括低溫?zé)嶙鑲鞲衅?和數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊2、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊3、低壓供電模塊4和PC機(jī)5， 低溫?zé)嶙鑲鞲衅?依次連接有數(shù)據(jù)采集模塊2、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊3和PC機(jī)5,低壓供電模塊4 分別與數(shù)據(jù)采集模塊2和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊3連接。
[0013] 低溫?zé)嶙鑲鞲衅?為多個(gè)呈環(huán)形向上等距密集布置在柱形容器6中，相鄰兩個(gè)低 溫?zé)嶙鑲鞲衅?的探頭軸心垂直間距小于lcm。。
[0014] 本發(fā)明的另一種技術(shù)方案，一種LNG蒸發(fā)速率的計(jì)算方法，按照以下步驟實(shí)施： 步驟一，在容器上連接安裝好測(cè)試系統(tǒng)， 將低溫?zé)嶙鑲鞲衅?環(huán)形向上等距密集布置在柱狀容器6內(nèi)，為了測(cè)得更為精準(zhǔn)的蒸 發(fā)速率，這里每?jī)蓚€(gè)相鄰傳感器探頭軸心垂直間距h小于lcm，且h值越小，測(cè)得的蒸發(fā)速率 越準(zhǔn)確，柱狀容器6內(nèi)為L(zhǎng)NG泄漏收集池；將低溫?zé)嶙鑲鞲衅?編號(hào)，從最下方至最上方分 別為TC1，TC2，……，TC n，各個(gè)傳感器之間的間隔選取h cm ;將低溫?zé)嶙鑲鞲衅?由耐低 溫引線引出連接到數(shù)據(jù)采集模塊2的信號(hào)輸入端口，數(shù)據(jù)采集模塊2的信號(hào)輸出端口連接 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊3的信號(hào)輸入端口，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊3的信號(hào)輸出端口連接PC機(jī)5, PC機(jī)5進(jìn) 行溫度數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與記錄；給數(shù)據(jù)采集模塊2和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊3都分別連接低壓供電模塊 4,低壓供電模，4接入正常的220V電壓，經(jīng)模塊轉(zhuǎn)換后輸出20V的低伏電壓； 步驟二，在柱狀容器6內(nèi)倒入LNG， 步驟三，打開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，獲取溫度數(shù)據(jù)， 低溫?zé)嶙鑲鞲衅?的電阻值隨著周圍環(huán)境溫度的變化而變化，即阻值與環(huán)境溫度之間 有一定的線性關(guān)系；當(dāng)浸沒(méi)在柱狀容器6內(nèi)部的最上方的某個(gè)低溫?zé)嶙鑲鞲衅鱐C X隨著低 溫液體的蒸發(fā)而露出液面時(shí)，其在PC機(jī)5上顯示的測(cè)量溫度會(huì)隨之升高，這樣便可監(jiān)測(cè)到 液位的變化，此時(shí)記時(shí)間h，隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，傳感器TC x-1露出液面，其在PC機(jī)5上顯示 的測(cè)量溫度會(huì)隨之升高，記此時(shí)的時(shí)間為t2，依次類推，接下來(lái)的每個(gè)傳感器溫度開始變 化時(shí)對(duì)應(yīng)著的時(shí)間記為t 2，t3，……，tx; 步驟四，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)圖表找出每個(gè)傳感器之間溫度發(fā)生變化的時(shí)間差，求出這段時(shí) 間的平均蒸發(fā)速率， 密集等距的低溫?zé)嶙鑲鞲衅?的布置可以更精確的獲取到短時(shí)間內(nèi)的液位 的變化，即可獲得短時(shí)間段內(nèi)的液體蒸發(fā)量；由于每?jī)蓚€(gè)相鄰的傳感器探頭之 間的距離都是相等的，所以這兩相鄰傳感器之間的LNG液體蒸發(fā)量都為相等的
其中r是容器底部半徑，單位cm，於為液氮密度，單位;隨著蒸發(fā) 時(shí)間的變化，傳感器逐一露出液面，根據(jù)相鄰傳感器之間露出液面的時(shí)間差，求得各個(gè)時(shí)間 段的LNG平均蒸發(fā)速率，如傳感器TC X與TC x-1之間的蒸發(fā)速率為
以此類推，TC X-I與TC X-2, TC X-2與TC X-3，……，TC2與TCl之間蒸發(fā)速率分別為
缶置的傳感器越密 集，獲取的蒸發(fā)速率越精確；當(dāng)蒸發(fā)過(guò)程結(jié)束后，根據(jù)各傳感器溫度開始升高時(shí)的時(shí)間點(diǎn)， 算出相應(yīng)的蒸發(fā)速率，如圖2所示； 步驟五，繪制圖表，直觀反映 LNG蒸發(fā)速率， 將各時(shí)間段的平均蒸發(fā)速率繪制成點(diǎn)線圖直觀反映蒸發(fā)速率的變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種LNG蒸發(fā)速率的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?)和數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊（2 )、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊（3 )、低壓供電模塊（4 )和PC 機(jī)（5)，所述低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?)依次連接有數(shù)據(jù)采集模塊（2)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊（3)和PC機(jī) (5 )，所述低壓供電模塊（4 )分別與數(shù)據(jù)采集模塊（2 )和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊（3 )連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LNG蒸發(fā)速率的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫?zé)嶙鑲?感器（1)為多個(gè)呈環(huán)形向上等距密集布置在柱形容器（6)中，相鄰兩個(gè)低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?) 的探頭軸心垂直間距小于lcm。3. -種LNG蒸發(fā)速率的計(jì)算方法，其特征在于，按照以下步驟實(shí)施： 步驟一，在容器上連接安裝好測(cè)試系統(tǒng)， 步驟二，在柱狀容器（6)內(nèi)倒入LNG， 步驟三，打開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，獲取溫度數(shù)據(jù)， 步驟四，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)圖表找出每個(gè)傳感器之間溫度發(fā)生變化的時(shí)間差，求出這段時(shí) 間的平均蒸發(fā)速率， 步驟五，繪制圖表，直觀反映LNG蒸發(fā)速率。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種LNG蒸發(fā)速率的計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟一具體 包括： 將低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?)環(huán)形向上等距密集布置在柱狀容器（6)內(nèi)，為了測(cè)得更為精準(zhǔn) 的蒸發(fā)速率，這里每?jī)蓚€(gè)相鄰的低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?)探頭軸心垂直間距h小于lcm，且h值 越小，測(cè)得的蒸發(fā)速率越準(zhǔn)確，柱狀容器（6)為L(zhǎng)NG泄漏收集池；將低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?)編 號(hào)，從最下方至最上方分別為TC1，TC2，……，TCn，各個(gè)傳感器之間的間隔選取hcm;將 低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?)由耐低溫引線引出連接到數(shù)據(jù)采集模塊（2)的信號(hào)輸入端口，數(shù)據(jù)采 集模塊（2 )的信號(hào)輸出端口連接數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊（3 )的信號(hào)輸入端口，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊（3 )的信 號(hào)輸出端口連接PC機(jī)（5)，PC機(jī)（5)進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與記錄；給數(shù)據(jù)采集模塊（2)和 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊（6)都分別連接低壓供電模塊（4)，低壓供電模塊（4)接入正常的220V電壓， 經(jīng)模塊轉(zhuǎn)換后輸出20V的低伏電壓。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種LNG蒸發(fā)速率的計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟三具體 包括： 低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?)的電阻值隨著周圍環(huán)境溫度的變化而變化，即阻值與環(huán)境溫度之 間有一定的線性關(guān)系；當(dāng)浸沒(méi)在柱狀容器（6)內(nèi)部的最上方的某個(gè)低溫?zé)嶙鑲鞲衅鱐CX隨 著低溫液體的蒸發(fā)而露出液面時(shí)，其在PC機(jī)（5)上顯示的測(cè)量溫度會(huì)隨之升高，這樣便可 監(jiān)測(cè)到液位的變化，此時(shí)記時(shí)間h，隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，傳感器TCx-1露出液面，其在PC機(jī) (5)上顯示的測(cè)量溫度會(huì)隨之升高，記此時(shí)的時(shí)間為t2，依次類推，接下來(lái)的每個(gè)傳感器溫 度開始變化時(shí)對(duì)應(yīng)著的時(shí)間記為t2，t3，……，tx。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種LNG蒸發(fā)速率的計(jì)算方法，其特征在于，所述步驟四具體 包括： 密集等距的低溫?zé)嶙鑲鞲衅鳎?)的布置可以更精確的獲取到短時(shí)間內(nèi)的液 位的變化，即可獲得短時(shí)間段內(nèi)的液體蒸發(fā)量；由于每?jī)蓚€(gè)相鄰的傳感器探頭之 間的距離都是相等的，所以這兩相鄰傳感器之間的LNG液體蒸發(fā)量都為相等的 建^寺Kg，其中r是容器底部半徑，單位cm，奪為液氮密度，單位@|#;隨著蒸發(fā) 時(shí)間的變化，傳感器逐一露出液面，根據(jù)相鄰傳感器之間露出液面的時(shí)間差，求得各個(gè)時(shí)間 段的LNG平均蒸發(fā)速率，如傳感器TCX與TCx-1之間的蒸發(fā)速率為，以 此類推，TCx-1與TCx-2,TCx-2與TCx-3，……，TC2與TC1之間蒸發(fā)速率分別為(6:;布置的傳感器越密 集，獲取的蒸發(fā)速率越精確；當(dāng)蒸發(fā)過(guò)程結(jié)束后，根據(jù)各傳感器溫度開始升高時(shí)的時(shí)間點(diǎn)， 算出相應(yīng)的蒸發(fā)速率。
【專利摘要】本發(fā)明一種LNG蒸發(fā)速率的測(cè)量系統(tǒng)及計(jì)算方法，包括低溫?zé)嶙鑲鞲衅骱蛿?shù)據(jù)采集系統(tǒng)；在容器上連接安裝好測(cè)試系統(tǒng)；在柱狀容器內(nèi)倒入LNG；打開數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，獲取溫度數(shù)據(jù)；根據(jù)溫度數(shù)據(jù)圖表找出每個(gè)傳感器之間溫度發(fā)生變化的時(shí)間差，求出這段時(shí)間的平均蒸發(fā)速率；步驟五，繪制圖表，直觀反映LNG蒸發(fā)速率。本發(fā)明可以很快的測(cè)得隨著時(shí)間而變化的低溫液位，再通過(guò)液位求得短時(shí)間段內(nèi)LNG蒸發(fā)的質(zhì)量，算出某一時(shí)間段的平均蒸發(fā)速率。密集的熱電阻布置可以有效的求出各段時(shí)間內(nèi)的LNG蒸發(fā)量和平均蒸發(fā)速率，再通過(guò)點(diǎn)線圖的繪制，直觀地表示LNG蒸發(fā)速率的變化。
【IPC分類】G01N25/20
【公開號(hào)】CN105259209
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510844009
【發(fā)明人】潘旭海, 華敏, 葉從亮, 賀寶龍, 楊倩, 蔣軍成
【申請(qǐng)人】南京工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日