專利名稱：機(jī)電式高精度液位測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于測量液位的儀表裝置，更具體的說，本發(fā)明涉及一種高精度液位測量儀。
背景技術(shù)：
目前，高精度液位測量系統(tǒng)在全世界應(yīng)用較為普遍的是美國羅斯蒙特公司HTG系 統(tǒng)，該系統(tǒng)的核心部件是高精度智能壓力變送器，這種傳感器其內(nèi)置的存儲器存有多條溫 度補(bǔ)償曲線，以克服HTG系統(tǒng)中變送器因溫度變化帶來的誤差，精度可達(dá)0. 05% FS以下，適 用原油儲罐中的液位檢測，其不足之處是HTG系統(tǒng)價(jià)格昂貴一直很難為國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)所 接受。如中國專利公開號CN2067824U公開的是一種光柵式儲罐液位測量儀，它是由浮筒、 牽引繩、導(dǎo)向繩、滑輪組、光柵尺、電纜、接口和計(jì)算機(jī)等零部件組成，下方設(shè)有重錘的浮筒 通過牽引繩懸吊在液體儲罐中，掛有重錘、固定在儲罐頂部的導(dǎo)向繩置于焊在浮筒兩側(cè)的 導(dǎo)向耳中，滑輪組上裝有可將位移信號轉(zhuǎn)為脈沖信號的光柵尺，光柵尺通過電纜與可將脈 沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的接口連接，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出液位高度，其不足之處是浮筒吃水深 度變化較大，傳動穩(wěn)定性差，定位精度不高，測量誤差偏大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種精度高，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，價(jià)格便 宜的機(jī)電式高精度液位測量儀。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明是由電機(jī)2、減速機(jī)3、編碼 器1、絲杠11、螺母9、液位傳感器13、支撐架4、支撐架6、傳感器位移裝置、平衡裝置、儲罐 15、接近開關(guān)5和控制器構(gòu)成；所述的傳感器位移裝置包括螺母9和固定在螺母9上的導(dǎo)向 桿10以及固聯(lián)在導(dǎo)向桿10上的液位傳感器13，導(dǎo)向桿10穿過支撐架6上的導(dǎo)向孔，在初 始位置狀態(tài)，傳感器位移裝置在儲罐15頂部由接近開關(guān)5定位；所述的平衡裝置包括平衡 塊12、鋼絲繩7和滑輪8，滑輪8固定于儲罐15的頂部，鋼絲繩7 —端與螺母9相聯(lián)，另一 端與平衡塊12相聯(lián)；支撐架4和支撐架6固定于儲罐15的內(nèi)壁上，編碼器1固聯(lián)在電機(jī)2 尾軸上，電機(jī)2和減速機(jī)3固聯(lián)在支撐架4上，絲杠11上端與減速器3的輸出軸連接，下端 與支撐架6固聯(lián)，螺母9上安裝有導(dǎo)向桿10，導(dǎo)向桿10通過支撐架6的導(dǎo)向孔導(dǎo)向；支撐 架4、支撐架6安裝在儲罐15的內(nèi)壁上；電機(jī)2、編碼器1、接近開關(guān)5、液位傳感器13的信 號線和動力線與控制器連接。所述的電機(jī)2為防爆電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)或?yàn)閹фi緊裝置的電機(jī)；所述的傳感器位移 裝置中固聯(lián)在導(dǎo)向桿10上的液位傳感器13的數(shù)量為1-10個(gè)，液位傳感器13為微差壓傳 感器。所述的控制器以單片機(jī)為核心，液位傳感器的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換接入單片機(jī)，編碼器的 信號接入單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)器T0，接近開關(guān)5接入單片機(jī)PO 口，單片機(jī)的輸出口與固態(tài)繼 電器相接，用于驅(qū)動電機(jī)，單片機(jī)的輸出口通過顯示驅(qū)動電路驅(qū)動顯示器和鍵盤。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是1.機(jī)電機(jī)構(gòu)簡單，操作安全可靠。2.測量精度可以達(dá)到毫米級。3.測量裝置成本低。
圖1為機(jī)電式高精度液位測量儀結(jié)構(gòu)簡圖；圖中編碼器1電機(jī)2減速機(jī)3支撐架4接近開關(guān)5支撐架6鋼絲繩7 滑輪8螺母9導(dǎo)向桿10絲杠11平衡塊12液位傳感器13液位傳感器14儲罐15圖2為本發(fā)明的控制器方框具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。如圖1示，石油儲罐一般高度在10米左右，而絲杠11越長，加工工藝越復(fù)雜，且總 體誤差較大，所以優(yōu)選方案將絲杠11設(shè)計(jì)成2米長，螺母9上安裝兩根8-10米長的導(dǎo)向桿 10，導(dǎo)向桿10上每隔2米距離固聯(lián)一個(gè)液位傳感器13，一共串聯(lián)5個(gè)；這樣在使用2米長 的絲杠11進(jìn)行傳動情況下，測量儀可以在10米范圍內(nèi)精確測量儲罐液位。測量前，電機(jī)2旋轉(zhuǎn)帶動絲杠11旋轉(zhuǎn)，螺母9向上運(yùn)動，當(dāng)螺母9頂端靠近接近開 關(guān)5時(shí)觸發(fā)開關(guān)，單片機(jī)接近開關(guān)5控制電路收到觸發(fā)信號，并同時(shí)發(fā)出停止電機(jī)旋轉(zhuǎn)信 號，電機(jī)2停止，調(diào)零結(jié)束，即是檢測的基準(zhǔn)點(diǎn)。接近開關(guān)5距灌底的高度已知，液位傳感器 13距接近開關(guān)5的位置已知。測量時(shí)，電機(jī)2驅(qū)動絲杠11帶動螺母9向下運(yùn)動，5個(gè)液位傳感器也同時(shí)向下移 動。編碼器1與電機(jī)同軸聯(lián)接，編碼器2可以檢測出絲杠11的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，檢測到的脈沖數(shù) 據(jù)輸入到單片機(jī)，通過單片機(jī)的運(yùn)算能得到絲杠11的位移距離S。測量過程中，單片機(jī)自上而下在線巡檢5個(gè)液位傳感器的信號變化量，并將信號 輸入到控制器中進(jìn)行運(yùn)算，可以求出介質(zhì)每個(gè)毫米液位狀態(tài)下的密度梯度、質(zhì)量變化值和 油水分界面(對原油介質(zhì))。測量完后，傳感器位移裝置回到儲罐15頂部由接近開關(guān)5復(fù) 位。為了減小電機(jī)功率，增加防爆安全性，增加絲杠副自鎖性能，本發(fā)明中設(shè)計(jì)了由平 衡塊12、滑輪8和鋼絲繩7組成的平衡裝置，用來平衡螺母副、導(dǎo)向桿和5個(gè)微差壓傳感器
等的重量。
權(quán)利要求一種機(jī)電式高精度液位測量儀，其特征是由電機(jī)(2)、減速機(jī)(3)、編碼器(1)、絲杠(11)、螺母(9)、液位傳感器(13)、支撐架(4)、支撐架(6)、傳感器位移裝置、平衡裝置、接近開關(guān)(5)和控制器構(gòu)成；所述的傳感器位移裝置包括螺母(9)和固定在螺母(9)上的導(dǎo)向桿(10)以及固聯(lián)在導(dǎo)向桿(10)上的液位傳感器(13)，導(dǎo)向桿(10)穿過支撐架(6)上的導(dǎo)向孔，在初始位置狀態(tài)，傳感器位移裝置在儲罐(15)頂部由接近開關(guān)(5)定位；所述的平衡裝置包括平衡塊(12)、鋼絲繩(7)和滑輪(8)，滑輪(8)固定于儲罐(15)的頂部，鋼絲繩(7)一端與螺母(9)相聯(lián)，另一端與平衡塊(12)相聯(lián)；支撐架(4)和支撐架(6)固定于儲罐(15)的內(nèi)壁上，編碼器(1)固聯(lián)在電機(jī)(2)尾軸上，電機(jī)(2)和減速機(jī)(3)固聯(lián)在支撐架(4)上，絲杠(11)上端與減速器(3)的輸出軸連接，下端與支撐架(6)固聯(lián)，螺母(9)上安裝有導(dǎo)向桿(10)，導(dǎo)向桿(10)通過支撐架(6)的導(dǎo)向孔導(dǎo)向；支撐架(4)、支撐架(6)安裝在儲罐(15)的內(nèi)壁上；電機(jī)(2)、編碼器(1)、接近開關(guān)(5)、液位傳感器(13)的信號線和動力線與控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式高精度液位測量儀，其特征是，所述的電機(jī)(2)為防爆 電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式高精度液位測量儀，其特征是，所述的電機(jī)(2)為步進(jìn) 電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式高精度液位測量儀，其特征是，所述的電機(jī)(2)為帶鎖 緊裝置的電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式高精度液位測量儀，其特征是，所述的傳感器位移裝 置中固聯(lián)在導(dǎo)向桿(10)上的液位傳感器(13)的數(shù)量為1-10個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式高精度液位測量儀，其特征是，所述的液位傳感器 (13)為微差壓傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)電式高精度液位測量儀，旨在提供一種精度高，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好，價(jià)格便宜的儲罐液位測量裝置。它是由電機(jī)、減速機(jī)、編碼器、絲杠、螺母、液位傳感器、支撐架、支撐架、傳感器位移裝置、平衡裝置、儲罐、接近開關(guān)和控制器構(gòu)成；所述的傳感器位移裝置包括螺母和固定在螺母上的導(dǎo)向桿以及固聯(lián)在導(dǎo)向桿上的液位傳感器，導(dǎo)向桿穿過支撐架上的導(dǎo)向孔；所述的平衡裝置包括平衡塊、鋼絲繩和滑輪；支撐架和支撐架固定于儲罐的內(nèi)壁上，編碼器固聯(lián)在電機(jī)尾軸上，電機(jī)和減速機(jī)固聯(lián)在支撐架上，絲杠上端與減速器的輸出軸連接，下端與支撐架固聯(lián)，螺母上安裝有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿通過支撐架的導(dǎo)向孔導(dǎo)向。本實(shí)用新型具有測量精度高、操作簡便、價(jià)廉、安全等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01F23/00GK201672954SQ20102018976
公開日2010年12月15日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者冷護(hù)基, 趙新宇 申請人:馬鞍山市力翔機(jī)械自動化科技有限公司