專(zhuān)利名稱(chēng)：鍋爐水位顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種鍋爐水位顯示裝置。
目前通常使用的大、中型鍋爐身長(zhǎng)高達(dá)數(shù)米，而水位計(jì)一般只能安裝在鍋爐的上部，這樣就使得觀(guān)看水位發(fā)生困難，所以有關(guān)主管部門(mén)要求使用大、中型鍋爐的單位應(yīng)該使用低地位水位計(jì)。在已有技術(shù)中，低地位水位計(jì)多采用雙波紋管差壓式指示儀表和輕液或重液液位計(jì)，二者屬機(jī)械產(chǎn)品，它們利用流體壓差和兩種液體比重不同的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)指示水位的目的。這類(lèi)水位計(jì)顯示效果差，可靠性不好，易出故障，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配套件多，安裝繁瑣。使用上述產(chǎn)品的用戶(hù)多數(shù)因故障后難以修復(fù)而棄用之。通常使用的低地位水位計(jì)還有一種是瑩光管式水位計(jì)，它的水位傳感器是電極式的，這種水位傳感器靠介質(zhì)(如水)淹沒(méi)電極而導(dǎo)電輸出水位信號(hào)，然后該水位信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)送至顯示器，經(jīng)過(guò)顯示器中電路處理后點(diǎn)亮瑩光管，這種水位計(jì)電極易結(jié)垢，可靠性差，電極安裝數(shù)目有限，測(cè)量范圍小，且傳感器與顯示器之間的連線(xiàn)為小胡子線(xiàn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便拉線(xiàn)。同時(shí)，瑩光顯示管屬于電真空器件，亮度低、壽命短。迄今為止，未見(jiàn)有較理想的低地位水位計(jì)問(wèn)世。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、顯示效果好、并且有顯示報(bào)警雙功能的低地位鍋爐水位顯示裝置。
本實(shí)用新型的解決方案如下參見(jiàn)


圖1，它具有一個(gè)水位傳感器1和一個(gè)顯示報(bào)警器2。所述的水位傳感器具有一個(gè)與鍋爐相接的水位傳感管道3，在該管道中有一個(gè)隨水位上下浮動(dòng)的磁浮子4，在傳感管道外部設(shè)有一個(gè)磁控開(kāi)關(guān)盒5，在該開(kāi)關(guān)盒內(nèi)對(duì)應(yīng)于水位傳感管道上所設(shè)定的各水位點(diǎn)處都固定安裝著一個(gè)磁控開(kāi)關(guān)6，在該磁控開(kāi)關(guān)盒中還設(shè)有一個(gè)能將各水位點(diǎn)的開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換為電壓模擬量的傳感器電路。所述的顯示報(bào)警器具有一個(gè)外殼7。參見(jiàn)圖2，外殼中設(shè)有A／D轉(zhuǎn)換器9，數(shù)據(jù)鎖存器10、4－10譯碼器11、水位信號(hào)輸出電路12、雙色發(fā)光顯示電路13和高低位報(bào)警聯(lián)鎖電路14。再參見(jiàn)
圖1，在外殼上設(shè)有發(fā)光指示窗口8，雙色發(fā)光顯示電路中的雙色發(fā)光指示燈安裝在該窗口處，并在該窗口上裝有一個(gè)起放大作用的燈罩。
本實(shí)用新型的傳感器靠磁浮子在水位傳感管道中的上下浮動(dòng)來(lái)對(duì)應(yīng)接通設(shè)在傳感管道外的磁控開(kāi)關(guān)，并由磁控開(kāi)關(guān)給出水位開(kāi)關(guān)量信號(hào)，然后通過(guò)傳感器電路將這開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓模擬量輸出。由于磁控開(kāi)關(guān)不與鍋爐中的介質(zhì)接觸，故磁控開(kāi)關(guān)不易損壞、使用壽命長(zhǎng)，同時(shí)，該傳感器的磁控開(kāi)關(guān)設(shè)置簡(jiǎn)單，安裝數(shù)目基本不受限制，測(cè)量范圍大。又由于傳感器電路將磁控開(kāi)關(guān)給出的水位開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓模擬量輸出，使傳感器的信號(hào)傳送線(xiàn)減少到三根或二根，即二根或一根電源線(xiàn)和一根信號(hào)線(xiàn)，因此用一根三芯或二芯的護(hù)套電纜就可以實(shí)現(xiàn)傳感器與顯示報(bào)警器之間的電連接，使該裝置在安裝時(shí)的布線(xiàn)非常簡(jiǎn)便。本裝置的傳感器和顯示報(bào)警器是分體式的，同時(shí)它們的連線(xiàn)又非常簡(jiǎn)單，使顯示報(bào)警器可隨意安裝在爐前或值班室或控制室，從而實(shí)現(xiàn)了低地位顯示的目的。另外，本裝置采用發(fā)光管進(jìn)行汽水雙色顯示，并使用了具有放大作用的燈罩，所以，本裝置發(fā)光顯示非常醒目和直觀(guān)，觀(guān)察距離大，觀(guān)察視角達(dá)到180°，這一顯示效果是目前同類(lèi)產(chǎn)品望塵莫及的。
下面根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。
圖1，本實(shí)用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2，本實(shí)用新型的原理方框圖。
圖3，水位傳感器的結(jié)構(gòu)圖。
圖4，傳感器電路圖之一。
圖5，傳感器電路圖之二。
圖6，傳感器電路圖之三。
圖7，A／D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)鎖存器、4－10譯碼器的電路圖。
圖8，水位信號(hào)輸出電路圖。
圖9，雙色發(fā)光顯示電路圖。
圖10，高、低位聲光報(bào)警聯(lián)鎖電路圖。
圖11，燈罩橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖之一。
圖12，燈罩橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖之二。
圖13，燈罩橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖之三。
參見(jiàn)圖3，將鍋爐板式水位計(jì)的刻度對(duì)應(yīng)在水位傳感管道3上。然后根據(jù)這一刻度在磁控開(kāi)關(guān)盒5內(nèi)固定安裝各磁控開(kāi)關(guān)6。如一般的板式水位計(jì)刻度指示范圍為0－200毫米，每個(gè)刻度間隔為10毫米，在每個(gè)刻度線(xiàn)上都需要安裝一個(gè)磁控開(kāi)關(guān)，根據(jù)這一刻度表，需要設(shè)置21個(gè)磁控開(kāi)關(guān)，也就是說(shuō)它可以傳感輸出21個(gè)水位顯示點(diǎn)。
參見(jiàn)圖4，傳感器電路是一個(gè)由電阻串15和直流電源連接構(gòu)成的電阻分壓器，該分壓器根據(jù)21個(gè)刻度線(xiàn)對(duì)應(yīng)設(shè)置21個(gè)等差分壓值，各分壓值的輸出端都通過(guò)所對(duì)應(yīng)各刻度線(xiàn)處的磁控開(kāi)關(guān)并接于A點(diǎn)。A點(diǎn)的引出端即是傳感器的信號(hào)輸出端，其中磁控開(kāi)關(guān)6全部選用動(dòng)合式干黃管。當(dāng)磁浮子位于某個(gè)水位時(shí)，如圖中所示的位置，則對(duì)應(yīng)于該水位點(diǎn)的磁控開(kāi)關(guān)16閉合，這時(shí)對(duì)應(yīng)于該水位點(diǎn)的分壓值通過(guò)開(kāi)關(guān)16加在A點(diǎn)上，并通過(guò)A點(diǎn)輸出，而其它水位點(diǎn)的分壓值由于磁控開(kāi)關(guān)沒(méi)有閉合，不能加至A點(diǎn)，使傳感器只輸出對(duì)應(yīng)于該水位點(diǎn)的電壓信號(hào)。
參見(jiàn)圖5，傳感器電路也可以是圖中所示的結(jié)構(gòu)，它具有一個(gè)由三極管17和兩個(gè)電位器構(gòu)成恒流源電路，在發(fā)射極與地之間串接一個(gè)由多個(gè)阻值相同的電阻構(gòu)成的電阻串18，并且各相鄰電阻之間的引出端均通過(guò)所對(duì)應(yīng)各刻度線(xiàn)處的磁控開(kāi)關(guān)并接于A點(diǎn)，該并接點(diǎn)作為傳感器的信號(hào)輸出端。由于通過(guò)電阻串的電流是恒定的，且電阻串中的各電阻等值，故電阻串18和圖4中的分壓器一樣，可從各相鄰電阻之間輸出多個(gè)等差分壓值。同理，每接通某一磁控開(kāi)關(guān)時(shí)，信號(hào)輸出端可對(duì)應(yīng)輸出該水位點(diǎn)的模擬電壓信號(hào)。
參見(jiàn)圖6，傳感器電路還可以由多個(gè)電位器分別與各刻度線(xiàn)處的磁控開(kāi)關(guān)串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成，各電位器的并接點(diǎn)接電源正極，磁控開(kāi)關(guān)的并接點(diǎn)作為傳感器的信號(hào)輸出端。調(diào)整各電位器，使各電位器輸出的電壓值為對(duì)應(yīng)各水位點(diǎn)的模擬量，當(dāng)某一磁控開(kāi)關(guān)被吸合時(shí)，則信號(hào)輸出端可對(duì)應(yīng)輸出該水位點(diǎn)的模擬電壓信號(hào)。圖中電阻19為采樣電阻。
參見(jiàn)圖7，A／D轉(zhuǎn)換器9選用MC14433器件，或者CC14433及5G14433，該器件的2腳是基準(zhǔn)電壓輸入端，由穩(wěn)壓器20為其提供基準(zhǔn)電壓，15腳是溢出信號(hào)OR的輸出端，器件的3腳是模擬信號(hào)輸入端，20－23腳是數(shù)字信號(hào)8421碼的輸出端，它們可依次輸出3位半數(shù)字信號(hào)，16－19腳是位選信號(hào)的輸出端。根據(jù)A／D轉(zhuǎn)換器的輸入輸出要求，本裝置所選的輸入量程是0－1.999V，并用100mV的電壓量對(duì)應(yīng)1厘米寬的刻度線(xiàn)，這樣，所選輸出信號(hào)最高位(半位)被對(duì)應(yīng)確定為分米位信號(hào)，次高位(1位)被對(duì)應(yīng)確定為厘米位信號(hào)，并舍去低兩位輸出信號(hào)。用兩個(gè)數(shù)據(jù)鎖存器21、22分別鎖存A／D轉(zhuǎn)換器輸出的分米位和厘米位信號(hào)，然后再用兩個(gè)4－10譯碼器23、24分別對(duì)數(shù)據(jù)鎖存器鎖存的8421碼進(jìn)行4－10譯碼，則4－10譯碼器24輸出厘米位十進(jìn)制信號(hào)，4－10譯碼器23輸出分米位十進(jìn)制信號(hào)。
參見(jiàn)圖8，用邏輯“與”的關(guān)系將每一刻度線(xiàn)的分米位和厘米位信號(hào)進(jìn)行合成，由于4－10譯碼器74LS42器件是低電平輸出有效，故用多個(gè)“或門(mén)”實(shí)現(xiàn)各刻度線(xiàn)信號(hào)分米位和厘米位信號(hào)相“與”的邏輯。以合成信號(hào)11(即11cm刻度線(xiàn))為例說(shuō)明電路結(jié)構(gòu)，即用一個(gè)兩端輸入或門(mén)25，其一個(gè)輸入端接4－10譯碼器24的十進(jìn)制譯碼信號(hào)1的輸出端，另一個(gè)輸入端接4－10譯碼器23的十進(jìn)制擇碼信號(hào)1的輸出端。同理，5－16cm之間的各刻度線(xiàn)信號(hào)均分別用一個(gè)或門(mén)進(jìn)行分米位和厘米位的信號(hào)合成，并通過(guò)這些或門(mén)分別給出5－16cm正常水位區(qū)各刻度線(xiàn)的信號(hào)，4cm以下至0為低水位區(qū)，用一個(gè)或門(mén)26合成低水位區(qū)信號(hào)；17cm以上為高水位區(qū)，用一個(gè)或門(mén)27合成高水位區(qū)信號(hào)。假設(shè)鍋爐水位線(xiàn)位于某一正常水位如11厘米刻度線(xiàn)時(shí)，則4－10譯碼器23、24的十進(jìn)制譯碼信號(hào)1為低電平，而這兩個(gè)譯碼器的其它輸出端均為高電平，使或門(mén)25輸出低電平有效信號(hào)，而其它或門(mén)均輸出高電平。
參見(jiàn)圖9，當(dāng)圖7中電路輸出某一水位控制信號(hào)如輸出11cm水位的控制信號(hào)時(shí)，這時(shí)由于二極管串28的單向?qū)ㄗ饔?，?1信號(hào)以下各水位點(diǎn)顯示電路的輸入端均趨于零，而11信號(hào)以上各水位點(diǎn)顯示電路的輸入端保持高電平。各水位點(diǎn)的顯示電路由一個(gè)雙色發(fā)光指示燈和一個(gè)控制該指示燈發(fā)光的開(kāi)關(guān)電路構(gòu)成，在雙色發(fā)光指示燈中具有一個(gè)紅色發(fā)光二極管29和一個(gè)綠色發(fā)光二極管30，這兩個(gè)發(fā)光二極管分別由兩個(gè)直接耦合的三極管開(kāi)關(guān)電路31、32控制。當(dāng)顯示電路輸入端呈現(xiàn)低電平時(shí)，則開(kāi)關(guān)電路31導(dǎo)通、32截止，使指示燈中的綠芯30亮，紅芯29滅；當(dāng)顯示電路輸入端為高電平時(shí)，則開(kāi)關(guān)電路31截止，32導(dǎo)通，使指示燈紅芯亮而綠芯滅。當(dāng)上述水位信號(hào)11輸入時(shí)，11以下各水位點(diǎn)的指示燈發(fā)出綠色光，而11以上各水位點(diǎn)的指示燈發(fā)出紅色光，從而實(shí)現(xiàn)了汽紅、水綠的雙色發(fā)光顯示。本裝置還設(shè)置了高、低水位區(qū)的橙光顯示。以低水位區(qū)的顯示為例在正常水位情況下，開(kāi)關(guān)電路33為截止?fàn)顟B(tài)，則低水位區(qū)的指示燈綠芯常亮、而紅芯常滅，當(dāng)鍋爐水位降至低水位區(qū)時(shí)，開(kāi)關(guān)電路33的輸入端為低為平，則開(kāi)關(guān)電路33導(dǎo)通，使指示燈中的紅芯同時(shí)發(fā)亮，紅綠兩色混色后發(fā)出橙色光。高水位區(qū)顯示原理與低水位區(qū)的相同，其不同的是在正常水位時(shí)，指示燈紅芯常亮，到高水位區(qū)時(shí)，綠芯亮而發(fā)光橙色光。
參見(jiàn)
圖10，本裝置還設(shè)置了高、低水位區(qū)的聲光報(bào)警功能和低水位區(qū)的聯(lián)鎖保護(hù)功能。低水位報(bào)警電路由RS觸發(fā)器35、驅(qū)動(dòng)器36和執(zhí)行繼電器37構(gòu)成，當(dāng)鍋爐水位位于低水位區(qū)時(shí)，觸發(fā)器35的R端為“1”、S端為“0”，使Q端輸出為“1”，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器36驅(qū)動(dòng)后，繼電器37動(dòng)作，則它的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使低位報(bào)警燈38亮、聲響器39工作，進(jìn)行聲光同時(shí)報(bào)警；同時(shí)，它的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使繼電器40的常開(kāi)觸點(diǎn)也斷開(kāi)，則鼓引風(fēng)機(jī)的交流接觸器復(fù)位，自動(dòng)停止鼓引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，達(dá)到低水位區(qū)聯(lián)鎖保護(hù)的功能。為了保證水位繼續(xù)下降時(shí)，保持低水位的橙光顯示，將驅(qū)動(dòng)器36的輸出端經(jīng)二極管再接到觸發(fā)器35的S端，這樣，可使低水位信號(hào)總是被反向送至低水位區(qū)顯示電路的輸入端，保證橙色顯示不消失。本裝置高水位聲光報(bào)警電路與低水位區(qū)的相同，當(dāng)鍋爐水位位于高水位區(qū)時(shí)，則執(zhí)行繼電器41動(dòng)作，它的開(kāi)常觸點(diǎn)閉合，高位報(bào)警燈42和聲響器43同時(shí)工作，進(jìn)行高水位區(qū)的聲光報(bào)警。
再參見(jiàn)
圖1，發(fā)光指示窗口8上的燈罩是具有放大作用的向外突出的柱形燈罩，其橫斷面結(jié)構(gòu)可以是
圖11、12、13中的形狀。
權(quán)利要求1.鍋爐水位顯示裝置，具有一個(gè)水位傳感器(1)和一個(gè)顯示報(bào)警器(2)，其特征是A.所述的水位傳感器具有一個(gè)與鍋爐相接的水位傳感管道(3)，在該管道中有一個(gè)隨水位上下浮動(dòng)的磁浮子(4)，在傳感管道外部設(shè)有一個(gè)磁控開(kāi)關(guān)盒(5)，在該開(kāi)關(guān)盒內(nèi)對(duì)應(yīng)于水位傳感管道上所設(shè)定的各水位點(diǎn)處都固定安裝著一個(gè)磁控開(kāi)關(guān)(6)，在該磁控開(kāi)關(guān)盒中還設(shè)有一個(gè)能將各水位點(diǎn)的開(kāi)關(guān)量轉(zhuǎn)換為電壓模擬量的傳感器電路，B.所述的顯示報(bào)警器具有一個(gè)外殼(7)，外殼中設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換器(9)，數(shù)據(jù)鎖存器(10)、4-10譯碼器(11)、水位信號(hào)輸出電路(12)、雙色發(fā)光顯示電路(13)和高低位報(bào)警聯(lián)鎖電路(14)，C.在外殼上設(shè)有發(fā)光指示窗口(8)，雙色發(fā)光顯示電路中的雙色發(fā)光指示燈安裝在該窗口處，并在該窗口上裝有一個(gè)起放大作用的燈罩。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征是所述的傳感器電路具有一個(gè)由三極管17和兩個(gè)電位器構(gòu)成恒流源電路，在該恒流源電路中串接一個(gè)由多個(gè)阻值相同的電阻構(gòu)成的電阻串18，并且各相鄰電阻之間的引出端均通過(guò)所對(duì)應(yīng)各刻度線(xiàn)處的磁控開(kāi)關(guān)并接于一點(diǎn)，該并接點(diǎn)作為傳感器的信號(hào)輸出端。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征是所述的傳感器電路還可以由多個(gè)電位器分別與各刻度線(xiàn)處的磁控開(kāi)關(guān)串聯(lián)后再并聯(lián)構(gòu)成，各電位器的并接點(diǎn)接電源正極，磁控開(kāi)關(guān)的并接點(diǎn)作為傳感器的信號(hào)輸出端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種鍋爐水位顯示裝置。特別適用于大、中型鍋爐的低地位水位顯示。它由水位傳感器(1)和顯示報(bào)警器(2)構(gòu)成。水位傳感器靠磁浮子(4)在管道(3)中的上下浮動(dòng)來(lái)對(duì)應(yīng)接通設(shè)在傳感管道外的磁控開(kāi)關(guān)，并由傳感器電路將開(kāi)關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓模擬量輸出，通過(guò)一根三芯電纜傳送到顯示報(bào)警器中，顯示報(bào)警器將信號(hào)處理后實(shí)現(xiàn)汽紅水綠的雙色發(fā)光顯示和高、低水位的聲光報(bào)警及低水位的聯(lián)鎖保護(hù)功能。該裝置安裝簡(jiǎn)單、顯示效果好。
文檔編號(hào)F22D5/00GK2150453SQ93204298
公開(kāi)日1993年12月22日 申請(qǐng)日期1993年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月22日
發(fā)明者栗長(zhǎng)禎, 王敬愚 申請(qǐng)人:栗長(zhǎng)禎, 王敬愚