專利名稱：基于磁致伸縮液位計(jì)的單浮桿式密度測(cè)量浮子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于石油化工及液體密度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種基于磁致伸縮液位計(jì)的罐裝液體在線測(cè)量液體密度的裝置，具體涉及ー種基于磁致伸縮液位計(jì)的單浮桿式密度測(cè)量浮子。
背景技術(shù)：
在線密度測(cè)量儀器可對(duì)各種液體或液態(tài)混合物進(jìn)行在線密度測(cè)量。在石化行業(yè)可廣泛應(yīng)用于石油、煉油、調(diào)油、油水介面的檢測(cè)；還可應(yīng)用于食品エ業(yè)、奶制品業(yè)、造紙業(yè)、采礦鹽水、鉀堿、天然氣、潤滑油、生物制藥等行業(yè)。但現(xiàn)有的適用于罐裝液體在線密度測(cè)量的儀器或裝置存在如下缺點(diǎn)ー是不能和罐內(nèi)已有的液位計(jì)有機(jī)結(jié)合構(gòu)成液位、密度一體式測(cè)量裝置；ニ是只能測(cè)量罐內(nèi)某個(gè)固定位置的液體密度，密度測(cè)量精度受液位變化的影響；三是存在著獨(dú)立安裝、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修困難的問題；四是密度測(cè)量范圍較小、測(cè)量精度偏低，難以滿足利用容積、密度、溫度計(jì)算液體數(shù)量的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種能準(zhǔn)確測(cè)量液體密度的基于磁致伸縮液位計(jì)的單浮桿式密度測(cè)量浮子，具有較寬的測(cè)量范圍和較高的測(cè)量精度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，ー種基于磁致伸縮液位計(jì)的單浮桿式密度測(cè)量浮子，包括平衡底架和浮球，浮球上連接有浮桿，平衡底架包括板狀的平衡支架，沿平衡支架的軸線依次設(shè)置有配重圓柱、配重罐以及磁環(huán)組件。平衡支架上、沿平衡支架的軸線依次加工有三個(gè)安裝孔，相鄰兩安裝孔之間的中心距相等，位于中間位置的安裝孔與配重罐同軸設(shè)置，并與配重罐內(nèi)部相通，其余兩個(gè)安裝孔分別與配重圓柱和磁環(huán)組件同軸。配重圓柱的重量和磁環(huán)組件的重量相同。磁環(huán)組件包括同軸設(shè)置的環(huán)形的磁環(huán)和環(huán)形的磁環(huán)套，磁環(huán)密封安裝于磁環(huán)套內(nèi)，磁環(huán)套與平衡支架固接。浮球通過上掛桿與浮桿的一端相連接,浮桿的另一端為自由端，浮球還與下掛桿的一端相連接，上掛桿與浮球的連接處和下掛桿與浮球的連接處位于180°方向。浮桿采用鋁管制成。本實(shí)用新型單浮桿式密度測(cè)量浮子能與磁致伸縮液位計(jì)有機(jī)結(jié)合，利用磁致伸縮 液位計(jì)的液位、界位測(cè)量功能，在測(cè)量液位的同時(shí)能準(zhǔn)確測(cè)量液體的密度，并具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型單浮桿式密度測(cè)量浮子的結(jié)構(gòu)示意圖。[0012]圖2是圖I中P處放大圖。圖3是本實(shí)用新型單浮桿式密度測(cè)量浮子中平衡底架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的俯視圖。圖中，I.浮桿，2.上掛桿，3.浮球，4.下掛桿，5.平衡底架，6.螺栓，7.配重圓柱，8.配重罐，9.鉛砂，10.磁環(huán)套，11.磁環(huán)，12.磁致伸縮液位計(jì)測(cè)量桿，13.第一安裝孔，14.第二安裝孔，15.第三安裝孔，16.平衡支架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。 如圖I和圖2所示，本實(shí)用新型單浮桿式密度測(cè)量浮子的結(jié)構(gòu)，包括浮球3，浮球3相対的位置上分別設(shè)置有上掛桿2和下掛桿4，上掛桿2的一端與浮球3相連接，上掛桿2的另一端與浮桿I的一端相連接，浮桿I的另一端為自由端；下掛桿4的一端與浮球3相連接，下掛桿4的另一端與平衡底架5的ー個(gè)端面相連接；上掛桿2與浮球3的連接處和下掛桿4與浮球3的連接處位于180°方向。平衡底架5的結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示，包括板狀的平衡支架16，平衡支架16上、沿平衡支架16的軸線方向依次加工有第一安裝孔13、第二安裝孔14和第三安裝孔15，第一安裝孔13、第二安裝孔14和第三安裝孔15均位于平衡支架16的軸線上；第一安裝孔13與第二安裝孔14之間的中心距等于第二安裝孔14與第三安裝孔15之間的中心距。平衡支架16的另ー個(gè)端面上分別設(shè)置有配重圓柱7、配重罐8和環(huán)形的磁環(huán)套10 ;第一安裝孔13內(nèi)設(shè)置有螺栓6，配重圓柱7通過螺栓6與平衡支架16相連接；第二安裝孔14與配重罐8的內(nèi)部相通，配重罐8與下掛桿4同軸，配重罐8可從平衡支架16上卸下；磁環(huán)套10與第三安裝孔15同軸設(shè)置，磁環(huán)套10內(nèi)密封安裝有環(huán)狀的磁環(huán)11，磁環(huán)11與磁環(huán)套10同軸。浮桿I采用薄壁鋁管制成。浮球3為不銹鋼材質(zhì)的空心圓球。上掛桿2和下掛桿4均采用實(shí)心不銹鋼絲制成，主要起連接作用，用于連接浮桿I、浮球3和平衡支架16。平衡支架16、下掛桿4、螺栓6、配重圓柱7、配重罐8以及磁環(huán)套10構(gòu)成平衡底架5。配重圓柱7用于平衡磁環(huán)11及磁環(huán)套10組成的磁環(huán)組件的重量，使以下掛桿4為軸線的平衡支架16左右兩側(cè)的重量相等，確保本密度測(cè)量浮子在不同密度的液體中豎直懸浮而不傾斜，因而配重圓柱7的重量與磁環(huán)組件的重量且體積相近。配重罐8內(nèi)灌裝鉛砂9可以調(diào)整密度測(cè)量浮子的整體重量，用于設(shè)置現(xiàn)場期望的密度測(cè)量范圍。需要調(diào)整本密度測(cè)量浮子的密度測(cè)量范圍時(shí)，可通過調(diào)整本密度測(cè)量浮子的整體重量來完成。具體方法是將適量鉛砂9通過第二安裝孔14加入配重罐8內(nèi)，鉛砂9添加完成后，將下掛桿4通過第二通孔14與平衡底架5相連接，安裝好本密度測(cè)量浮子。加入配重罐8內(nèi)的鉛砂9的重量可通過在已知密度的樣本液體中多次實(shí)驗(yàn)完成將本密度測(cè)量浮子置于樣本液體中，觀察浮桿I浸入液面后保留在外的部分若正好是浮桿I長度的二分之一，則說明已經(jīng)將本密度測(cè)量浮子的整體重量調(diào)整好，按此方法調(diào)整好的本密度測(cè)量浮子，其測(cè)量范圍將與樣本液體密度值上下偏離O. 05 g/cm。[0024]測(cè)量罐裝液體密度吋，將磁致伸縮液位計(jì)測(cè)量桿12穿入第三安裝孔15，使浮桿I向上；將磁致伸縮液位計(jì)測(cè)量桿12和本密度測(cè)量浮子一同放入待測(cè)液體，磁致伸縮液位計(jì)自帶的液位浮子漂浮在待測(cè)液體的液面，浮球3浸沒于待測(cè)液體中，并位于該液位浮子的下方，液位浮子與浮球3之間會(huì)有ー個(gè)高度差H。由于液位浮子截面積大，待測(cè)液體密度變化時(shí)，液位浮子浸沒在液體中的體積的變化非常?。欢久芏葴y(cè)量浮子處于液面位置的是截面積很小的浮桿1，液體密度的變化會(huì)給浮球3帶來較大的浮降位移；當(dāng)液體密度變大時(shí)，浮球3帶著浮桿I上浮,高度差H減??；液體密度變小時(shí),浮球3帶著浮桿I下沉,高度差H増加。浮球3帶動(dòng)浮桿I上浮或下降過程中，本單浮桿式密度測(cè)量浮子沿磁致伸縮液位計(jì)測(cè)量桿12的軸線方向上下移動(dòng)。通過磁致伸縮液位計(jì)讀出H值，即可利用后臺(tái)計(jì)算機(jī)軟件依據(jù)密度計(jì)算公式和密度修正公式得到待測(cè)液體的正確的密度值。與傳統(tǒng)的密度儀ー樣，本實(shí)用新型密度測(cè)量浮子也是只對(duì)某一特定密度范圍內(nèi)的液體進(jìn)行測(cè)量(例如密度測(cè)量范圍為O. 69 O. 79 g/cm3)，通過調(diào)節(jié)本密度測(cè)量浮子的重量，可以使得在密度測(cè)量范圍的上限(如O. 79 g/cm3)時(shí)，浮球3盡可能靠近液面及高度差H盡可能??；而在密度測(cè)量范圍的下限(如O. 69 g/cm3)時(shí)，浮球3盡可能遠(yuǎn)離液面及高度差H盡可能大，兩種情況下的高度差H越大密度測(cè)量的精度就越高。浮桿I的長度是I. I米，其最大位移差H可達(dá)到I米，因?yàn)榇胖律炜s液位計(jì)中磁致伸縮傳感器的位移分辨率可達(dá)到O. 1mm，所以對(duì)于O. I g/cm3的密度變化，可以得到10000個(gè)不同的讀數(shù)，此時(shí)，密度儀的最小分辨率可以達(dá)到O. 00001 g/cm3，而傳統(tǒng)密度儀的精度為O. 0005g/cm3。當(dāng)待測(cè)液體的液位發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)密度測(cè)量原理可知本密度測(cè)量浮子和磁致伸縮液位計(jì)自帶的液位浮子跟隨液面一起變化，但液位浮子與浮球3之間的高度差H不發(fā)生變化，因此測(cè)量精度不受液位變化的影響。本密度測(cè)量浮子測(cè)量精度高且不受液位變化的影響、密度測(cè)量范圍較大、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可以同時(shí)測(cè)量罐內(nèi)液體的液位、密度和質(zhì)量。
權(quán)利要求1.ー種基于磁致伸縮液位計(jì)的單浮桿式密度測(cè)量浮子，其特征在于，包括平衡底架(5)和浮球(3)，浮球(3)上連接有浮桿(1)，平衡底架(5)包括板狀的平衡支架(16)，沿平衡支架(16)的軸線依次設(shè)置有配重圓柱(7)、配重罐(8)以及磁環(huán)組件。
2.如權(quán)利要求I所述的單浮桿式密度測(cè)量浮子，其特征在于，所述的平衡支架(16)上、沿平衡支架(16)的軸線依次加工有三個(gè)安裝孔，相鄰兩安裝孔之間的中心距相等，位于中間位置的安裝孔與配重罐(8)同軸設(shè)置，并與配重罐(8)內(nèi)部相通，其余兩個(gè)安裝孔分別與配重圓柱(7)和磁環(huán)組件同軸；所述配重圓柱(7)的重量和磁環(huán)組件的重量相等。
3.如權(quán)利要求I或2所述的單浮桿式密度測(cè)量浮子，其特征在于，所述的磁環(huán)組件包括同軸設(shè)置的環(huán)形的磁環(huán)(11)和環(huán)形的磁環(huán)套(10)，磁環(huán)(11)密封安裝于磁環(huán)套(10)內(nèi)，磁環(huán)套(10)與平衡支架(16)固接。
4.如權(quán)利要求I所述的單浮桿式密度測(cè)量浮子，其特征在于，所述的浮球(3)通過上掛桿(2)與浮桿(I)的一端相連接，浮桿(I)的另一端為自由端，浮球(3)還與下掛桿(4)的一端相連接，上掛桿(2)與浮球(3)的連接處和下掛桿(4)與浮球(3)的連接處位于180°方向。
5.如權(quán)利要求I或4所述的單浮桿式密度測(cè)量浮子，其特征在于，所述的浮桿(I)采用鋁管制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于磁致伸縮液位計(jì)的單浮桿式密度測(cè)量浮子，包括平衡底架和浮球，浮球上連接有浮桿，平衡底架包括板狀的平衡支架，沿平衡支架的軸線依次設(shè)置有配重圓柱、配重罐以及磁環(huán)組件。本測(cè)量浮子能與磁致伸縮液位計(jì)有機(jī)結(jié)合，利用磁致伸縮液位計(jì)的液位、界位測(cè)量功能，在測(cè)量液位的同時(shí)能準(zhǔn)確測(cè)量液體的密度，并具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N9/12GK202421012SQ20112050071
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者安乙丁, 徐海英, 梁西銀, 王冠, 陳學(xué)蓮 申請(qǐng)人:西北師范大學(xué)