專利名稱：一種雙管間歇吹泡式液位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液位測量儀表，具體是涉及一種雙管間歇吹泡式液位計(jì)。
背景技術(shù)：
液位計(jì)是廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中測量液位高度的裝置。常用的液位計(jì)有浮 子式、連通器式、差壓式、電容式、吹泡式等，以適應(yīng)不同的使用場合。吹泡式液位計(jì)是應(yīng)用 靜壓原理測量敞口容器液位的，壓縮空氣經(jīng)過濾減壓后導(dǎo)入安裝在容器內(nèi)的導(dǎo)管，氣體流 經(jīng)導(dǎo)管后從容器底部的出口吹出。由流體力學(xué)可知，在重力加速度不變的條件下，導(dǎo)管吹泡 背壓與液位高度和液體密度有關(guān)，還與導(dǎo)管的流動(dòng)阻力有關(guān)，而流動(dòng)阻力又與流體動(dòng)壓頭 有關(guān)，因此，已知液體密度時(shí)，在氣體流量和溫度恒定的條件下，測量背壓就可以轉(zhuǎn)換為液 面高度。吹泡式液位計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，對于液體粘度大、具有腐蝕性或含有懸浮顆粒 的液位測量具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但由于測量裝置中的定值器不能使壓縮空氣流量絕對恒定， 流速的變化加之溫度變化和背壓本身的變化導(dǎo)致動(dòng)壓頭變化，以致導(dǎo)管流動(dòng)阻力改變，所 以測量精度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，解決上述的技術(shù)問題，提供一 種高精度的雙管間歇吹泡式液位計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種雙管間歇吹泡式液位計(jì)，包括壓縮空氣進(jìn)口 1、過濾器2、高位管電磁閥3、高位管 壓力測試單元4、高位空氣導(dǎo)管5、導(dǎo)管吹頭6、顯示單元8、計(jì)算控制單元9、和敞口容器12， 其特征在于還包括有低位管電磁閥7、低位管壓 力測試單元10和低位空氣導(dǎo)管11 ；所述 高位空氣導(dǎo)管5的一端連接到壓縮空氣進(jìn)口 1，并水平依次串連有過濾器2、高位管電磁閥 3和高位管壓力測試單元4 ；高位空氣導(dǎo)管5連接有導(dǎo)管吹頭6-1的另一端垂直安置在敞口 容器12中；所述低位空氣導(dǎo)管11的一端與高位管共用壓縮空氣進(jìn)口 1和過濾器2，并水平 依次串連有低位管電磁閥7和低位管壓力測試單元10 ；低位空氣導(dǎo)管11連接有導(dǎo)管吹頭 6-2的另一端垂直安置在敞口容器12中；所述高位空氣導(dǎo)管5和低位空氣導(dǎo)管11并聯(lián)為 組件安裝，高位導(dǎo)管吹頭6-1和低位導(dǎo)管吹頭6-2在敞口容器12中的高度差為一定值h ； 所述的高位管電磁閥3和低位管電磁閥7以及高位管壓力測試單元4和低位管壓力測試單 元10通過導(dǎo)線分別與計(jì)算控制單元9相連接；所述的計(jì)算控制單元9通過導(dǎo)線連接到顯示 單元8。上所述高位導(dǎo)管吹頭6-1的直徑與高位空氣導(dǎo)管5的直徑之比以及低位導(dǎo)管吹頭 6-2的直徑與低位空氣導(dǎo)管11的直徑之比均為5 15。上所述的高位導(dǎo)管吹頭(6-1)和低位導(dǎo)管吹頭(6-2)在敞口容器(12)中的高度差 h為液位計(jì)量程的1/10 1/20。上所述高位管壓力測試單元4和低位管壓力測試單元10均由壓力傳感器和變送器組成，其中壓力傳感器由壓敏元件制成。上所述計(jì)算控制單 元9由采集模塊13、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14、中央處理器15、輸出模塊 16和程序存儲(chǔ)器17組成；其中，中央處理器15分別連接有采集模塊13、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14、輸 出模塊16和程序存儲(chǔ)器17。本發(fā)明的雙管間歇吹泡式液位計(jì)所設(shè)置的一套計(jì)算控制單元9和顯示單元8可以 接入一路或多路吹泡測量系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多路液位的集中測量。本發(fā)明的一種雙管間歇吹泡式液位計(jì)，由于在電磁閥切斷氣路后氣體處于靜止的 狀態(tài)下測量靜壓，徹底消除了動(dòng)壓對測量精度的影響，即液位值與導(dǎo)管流動(dòng)阻力的大小無 關(guān)，又由于采用固定吹頭高度差的雙管結(jié)構(gòu)，液位值只與兩管的壓強(qiáng)比和吹頭高度差有關(guān)， 與液體密度無關(guān)，這將大大提高吹泡式液位計(jì)的測量精度。本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)所存在的問 題和缺陷達(dá)到了根本改進(jìn)，確保了液位測量儀表的精度和質(zhì)量。本發(fā)明的一種雙管間歇吹泡式液位計(jì)與現(xiàn)有吹泡式液位計(jì)相比具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、徹底消除了動(dòng)壓對測量精度的影響。2、測量系統(tǒng)無需設(shè)置定值器對流量進(jìn)行控制。3、測量系統(tǒng)無需了解所測液體的密度。4、每一路吹泡測量系統(tǒng)可以分別編程標(biāo)定氣體通斷間隔，可以實(shí)現(xiàn)對不同 液體和不同導(dǎo)管布置路線的多路液位集中測量。


圖1、雙管間歇吹泡式液位計(jì)系統(tǒng)示意圖 圖2、計(jì)算控制單元組成框圖
圖中1.壓縮空氣進(jìn)口，2.過濾器，3.高位管電磁閥，4.高位管壓力測試單 元，5.高位空氣導(dǎo)管，6-1.高位導(dǎo)管吹頭，6-2.低位導(dǎo)管吹頭，7.低位管電磁閥，8.顯 示單元，9.計(jì)算控制單元，10.低位管壓力測試單元，11.低位空氣導(dǎo)管，12.敞口容器， 13.采集模塊，14.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，15.中央處理器，16.輸出模塊，17.程序存儲(chǔ)器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種雙管間歇吹泡式液位計(jì)作進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種雙管間歇吹泡式液位計(jì)，所述高位空氣導(dǎo)管5的一端連接到壓縮 空氣進(jìn)口 1，并水平依次串連有過濾器2、高位管電磁閥3和高位管壓力測試單元4 ；高位管 空氣導(dǎo)管5連接有導(dǎo)管吹頭6-1的另一端垂直安置在敞口容器12中；所述低位空氣導(dǎo)管11 的一端與高位管共用壓縮空氣進(jìn)口 1和過濾器2，并水平依次串連有低位管電磁閥7和低位 管壓力測試單元10 ；低位管空氣導(dǎo)管11連接有低位導(dǎo)管吹頭6-2的另一端垂直安置在敞 口容器12中；所述高位空氣導(dǎo)管5和低位空氣導(dǎo)管11并聯(lián)為組件安裝，高位導(dǎo)管吹頭6-1 和低位導(dǎo)管吹頭6-2在敞口容器12中的高度差h為液位計(jì)量程的1/10 1/20 ；所述的高 位管電磁閥3和低位管電磁閥7以及高位管壓力測試單元4和低位管壓力測試單元10通 過導(dǎo)線分別與計(jì)算控制單元9相連接；所述的計(jì)算控制單元9通過導(dǎo)線連接到顯示單元8。其中所述高位管壓力測試單元4和低位管壓力測試單元10均采用壓敏元件制成 的壓力傳感器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由壓力變送器將壓力傳感器的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。計(jì)算控制單元9如圖2所示，由采集模塊13、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14、中央處理器15、輸出 模塊16和程序存儲(chǔ)器17組成，其中，中央處理器15分別連接有采集模塊13、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 14、輸出模塊16和程序存儲(chǔ)器17。本發(fā)明的氣體通路，從壓縮空氣進(jìn)口 1接入壓縮空氣，經(jīng)過濾器2除去雜質(zhì)，高位 管電磁閥 3和低位管電磁閥7分別控制高位空氣導(dǎo)管5和低位空氣導(dǎo)管11間歇導(dǎo)通氣流， 高位管壓力測試單元4和低位管壓力測試單元10分別檢測進(jìn)入高位空氣導(dǎo)管5和低位空 氣導(dǎo)管11的氣體靜壓，氣體最終從兩導(dǎo)管吹頭6的出口吹入敞口容器12中經(jīng)液體層散溢 到環(huán)境中。本發(fā)明的物理參數(shù)傳遞流程，由計(jì)算控制單元9的中央處理器15根據(jù)程序存儲(chǔ)器 17中的監(jiān)控程序設(shè)定氣體的導(dǎo)通和截止時(shí)間間隔，該執(zhí)行信號(hào)通過輸出模塊16控制高位 管電磁閥3和低位管電磁閥7的啟閉，在截止時(shí)間間隔內(nèi)，氣流處于靜止?fàn)顟B(tài)，高位管壓力 測試單元4和低位管壓力測試單元10的傳感器和變送器將所測壓力參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，分 別經(jīng)導(dǎo)線送入計(jì)算控制單元9的采集模塊13，該模塊將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，中央處理 器15根據(jù)程序存儲(chǔ)器17中的監(jiān)控計(jì)算程序?qū)⒉杉K13中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為液位值信 號(hào)傳入輸出模塊16，計(jì)算過程中的中間變量和緩存變量將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14中，輸出模 塊16中的液位值信號(hào)通過導(dǎo)線傳入顯示單元8。為了減小空氣可壓縮性對測量精度的影 響，導(dǎo)管吹頭直徑與導(dǎo)管直徑之比為5 15。本發(fā)明的雙管間歇吹泡式液位計(jì)所設(shè)置的一套計(jì)算控制單元9和顯示單元8可以 接入一路或多路吹泡測量系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多路液位的集中測量。上述雙管吹泡式液位計(jì)中的計(jì)算控制單元9依據(jù)所測兩管背壓比和吹頭高度差h 按流體靜力學(xué)原理計(jì)算出所測液位高度。
權(quán)利要求
一種雙管間歇吹泡式液位計(jì)，包括壓縮空氣進(jìn)口(1)、過濾器(2)、高位管電磁閥(3)、高位管壓力測試單元(4)、高位空氣導(dǎo)管(5)、導(dǎo)管吹頭(6 1)、顯示單元(8)、計(jì)算控制單元(9)和敞口容器(12)，其特征在于還包括有低位管電磁閥(7)、低位管壓力測試單元(10)和低位空氣導(dǎo)管(11)；所述高位空氣導(dǎo)管(5)的一端連接到壓縮空氣進(jìn)口(1)，并水平依次串連有過濾器(2)、高位管電磁閥(3)和高位管壓力測試單元(4)；高位管空氣導(dǎo)管(5)連接有導(dǎo)管吹頭(6 1)的另一端垂直安置在敞口容器(12)中；所述低位空氣導(dǎo)管(11)與高位空氣導(dǎo)管(5)為水平平行安置，低位空氣導(dǎo)管(11)的一端連接過濾器(2)，并依次串連有低位管電磁閥(7)和低位管壓力測試單元(10)；低位管空氣導(dǎo)管(11)連接有導(dǎo)管吹頭(6 2)的另一端垂直安置在敞口容器(12)中；所述高位導(dǎo)管吹頭(6 1)和低位導(dǎo)管吹頭(6 2)在敞口容器(12)中的高度差為h；所述的高位管電磁閥(3)和低位管電磁閥(7)以及高位管壓力測試單元(4)和低位管壓力測試單元(10)通過導(dǎo)線分別與計(jì)算控制單元(9)相連接；所述的計(jì)算控制單元(9)通過導(dǎo)線連接到顯示單元(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙管間歇吹泡式液位計(jì)，其特征在于所述高位空氣導(dǎo)管吹 頭(6-1)的直徑與高位空氣導(dǎo)管(5)的直徑之比以及低位空氣導(dǎo)管吹頭(6-2)的直徑與低 位空氣導(dǎo)管(11)的直徑之比為5 15。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙管間歇吹泡式液位計(jì)，其特征在于所述高位管壓力測試 單元(4)和低位管壓力測試單元(10)均由壓力傳感器和變送器組成，其中壓力傳感器由壓 敏元件制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙管間歇吹泡式液位計(jì)，其特征在于所述計(jì)算控制單元(9) 由采集模塊(13)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(14)、中央處理器(15)、輸出模塊(16)和程序存儲(chǔ)器(17)組 成；其中，中央處理器(15)分別連接采集模塊(13)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(14)、輸出模塊(16)和程序 存儲(chǔ)器(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙管間歇吹泡式液位計(jì)，其特征在于所述的高位導(dǎo)管吹頭 (6-1)和低位導(dǎo)管吹頭(6-2)在敞口容器(12)中的高度差h為液位計(jì)量程的1/10 1/20。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙管間歇吹泡式液位計(jì)，由壓縮空氣進(jìn)口、過濾器、高低位管電磁閥、高低位管壓力測試單元、高低位空氣導(dǎo)管、導(dǎo)管吹頭、顯示單元、計(jì)算控制單元和敞口容器組成。本發(fā)明的氣體通路是采用空氣導(dǎo)管的一端水平依次連接壓縮空氣進(jìn)口、過濾器后分為高低位兩路空氣導(dǎo)管，分別依次連接電磁閥、壓力測試單元，空氣導(dǎo)管的另一端裝有導(dǎo)管吹頭并垂直安裝在敞口容器中，高低位導(dǎo)管吹頭的高度差h為液位計(jì)量程的1/10～1/20；高、低位管壓力測試單元、電磁閥和顯示單元通過導(dǎo)線與計(jì)算控制單元連接。本發(fā)明采用固定吹頭高度差的雙管結(jié)構(gòu)，液位值只與兩管的壓強(qiáng)比和吹頭高度差有關(guān)，與液體密度無關(guān)，這將大大提高吹泡式液位計(jì)的測量精度。
文檔編號(hào)G01F23/18GK101988844SQ20101054524
公開日2011年3月23日 申請日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者周根明, 孔祥雷, 郭霆 申請人:江蘇科技大學(xué)