一种液体气化的监测预警方法及系统

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种液体气化的监测预警方法及系统。

背景技术

目前，液体贮存温控方案存在一些问题，特别是在贮存容器中低温深冷液体的液位测量方面。由于贮存容器内液体的极低温度和高压状态，如果温控不当，可能会导致严重的安全事故。此外，差压液位计作为一种常见的液位测量方法，在贮存液体流入的情况下，会影响对贮存容器中液位高度的监测准确度。这一问题不仅会影响生产流程和工作效率，还可能引发安全隐患。

综上所述，现有技术中存在贮存容器中液体贮存温控不当且差压液位计进行液位测量时存在贮存液体流入，导致对于贮存容器中液位高度监测准确度不高的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种液体气化的监测预警方法及系统，用于针对解决现有技术中存在贮存容器中液体贮存温控不当且差压液位计进行液位测量时存在贮存液体流入，导致对于贮存容器中液位高度监测准确度不高的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了一种液体气化的监测预警方法及系统。

本申请的第一个方面，提供了一种液体气化的监测预警方法，所述方法包括：交互贮存液体的液体基础信息，其中，所述液体基础信息包括液体属性信息、使用信息；通过差压式液位计进行所述贮存液体的液位测量，基于所述液体基础信息输出标定液位测量结果；交互所述贮存液体的贮存容器，其中，所述贮存容器包括N级温度调控传感器；基于所述标定液位测量结果对所述N级温度调控传感器进行初始化配置；控制加热传感器对所述差压式液位计的液位管道进行加热控制，并生成气化预警信息；通过所述气化预警信息分级控制完成初始化配置的所述N级温度调控传感器的液化调控。

本申请的第二个方面，提供了一种液体气化的监测预警系统，所述系统包括：基础信息交互模块，用于交互贮存液体的液体基础信息，其中，所述液体基础信息包括液体属性信息、使用信息；液位测量执行模块，用于通过差压式液位计进行所述贮存液体的液位测量，基于所述液体基础信息输出标定液位测量结果；贮存容器交互模块，用于交互所述贮存液体的贮存容器，其中，所述贮存容器包括N级温度调控传感器；初始化配置执行模块，用于基于所述标定液位测量结果对所述N级温度调控传感器进行初始化配置；加热控制执行模块，用于控制加热传感器对所述差压式液位计的液位管道进行加热控制，并生成气化预警信息；液化控制执行模块，用于通过所述气化预警信息分级控制完成初始化配置的所述N级温度调控传感器的液化调控。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的方法通过交互贮存液体的液体基础信息，其中，所述液体基础信息包括液体属性信息、使用信息，本实施例获取所述液体基础信息，为后续进行储存液体汽化监测方法生成提供基础参考；通过差压式液位计进行所述贮存液体的液位测量，基于所述液体基础信息输出标定液位测量结果；交互所述贮存液体的贮存容器，其中，所述贮存容器包括N级温度调控传感器，为后续进行温度调控传感器选取调用提供参考；基于所述标定液位测量结果对所述N级温度调控传感器进行初始化配置，为后续测定获得准确的贮存液体液位高度及进行贮存液体汽化状况分析提供重要环境条件约束；控制加热传感器对所述差压式液位计的液位管道进行加热控制，并生成气化预警信息；通过所述气化预警信息分级控制完成初始化配置的所述N级温度调控传感器的液化调控。达到了排除贮存液体汽化逃逸及贮存液体流入差压液位计对于贮存液体液位高度测量的偏差干扰，提高贮存液体液位高度检测准确性及节约贮存液体的技术效果。

附图说明

图1为本申请提供的一种液体气化的监测预警方法流程示意图；

图2为本申请提供的一种液体气化的监测预警方法中进行温度调控传感器初始化配置的流程示意图；

图3为本申请提供的一种液体气化的监测预警方法中生成确定液位测量结果的流程示意图；

图4为本申请提供的一种液体气化的监测预警系统的结构示意图。

附图标记说明：基础信息交互模块1，液位测量执行模块2，贮存容器交互模块3，初始化配置执行模块4，加热控制执行模块5，液化控制执行模块6。

具体实施方式

本申请提供了一种液体气化的监测预警方法及系统，用于针对解决现有技术中存在贮存容器中液体贮存温控不当且差压液位计进行液位测量时存在贮存液体流入，导致对于贮存容器中液位高度监测准确度不高的技术问题。达到了排除贮存液体汽化逃逸及贮存液体流入差压液位计对于贮存液体液位高度测量的偏差干扰，提高贮存液体液位高度检测准确性及节约贮存液体的技术效果。

本发明技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合相关规定。

下面，将参考附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

实施例一

如图1所示，本申请提供了一种液体气化的监测预警方法，所述方法包括：

S100:交互贮存液体的液体基础信息，其中，所述液体基础信息包括液体属性信息、使用信息；

具体而言，在本实施例中，所述贮存液体为诸如液化天然气、液氮的低温深冷液体。贮存容器优选为双层夹套真空绝热贮槽，所述贮存容器创造低温贮存环境进行所述贮存液体的储存。

所述液体属性信息为贮存液体包括但不限于液体密度、液体沸点-凝固点、液体流动性的物理属性；所述液体使用信息为贮存液体使用量相关数据和信息，例如贮存液体的使用用途、种类信息。

交互贮存容器的历史贮存记录，获得所述贮存液体的液体属性信息、使用信息，并将其作为所述液体基础信息，本实施例获取所述液体基础信息，为后续进行储存液体汽化监测方法生成提供基础参考。

S200:通过差压式液位计进行所述贮存液体的液位测量，基于所述液体基础信息输出标定液位测量结果；

具体而言，在本实施例中，所述差压式液位计进行所述贮存液体的液位测量的工作原理为差压式液位计基于与高压感应腔连接的气相导压管道采集贮存容器顶部气相的压力信号，基于与低压感应腔连接的液相导压管道采集贮存容器底部最低液位点液体的压力信号，通过差压式液位计的高压感应腔和低压感应腔测量出压力差值作为贮存容器内低温液体的液柱静压力。

基于液位高度＝液柱静压力/(液体密度×重力加速度)，从所述液体基础信息调用所述贮存液体的液体密度，从而计算输出标定液位测量结果，所述标定液位测量结果为当前实时测得的贮存容器中贮存液体的液位高度。

S300:交互所述贮存液体的贮存容器，其中，所述贮存容器包括N级温度调控传感器；

具体而言，在本实施例中，沿贮存液体的液平面将所述储存容器横向划分为N个层级区域，对每个层级区域内布设一个温度调控传感器，共计布设所述N级温度调控传感器。每个层级区域布设的温度调控传感器都可以实现使得对应层级区域的贮存液体温度维持在-150℃。

交互所述贮存液体的贮存容器以获得贮存容器中进行内部温度调节的N级温度调控传感器，每级温度调控传感器对应调控的宽容位置区间，所述宽容位置区间为温度调控传感器可有效进行温度调控的液位高度范围。

例如贮存容器可贮存液位极值为90cm，N＝5，1级温度调控传感器的宽容位置区间为[0，20)，即1级温度调控传感器可有效对0～20cm液位高度范围内的贮存液体进行温度调控；2级温度调控传感器的宽容位置区间为[20，40)，即2级温度调控传感器可有效对20～40cm液位高度范围内的贮存液体进行温度调控。

本实施例通过交互获得N级温度调控传感器，为后续进行温度调控传感器选取调用提供参考。

S400:基于所述标定液位测量结果对所述N级温度调控传感器进行初始化配置；

在一个实施例中，如图2所示，本申请提供的方法步骤还包括：

S410:根据所述N级温度调控传感器的位置配置宽容位置区间；

S420:判断所述标定液位测量结果是否在所述宽容位置区间内；

S430:若所述标定液位测量结果在所述宽容位置区间内，则将所述宽容位置区间的下一级温度调控传感器作为截止传感器；

S440:对截止传感器及截止传感器前的全部温度调控传感器进行初始化配置。

在一个实施例中，本申请提供的方法步骤还包括：

S431:若所述标定液位测量结果不在所述宽容位置区间内，则将下一宽容位置区间对应的温度调控传感器作为截止传感器；

S432:对截止传感器及截止传感器前的全部温度调控传感器进行初始化配置。

具体而言，应理解的，所述贮存液体为低温深冷液体，因而贮存容器的温度对于贮存液体在所述贮存容器中液体液位的准确测量，是至关重要的。

因而本实施例参考所述标定液位测量结果从所述N级温度调控传感器中选取部分温度调控传感器进行初始化配置，以实现是贮存容器中所贮存液体温度均匀且满足贮存温度要求。

具体的，根据所述N级温度调控传感器在所述贮存容器中的布设位置，配置所述宽容位置区间，获得对应于N级温度调控传感器的N个具有相邻衔接关系的宽容位置区间，温度调控传感器等级越高其对应的宽容位置区间液位高度越高。

判断所述标定液位测量结果是否在最高一级温度调控传感器的所述宽容位置区间内，若所述标定液位测量结果在所述宽容位置区间内，则将所述宽容位置区间的下一级温度调控传感器作为截止传感器；对截止传感器及截止传感器前的全部温度调控传感器进行初始化配置。

所述初始化配置为激活温度调控传感器，在进行液位测量时正式启动运行温度调控传感器调节贮存容器内局部温度，以使贮存液体温度值被初始化为小于等于-150℃。

反之，判断所述标定液位测量结果是否在最高一级温度调控传感器的所述宽容位置区间内，若所述标定液位测量结果不在所述宽容位置区间内，则判断所述标定液位测量结果是否在次高一级温度调控传感器的所述宽容位置区间内，从高到低逐级遍历所述N级温度调控传感器，直至获得所述标定液位测量结果对应液位高度归属的所述宽容位置区间后，获得该宽容位置区间对应的温度调控传感器。

将该宽容位置区间的下一宽容位置区间对应的温度调控传感器作为截止传感器，对截止传感器及截止传感器前的全部温度调控传感器进行初始化配置。

本实施例通过参考前期获得的标定液位测量结果进行贮存容器中布设的N级温度调控传感器的选取调用及温度初始化控制，实现了确保所述贮存容器中所贮存液体整体处于温度小于等于-150℃的状态，从而将贮存容器内的液位高度调整为标准贮存条件下贮存液体的液位高度，提高液位高度的准确度，间接实现了为后续测定获得准确的贮存液体液位高度及进行贮存液体汽化状况分析提供重要环境条件约束的技术效果。

S500:控制加热传感器对所述差压式液位计的液位管道进行加热控制，并生成气化预警信息；

在一个实施例中，本申请提供的方法步骤还包括：

S510:交互所述差压式液位计的历史启用信息；

S520:根据所述历史启用信息配置启用时长；

S530:提取所述差压式液位计的液位管道的液位量数据，并基于所述液位量数据生成单位时长储液量，其中，所述单位时长储液量具有贮存液体的液面映射标识；

S540:根据所述启用时长、所述单位时长储液量和所述标定液位测量结果生成预测储液量；

S550:根据所述预测储液量生成所述气化预警信息。

在一个实施例中，本申请提供的方法步骤还包括：

S551:根据所述预测储液量配置所述加热传感器的加热控制参数；

S552:通过所述加热控制参数控制所述加热传感器对所述差压式液位计的液位管道加热；

S553:基于所述加热控制参数和所述液体基础信息进行气化拟合，输出单位时长气化量和气化温度；

S554:通过所述单位时长气化量和所述预测储液量匹配气化时长；

S555:根据所述单位时长气化量、所述气化温度、所述气化时长生成所述气化预警信息。

具体而言，应理解的，在本实施例中，差压式液位计基于与低压感应腔连接的液相导压管道采集贮存容器底部最低液位点液体的压力信号时，存在液相导压管道内进入贮存液体，导致压力信号不准确，进而导致计算获得的所述标定液位测量结果偏离贮存液体实际液位高度。

因而本实施例在差压式液位计的液相导压管道包裹优选为电加热棒的所述加热传感器，基于控制所述加热传感器加热进入液相导压管道中的贮存液体并使之完全气化返回贮存容器中液化，从而保证采集贮存容器底部最低液位点液体的压力信号准确且贮存容器中贮存液体未逃逸，提高最终获得的贮存液体液位高度的准确性。

具体的加热传感器控制方法如下：

本实施例中，所述液位管道既就是与所述差压式液位计的低压感应腔连接的液相导压管道。交互所述差压式液位计的使用日志，获得表征历史使用差压式液位计连接贮存容器的使用时间信息及贮存液体进入差压式液位计进入量的历史启用信息，根据所述历史启用信息提取获得历史多次差压式液位计与贮存容器连接时间的多个启用时长以及多个启用时长下进入差压式液位计的液位管道中的多个贮存液体体积。

根据多个启用时长和多个贮存液体体积信息计算获得多个单位时长储液量。获得多个启用时长对应的多次差压液位计测得的贮存容器中贮存液体的页面高度，作为所述液面映射标识进行所述多个单位时长储液量的标识标记，从而获得多组启用时长-单位时长储液量-液面映射标识。

获得当前所述贮存容器与所述差压液位计的连接时长，作为实时启用时长，将所述实时启用时长和所述标定液位测量结果作为数据检索约束，遍历比对所述多组启用时长-单位时长储液量-液面映射标识，获得启用时长和液面映射标识与所述实时启用时长和所述标定液位测量结果相一致的目标数据，基于目标数据提取获得该组数据的单位时长储液量。

基于该单位时长储液量与所述实时启用时长进行乘法运算，获得所述预测储液量，所述预测储液量为当前所述差压液位计的液位管道中可能进入的贮存液体的体积量。

在本实施例中，所述加热控制参数为加热传感器的加热温度数据，所述加热控制参数可基于加热传感器可接受的电流电压阈值及可产生的加热温度值配置。

在根据所述预测储液量配置所述加热传感器的加热控制参数后，通过所述加热控制参数控制所述加热传感器对所述差压式液位计的液位管道加热，以实现将进入液位管道的贮存液体汽化。

所述液体基础信息还包括贮存液体在不同温度下的气化速度和汽化后气体的温度值，因而基于所述加热控制参数遍历比对所述液体基础信息完成所述气化拟合，获得在所述加热控制温度下，所述单位时长气化量ml/min和表征汽化后气体温度值的所述气化温度。

通过所述单位时长气化量和所述预测储液量计算获得完全气化所述液位管道中的贮存液体所需要的气化时长。

应理解的，在贮存液体汽化返回所述贮存容器过程中，所述气化温度为变相的压差传感器对于所述贮存容器的加热温度，所述气化时长为变相的压差传感器对于所述贮存容器的加热时长，贮存液体汽化返回所述贮存容器过程如若不采用N级温度调控传感器进行干预进行贮存容器温度调节，则导致气化进入贮存空间的气体无法液化，影响测得贮存液体液位准确性。

因而本实施例在获得所述单位时长气化量、所述气化温度、所述气化时长的基础上，进一步进行所述贮存容器的N级温度调控传感器的温度控制参数优化调整，以确保气化进入贮存空间的气体液化。

具体的，基于N级温度调控传感器的N个测温传感器读取所述贮存容器在N个宽容位置区间的N个容器温度。交互获得所述贮存液体的液体标定温度，所述液体标定温度为所述贮存液体的气化临界温度值，例如前述的-150℃。

N级温度调控传感器布设于贮存容器内部，通过改变贮存容器N个宽容位置区间的N个容器温度，以调整贮存容器温度，进而基于热传导将贮存容器温度传递至贮存液体，使贮存液体的温度小于等于所述液体标定温度。

由于热传导过程的热损失，所述容器温度和所述液体标定温度存在偏差，因而本实施例基于所述容器温度和所述液体标定温度生成初始关联系数，例如所述容器温度为165℃，所述液体标定温度为155℃，则所述初始关联系数为0.94。

在本实施例中，多级温度控制模型，所述多级温度控制模型由升温分析层和降温计算层构成。

基于BP(方向传播)神经网络构建所述升温分析层，升温分析层的模型构建方法为采集获得所述贮存液体的多组样本单位时长气化量-样本气化温度-样本气化时长-样本液位高度-样本升温值。其中样本液位高度对应于本实施例中的标定液位测量结果，所述样本升温值为样本气体基于样本气化温度-样本气化时长，进行贮存容器加热导致贮存容器内贮存液体整体的温度上升值。

所述升温分析层的输入数据为单位时长气化量、气化温度、气化时长、液位高度，输出结果为贮存液体升温值。将获得的多组样本数据标识划分为训练集、测试集和验证集，基于训练集和测试集进行所述升温分析层的模型训练和测试，基于验证集进行输出结果准确度的验证，当模型输出结果准确度高于97％时，停止模型训练。

将本实施例的所述单位时长气化量、所述气化温度、所述气化时长和所述标定液位测量结果输入所述升温分析层，获得贮存液体升温值，即就是位于液位管道被气化的液相回流贮存容器后放热转化为液相，造成贮存容器中贮存液体整体的温度升高值。

基于所述初始化关联系数进行所述多级温度控制模型中所述降温计算层的初始化，从而实现将所述升温分析层输出的温度升高值输入所述降温计算层后，在所述降温计算层中，将温度升高值除以所述初始关联系数，获得实际贮存容器需要降低的温度值，将该温度值作为所述多级气化控制参数输出。

在基于多级气化控制参数进行截止传感器及截止传感器前的全部温度调控传感器进行温度调控前，参考步骤S400细化获得的截止传感器及截止传感器前的全部温度调控传感器，在N级温度调控传感器中调用部分层级温度控制传感器，基于所述初始关联系数以及液体标定温度计算获得部分层级温度控制传感器的控制温度，基于该控制温度进行部分层级温度控制传感器的输出温度控制，以使在液位管道的气体进入贮存容器前，贮存容器中贮存液体的温度低于气化温度。

然后，基于多级气化控制参数进行部分层级温度控制传感器的输出温度调整，以实现气体进入贮存容器后，液化散热不导致贮存容器温度上升至导致贮存容器中压强增大影响贮存容器中液相稳定性。同时，将所述多级气化控制参数添加至所述气化预警信息。

本实施例实现了保障进入差压液位计中的贮存液体回流贮存容器带回的热量不影响贮存容器中的液相稳定性的技术效果。

S600:通过所述气化预警信息分级控制完成初始化配置的所述N级温度调控传感器的液化调控。

在一个实施例中，如图3所示，本申请提供的方法步骤还包括：

S610:当所述液化调控完成后，生成测量控制指令；

S620:通过所述测量控制指令控制所述差压式液位计重新进行所述贮存液体的液位测量；

S630:生成确定液位测量结果，通过所述确定液位测量结果进行所述液体基础信息更新。

具体而言，在本实施例中，通过所述气化预警信息调用所述多级气化控制参数，基于所述多级气化控制参数的控制温度值进行完成初始化配置的所述N级温度调控传感器的问题调整，以实现将气化进入贮存容器的气体被液化调控为液相状态。

在本实施例中，当所述液化调控完成后，所述差压液位计的所述液位管道五贮存液体残留，所述贮存容器中完整贮存了素数贮存液体，且贮存液体在所述贮存容器中以要求贮存温度贮存，符合进行高准确度液位测量的测量要求。

因而基于此本实施例生成测量控制指令，通过所述测量控制指令控制所述差压式液位计重新进行所述贮存液体的液位测量，生成确定液位测量结果，通过所述确定液位测量结果进行所述液体基础信息更新。

本实施例达到了排除贮存液体汽化逃逸及贮存液体流入差压液位计，导致对于贮存液体液位高度测量的偏差干扰，提高贮存液体液位高度检测准确性及节约贮存液体的技术效果。

实施例二

基于与前述实施例中一种液体气化的监测预警方法相同的发明构思，如图4所示，本申请提供了一种液体气化的监测预警系统，其中，所述系统包括：

基础信息交互模块1，用于交互贮存液体的液体基础信息，其中，所述液体基础信息包括液体属性信息、使用信息；

液位测量执行模块2，用于通过差压式液位计进行所述贮存液体的液位测量，基于所述液体基础信息输出标定液位测量结果；

贮存容器交互模块3，用于交互所述贮存液体的贮存容器，其中，所述贮存容器包括N级温度调控传感器；

初始化配置执行模块4，用于基于所述标定液位测量结果对所述N级温度调控传感器进行初始化配置；

加热控制执行模块5，用于控制加热传感器对所述差压式液位计的液位管道进行加热控制，并生成气化预警信息；

液化控制执行模块6，用于通过所述气化预警信息分级控制完成初始化配置的所述N级温度调控传感器的液化调控。

在一个实施例中，所述系统还包括：

启用信息交互单元，用于交互所述差压式液位计的历史启用信息；

启用时长配置单元，用于根据所述历史启用信息配置启用时长；

储液信息生成单元，用于提取所述差压式液位计的液位管道的液位量数据，并基于所述液位量数据生成单位时长储液量，其中，所述单位时长储液量具有贮存液体的液面映射标识；

储液预测执行单元，用于根据所述启用时长、所述单位时长储液量和所述标定液位测量结果生成预测储液量；

气化预警生成单元，用于根据所述预测储液量生成所述气化预警信息。

在一个实施例中，所述系统还包括：

控制参数配置单元，用于根据所述预测储液量配置所述加热传感器的加热控制参数；

管道加热执行单元，用于通过所述加热控制参数控制所述加热传感器对所述差压式液位计的液位管道加热；

气化拟合执行单元，用于基于所述加热控制参数和所述液体基础信息进行气化拟合，输出单位时长气化量和气化温度；

气化时长匹配单元，用于通过所述单位时长气化量和所述预测储液量匹配气化时长；

气化预警执行单元，用于根据所述单位时长气化量、所述气化温度、所述气化时长生成所述气化预警信息。

在一个实施例中，所述系统还包括：

温度信息交互单元，用于读取所述贮存容器的容器温度，并交互获得所述贮存液体的液体标定温度；

关联系数生成单元，用于基于所述容器温度和所述液体标定温度生成初始关联系数；

模型初始化执行单元，用于配置多级温度控制模型，通过所述初始关联系数、完成初始化配置的所述N级温度调控传感器进行所述多级温度控制模型的模型初始化；

模型输入执行单元，用于将所述液体标定温度、所述单位时长气化量、所述气化温度、所述气化时长输入初始化后的所述多级温度控制模型；

企划预警更新单元，用于输出多级气化控制参数，将所述多级气化控制参数添加至所述气化预警信息。

在一个实施例中，所述系统还包括：

控制指令生成单元，用于当所述液化调控完成后，生成测量控制指令；

液位测量执行单元，用于通过所述测量控制指令控制所述差压式液位计重新进行所述贮存液体的液位测量；

基础信息更新单元，用于生成确定液位测量结果，通过所述确定液位测量结果进行所述液体基础信息更新。

在一个实施例中，所述系统还包括：

宽容区间配置单元，用于根据所述N级温度调控传感器的位置配置宽容位置区间；

液位数据判断单元，用于判断所述标定液位测量结果是否在所述宽容位置区间内；

传感器定义单元，用于若所述标定液位测量结果在所述宽容位置区间内，则将所述宽容位置区间的下一级温度调控传感器作为截止传感器；

初始化配置单元，用于对截止传感器及截止传感器前的全部温度调控传感器进行初始化配置。

在一个实施例中，所述系统还包括：

截止传感器确定单元，用于若所述标定液位测量结果不在所述宽容位置区间内，则将下一宽容位置区间对应的温度调控传感器作为截止传感器；

初始化配置控制单元，用于对截止传感器及截止传感器前的全部温度调控传感器进行初始化配置。

综上所述的任意一项方法或者步骤可作为计算机指令或程序存储在各种不限类型的计算机存储器中，通过各种不限类型的计算机处理器识别计算机指令或程序，进而实现上述任一项方法或者步骤。

基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。