專利名稱：一種隔離式伺服液位測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可應(yīng)用于高壓、真空或具有腐蝕性液體、易爆環(huán)境中的伺服液位測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度的提升，人們對(duì)工業(yè)原料中燃料的存儲(chǔ)管理要求也越來(lái)越高。一些有毒有害或易燃易爆的液體需要特殊的罐裝容器進(jìn)行存儲(chǔ)。這些存儲(chǔ)容器的技術(shù)要求很高，不僅要求容器具有嚴(yán)格的密封性，而且要求具有抗高壓、耐腐蝕等特性。面對(duì)如此苛刻的技術(shù)條件，特殊容器內(nèi)的液體計(jì)量就成了關(guān)鍵問(wèn)題。目前市面上絕大多數(shù)伺服式液位測(cè)量裝置在面對(duì)如此惡劣的使用環(huán)境時(shí)都顯得無(wú)能為力。即使有些伺服式液位測(cè)量裝置能滿足使用要求，也是一次性的。因?yàn)樯鲜鲆何粶y(cè)量裝置中的測(cè)量浮子在罐體生產(chǎn)時(shí)，就被一次性密封在罐內(nèi)。在以后的日常應(yīng)用中如果液位測(cè)量裝置發(fā)生故障，尤其是測(cè)量浮子出現(xiàn)問(wèn)題，這些特殊罐體就不可能打開(kāi)進(jìn)行設(shè)備維修。由于上述原因使得伺服式液位測(cè)量裝置在特殊罐體中的應(yīng)用受到了的限制?，F(xiàn)有技術(shù)中的一種伺服液位測(cè)量裝置，包括伺服式液位儀和測(cè)量浮子，伺服式液位儀包括伺服電機(jī)、設(shè)置有電磁傳感器的輪鼓組件、編碼器和微處理器，輪轂組件包括內(nèi)輪鼓和外輪鼓，測(cè)量浮子吊系在卷繞在外輪轂的測(cè)量鋼絲上。伺服式液位儀一般固定在罐體的頂 部，測(cè)量浮子置于儲(chǔ)罐內(nèi)，與儲(chǔ)罐內(nèi)的液體保持接觸。上述伺服式液位測(cè)量裝置基于阿基米德原理，測(cè)量浮子處于儲(chǔ)罐內(nèi)被測(cè)液體表面，測(cè)量浮子受到其本身重力和液體的浮力， 在測(cè)量鋼絲上則表現(xiàn)為測(cè)量浮子所受重力和浮力之合力，即測(cè)量鋼絲上的張力。在伺服式液位測(cè)量裝置工作過(guò)程中，隨著罐內(nèi)儲(chǔ)存液體液位的變化，測(cè)量浮子將隨之上升或下降，測(cè)量浮子作用于測(cè)量鋼絲(細(xì)鋼絲)的張力在外輪鼓的磁鐵上產(chǎn)生力矩，從而引起磁通量的變化，輪鼓組件間的磁通量變化導(dǎo)致內(nèi)磁鐵上的電磁傳感器(霍爾元件)輸出電壓信號(hào)發(fā)生變化，其電壓值與存儲(chǔ)在CPU中的參考電壓作比較；上述磁通量的變化使電磁傳感器輸出電壓信號(hào)發(fā)生變化，此時(shí)電壓信號(hào)與微處理器中的參考電壓差值不為零，CPU發(fā)出伺服電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，伺服電機(jī)帶動(dòng)外輪鼓作相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，使測(cè)量浮子以穩(wěn)定的步幅下降或上升，同時(shí)由編碼器記錄下伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，CPU自動(dòng)計(jì)算出測(cè)量浮子的位移量即液位變化量。該伺服式液位測(cè)量裝置就存在上述技術(shù)問(wèn)題。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的伺服液位測(cè)量裝置還有待于進(jìn)一步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的任務(wù)在于解決現(xiàn)有技術(shù)中伺服液位測(cè)量裝置存在的技術(shù)缺陷，提供一種隔離式伺服液位測(cè)量裝置。其技術(shù)解決方案是—種隔離式伺服液位測(cè)量裝置，包括伺服式液位儀、只在頂端設(shè)置有開(kāi)口的立式隔離護(hù)管、套置在立式隔離護(hù)管上的磁性浮球和鐵質(zhì)重力球；伺服式液位儀包括伺服電機(jī)、設(shè)置有電磁傳感器的輪鼓組件、編碼器和微處理器，輪轂組件包括內(nèi)輪鼓和外輪鼓；上述立式隔離護(hù)管除其頂端外，其余管體部分連同磁性浮球安裝在儲(chǔ)罐內(nèi)，磁性浮球浮在儲(chǔ)罐內(nèi)液體的液面上，并可隨儲(chǔ)罐內(nèi)液體液位的變化上升或下降，鐵質(zhì)重力球吊系在卷繞在外輪轂的測(cè)量鋼絲上，并放置在護(hù)管的管腔內(nèi)，磁力浮球與鐵質(zhì)重力球之間能夠產(chǎn)生磁力作用。上述立式隔離護(hù)管是采用透磁材料制成的。上述立式隔離護(hù)管是采用不銹鋼材料制成的。上述磁性浮球包括浮球和設(shè)置在浮球上的永久性磁鐵。上述伺服式液位儀可通過(guò)密封法蘭安裝在立式隔離護(hù)管的頂端開(kāi)口處。上述磁性浮球在隨儲(chǔ)罐內(nèi)液體液位變化相應(yīng)浮動(dòng)過(guò)程中，鐵質(zhì)重力球在垂直方向受到的力也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，鐵質(zhì)重力球作用于測(cè)量鋼絲上的重力在外輪鼓的磁鐵上產(chǎn)生力矩，引起磁通量的變化，磁通量的變化使電磁傳感器輸出電壓信號(hào)發(fā)生變化，此時(shí)由微處理器發(fā)出伺服電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，由伺服電機(jī)帶動(dòng)外輪鼓做出相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)鐵質(zhì)重力球上升或下降，同時(shí)由編碼器記錄下伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)；當(dāng)鐵 質(zhì)重力球到達(dá)磁性浮球某一位置時(shí)，鐵質(zhì)重力球在垂直方向上只受到重力和拉力作用而達(dá)到平衡，由微處理器發(fā)出伺服電機(jī)停止信號(hào)，伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)微處理器自動(dòng)計(jì)算出重力球的位移量即液位變化量，并進(jìn)一步計(jì)算得出儲(chǔ)罐內(nèi)的液位高度。本實(shí)用新型具有以下有益技術(shù)效果I、現(xiàn)有技術(shù)中的伺服液位測(cè)量裝置是基于阿基米德原理，測(cè)量浮子必須處于被測(cè)液體表面上，測(cè)量浮子受到其本身重力和液體的浮力，在測(cè)量鋼絲上則表現(xiàn)為測(cè)量浮子所受重力和浮力之合力，即測(cè)量鋼絲上的張力。而本實(shí)用新型則是利用磁性浮球隨液面上下浮動(dòng)時(shí)，再使鐵質(zhì)重力球感受其磁力的大小間接作用于測(cè)量鋼絲上形成張力。2、本實(shí)用新型有利于保持儲(chǔ)罐的密封性，由于立式隔離護(hù)管的設(shè)置，能夠使液位測(cè)量裝置中的關(guān)鍵部件與儲(chǔ)罐內(nèi)的液體隔離，可適應(yīng)于各種腐蝕性液體。3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易安裝，便于伺服式液位儀的日常維修與保養(yǎng)，當(dāng)伺服式液位儀需要維修時(shí)，只需將鐵質(zhì)重力球從護(hù)管內(nèi)抽出即可展開(kāi)。
以下結(jié)合附圖
與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步說(shuō)明圖I為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為本實(shí)用新型的一種使用狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖I與圖2，一種隔離式伺服液位測(cè)量裝置，包括伺服式液位儀I、只在頂端設(shè)置有開(kāi)口的立式隔離護(hù)管2、套置在立式隔離護(hù)管上的磁性浮球3和鐵質(zhì)重力球4。上述伺服式液位儀包括伺服電機(jī)101、設(shè)置有電磁傳感器102的輪鼓組件、編碼器103和微處理器 104，輪轂組件包括內(nèi)輪鼓105和外輪鼓106。上述立式隔離護(hù)管是采用透磁材料制成的，諸如選用耐腐蝕的不銹鋼制成。上述磁性浮球包括浮球和設(shè)置在浮球上的永久性磁鐵。上述立式隔離護(hù)管除其頂端外，其余管體部分連同磁性浮球安裝在液體儲(chǔ)存罐即儲(chǔ)罐7內(nèi)，磁性浮球浮在儲(chǔ)罐內(nèi)的液體8的液面上，并可隨儲(chǔ)罐內(nèi)液體液位的變化上升或下降，鐵質(zhì)重力球吊系在卷繞在外輪轂的測(cè)量鋼絲5上，鐵質(zhì)重力球放置在護(hù)管的管腔內(nèi)，磁力浮球與鐵質(zhì)重力球之間能夠產(chǎn)生磁力作用。上述伺服式液位儀可通過(guò)密封法蘭6安裝在立式隔離護(hù)管的頂端開(kāi)口處。本實(shí)用新型的工作原理大致是因?yàn)榇判愿∏蚋≡趦?chǔ)罐內(nèi)液體的液面上，當(dāng)液面上升、下降時(shí)磁性浮球也隨之相應(yīng)運(yùn)動(dòng)；鐵質(zhì)重力球在垂直方向受到的力也隨之發(fā)生改變，伺服式液位儀中的伺服電機(jī)通過(guò)輪轂組件上的測(cè)量鋼絲帶動(dòng)鐵質(zhì)重力球上下運(yùn)動(dòng)即上升或下降。本實(shí)用新型在工作過(guò)程中，鐵質(zhì)重力球作用于鋼絲上的重力在外輪鼓的磁鐵上產(chǎn)生力矩，從而引起磁通量的變化。輪鼓組件間的磁通量變化導(dǎo)致內(nèi)磁鐵上的電磁傳感器 (霍爾元件)輸出電壓信號(hào)發(fā)生變化，其電壓值與存儲(chǔ)在微處理器(CPU)中的參考電壓作比較。當(dāng)液面靜止時(shí)，鐵質(zhì)重力球在磁性浮球某一位置上，此時(shí)垂直方向上只受到重力、 拉力作用而達(dá)到力的平衡，電磁傳感器輸出的電壓信號(hào)與CPU中的參考電壓相一致，電壓差值為零，伺服電機(jī)靜止不動(dòng)。當(dāng)液位下降時(shí)，磁性浮球隨液面下降，鐵質(zhì)重力球在垂直方向上受力平衡被打破。 鐵質(zhì)重力球作用于鋼絲上的重力在外輪鼓的磁鐵上產(chǎn)生力矩，引起磁通量的變化。磁通量的變化使電磁傳感器輸出電壓信號(hào)發(fā)生變化，此時(shí)電壓信號(hào)與CPU中的參考電壓差值不為零，C PU發(fā)出伺服電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。伺服電機(jī)帶動(dòng)外輪鼓逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，鐵質(zhì)重力球以穩(wěn)定的步幅下降；鐵質(zhì)重力球在下降的同時(shí)編碼器記錄伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，CPU自動(dòng)計(jì)算出重力球的位移量即液位變化量。當(dāng)鐵質(zhì)重力球運(yùn)動(dòng)到磁性浮球某一位置時(shí)，鐵質(zhì)重力球重新受力平衡，此時(shí)電壓差值為零，CPU發(fā)出伺服電機(jī)停止信號(hào)，伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。CPU根據(jù)液位變化量計(jì)算出鋼絲的罐內(nèi)長(zhǎng)度，其罐內(nèi)長(zhǎng)度設(shè)定為H2，儲(chǔ)罐的高度設(shè)定為H1，該高度為已知高度，因此可計(jì)算出液位高度，設(shè)定液位高度為H，則H = H1-H2。當(dāng)液位上升時(shí)，磁性浮球隨液面上升，鐵質(zhì)重力球在垂直方向上受力平衡被打破。 鐵質(zhì)重力球作用于鋼絲上的重力在外輪鼓的磁鐵上產(chǎn)生力矩，引起磁通量的變化。磁通量的變化使電磁傳感器輸出電壓信號(hào)發(fā)生變化，此時(shí)電壓信號(hào)與CPU中的參考電壓差值不為零，CPU發(fā)出伺服電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)。伺服電機(jī)帶動(dòng)外輪鼓順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，鐵質(zhì)重力球以穩(wěn)定的步幅上升；鐵質(zhì)重力球在上升的同時(shí)編碼器記錄伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)，CPU自動(dòng)計(jì)算出重力球的位移量即液位變化量。當(dāng)鐵質(zhì)重力球運(yùn)動(dòng)到磁性浮球某一位置時(shí)，鐵質(zhì)重力球重新受力平衡，此時(shí)電壓差值為零，CPU發(fā)出伺服電機(jī)停止信號(hào)，伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。CPU根據(jù)液位變化量計(jì)算出鋼絲的罐內(nèi)長(zhǎng)度，該罐內(nèi)長(zhǎng)度設(shè)定為H2，儲(chǔ)罐的高度設(shè)定為H1，該高度為已知高度，因此可計(jì)算出液位高度，設(shè)定液位高度為H，則H = H1-H2。上述方式中未述及的有關(guān)技術(shù)內(nèi)容采取或借鑒已有技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)。需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書(shū)的教導(dǎo)下本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以作出這樣或那樣的容易變化方式，諸如等同方式，或明顯變形方式。上述的變化方式均應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種隔離式伺服液位測(cè)量裝置，其特征在于包括伺服式液位儀、只在頂端設(shè)置有開(kāi)口的立式隔離護(hù)管、套置在立式隔離護(hù)管上的磁性浮球和鐵質(zhì)重力球；伺服式液位儀包括伺服電機(jī)、設(shè)置有電磁傳感器的輪鼓組件、編碼器和微處理器，輪轂組件包括內(nèi)輪鼓和外輪鼓；上述立式隔離護(hù)管除其頂端外，其余管體部分連同磁性浮球安裝在儲(chǔ)罐內(nèi)，磁性浮球浮在儲(chǔ)罐內(nèi)液體的液面上，并可隨儲(chǔ)罐內(nèi)液體液位的變化上升或下降，鐵質(zhì)重力球吊系在卷繞在外輪轂的測(cè)量鋼絲上，并放置在護(hù)管的管腔內(nèi)，磁力浮球與鐵質(zhì)重力球之間能夠產(chǎn)生磁力作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種隔離式伺服液位測(cè)量裝置，其特征在于所述立式隔離護(hù)管是采用透磁材料制成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種隔離式伺服液位測(cè)量裝置，其特征在于所述立式隔離護(hù)管是采用不銹鋼材料制成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種隔離式伺服液位測(cè)量裝置，其特征在于所述磁性浮球包括浮球和設(shè)置在浮球上的永久性磁鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種隔離式伺服液位測(cè)量裝置，其特征在于所述伺服式液位儀可通過(guò)密封法蘭安裝在立式隔離護(hù)管的頂端開(kāi)口處。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種隔離式伺服液位測(cè)量裝置，特征是包括伺服式液位儀、立式隔離護(hù)管、套置在立式隔離護(hù)管上的磁性浮球和鐵質(zhì)重力球；伺服式液位儀包括伺服電機(jī)、設(shè)置有電磁傳感器的輪鼓組件、編碼器和微處理器，輪轂組件包括內(nèi)輪鼓和外輪鼓；立式隔離護(hù)管除頂端外，其余管體連同磁性浮球安裝在儲(chǔ)罐內(nèi)，磁性浮球浮在儲(chǔ)罐內(nèi)液體的液面上，并可隨儲(chǔ)罐內(nèi)液體液位的變化上升或下降，鐵質(zhì)重力球吊系在卷繞在外輪轂的測(cè)量鋼絲上，并放置在護(hù)管的管腔內(nèi)，磁力浮球與鐵質(zhì)重力球之間能夠產(chǎn)生磁力作用。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易安裝，便于伺服式液位儀的日常維修與保養(yǎng)，當(dāng)伺服式液位儀需要維修時(shí)，只需將鐵質(zhì)重力球從護(hù)管內(nèi)抽出即可展開(kāi)。
文檔編號(hào)G01F23/62GK202453046SQ201220060090
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者劉錫珍, 王照強(qiáng), 陳斐 申請(qǐng)人:青島貴和科技有限公司