一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子，本實(shí)用新型包括環(huán)形圍體（2）和固定在環(huán)形圍體（2）下方或上方的配重（1）；在環(huán)形圍體（2）內(nèi)形成的容腔為液體容腔（3），配重（1）體積的比重設(shè)置為與所位于的液體密度相同。本實(shí)用新型能夠確保和液體分界面在同一水平高度，方便傳感器安放和測(cè)量計(jì)算的適用于兩種不相溶液體分界面的浮子。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 —種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專(zhuān)利屬于液位測(cè)量?jī)x器，尤其是涉及一種新型液體分層面高度測(cè)量的“杯形”浮子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，適用于監(jiān)測(cè)互不相溶的兩種液體之間界面的場(chǎng)合。
【背景技術(shù)】
[0002]在油庫(kù)管理、石油化工、醫(yī)藥制造、以及自來(lái)水廠、污水處理廠等領(lǐng)域，常出現(xiàn)兩種不相溶液體共存于一個(gè)體系內(nèi)的情況，兩種液體之間的分界面是一個(gè)重要的測(cè)量與控制技術(shù)參數(shù)。目前常用的液位傳感器針對(duì)特定的兩種液體的不同密度，對(duì)浮子進(jìn)行配重，使浮子密度介于兩種液體密度之間，使得浮子可以懸浮于兩種液體分界面。然而這種浮子由于配重是固定的，當(dāng)兩種液體中有一種或一種以上液體的密度會(huì)隨著環(huán)境參數(shù)(如溫度、壓力等)而改變時(shí)，浮子和液體分界面的相對(duì)位置會(huì)發(fā)生變化，由此產(chǎn)生的誤差無(wú)法滿足需要精確測(cè)量場(chǎng)合的要求。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利200910073457.4提出了一種兩相液體液位傳感器的制造方法，提出了一種“碟形”浮子的設(shè)計(jì)方案。但是該專(zhuān)利技術(shù)不能解決液體密度發(fā)生變化時(shí)浮子位置變化的問(wèn)題。
[0004]中國(guó)專(zhuān)利200720123279.8提出了一種液面界定棒，可以用于水和二硫化碳混合液體的分界面界定，然而該專(zhuān)利技術(shù)同樣不能補(bǔ)償液體密度變化導(dǎo)致的誤差。
[0005]傳統(tǒng)的液位浮子存在的以下問(wèn)題:(I)傳統(tǒng)液位浮子在不同密度不相溶的液體中一種或兩種液體密度發(fā)生改變時(shí)，相對(duì)于液體分界面的相對(duì)位置會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生誤差；
(2)傳統(tǒng)液位計(jì)浮子由于浮子自身的空間尺寸緣故，無(wú)法直觀地、精確地給出液體分界面的具體位置，給測(cè)量和傳感器的安置帶來(lái)一定困難。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足之處而提供一種能夠自發(fā)修正液體密度變化導(dǎo)致的浮子位置變化；能夠確保和液體分界面在同一水平高度，方便傳感器安放和測(cè)量計(jì)算的適用于兩種不相溶液體分界面的浮子。
[0007]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子，本實(shí)用新型特征是，包括環(huán)形圍體和固定在環(huán)形圍體下方或上方的配重；在環(huán)形圍體內(nèi)形成的容腔為液體容腔，配重體積的比重設(shè)置為與所位于的液體密度相同。
[0009]本實(shí)用新型由環(huán)形圍體圍成的液體容腔為一個(gè)或一個(gè)以上。
[0010]本實(shí)用新型液體容腔的橫截面為圓形或矩形。
[0011]本實(shí)用新型液體容腔的形狀為直壁形筒體或杯形體。
[0012]本實(shí)用新型當(dāng)液體容腔為一個(gè)獨(dú)立的形狀時(shí)，環(huán)形圍體設(shè)置為外側(cè)一圈。
[0013]本實(shí)用新型當(dāng)液體容腔為一個(gè)以上的形狀時(shí)，環(huán)形圍體設(shè)置為外側(cè)圍板和內(nèi)側(cè)間板組合而成。[0014]本實(shí)用新型環(huán)形圍體為薄型輕質(zhì)硬質(zhì)材料。
[0015]本實(shí)用新型工作原理是，對(duì)于上層液體密度易發(fā)生變化、下層液體密度相對(duì)穩(wěn)定的場(chǎng)合，選擇具有一個(gè)向上敞開(kāi)口的浮子。對(duì)浮子下部的空間進(jìn)行配重，使得浮子下部空間的比重等于下層液體的密度。浮子工作時(shí)，將浮子上層的“杯形”空間裝滿上層液體，此時(shí)浮子整體的等效密度介于兩種液體密度之間。浮子下部由于配重，其密度和下層液體相同；上層不計(jì)輕質(zhì)外壁的質(zhì)量，由于灌滿上層液體，其密度和上層液體一致。顯然當(dāng)浮子上下層分界面(“杯形”空間底部)和液體分界面處于同一水平高度時(shí)，浮子受到的浮力和重力相同?？梢酝ㄟ^(guò)計(jì)算證明，浮子此時(shí)在液體分界面附近處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。若上層液體的密度因溫度或壓強(qiáng)而發(fā)生變化，由于浮子杯形空間內(nèi)的液體同樣會(huì)發(fā)生變化，將補(bǔ)償上層液體密度的變化，因此浮子相對(duì)于杯形空間的相對(duì)位置保持不變。
[0016]若下層液體密度易發(fā)生變化，則選擇具有一個(gè)向下敞開(kāi)口的浮子，浮子上部配重為上層液體的密度，并將下部“杯形”空間內(nèi)完全填滿下層液體；若上下層液體密度都易發(fā)生變化，則選擇具有上、下兩個(gè)敞開(kāi)口的浮子，并將其上下“杯形”空間分別填滿上下層液體，并將其定位于分界面附近。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是，能夠自發(fā)修正液體密度變化導(dǎo)致的浮子位置變化；能夠確保和液體分界面在同一水平高度，方便傳感器安放和測(cè)量計(jì)算并能夠適用于兩種不相溶液體分界面。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型補(bǔ)償上層液體密度變化的浮子剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是圖1的一種圓形的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是配重結(jié)構(gòu)實(shí)施例的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是補(bǔ)償下層液體密度變化的浮子剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本實(shí)用新型液體容腔為一個(gè)以上時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中標(biāo)號(hào):H為浮子高度，a為浮子“杯形”空間的深度，d為浮子直徑，b為浮子配重部分的高度；d2為浮子“杯形”空間的直徑。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1，圖2，圖3，圖4，圖5。一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子，本實(shí)用新型特征是，包括環(huán)形圍體2和固定在環(huán)形圍體2下方或上方的配重I ;在環(huán)形圍體2內(nèi)形成的容腔為液體容腔3，配重I體積的比重設(shè)置為與所位于的液體密度相同。
[0025]本實(shí)用新型由環(huán)形圍體2圍成的液體容腔3為一個(gè)或一個(gè)以上。
[0026]本實(shí)用新型液體容腔3的橫截面為圓形或矩形。
[0027]本實(shí)用新型液體容腔3的形狀為直壁形筒體或杯形體。
[0028]本實(shí)用新型當(dāng)液體容腔3為一個(gè)獨(dú)立的形狀時(shí)，環(huán)形圍體2設(shè)置為外側(cè)一圈。
[0029]本實(shí)用新型當(dāng)液體容腔3為一個(gè)以上的形狀時(shí)，環(huán)形圍體2設(shè)置為外側(cè)圍板2.1和內(nèi)側(cè)間板2.2組合而成。
[0030]本實(shí)用新型環(huán)形圍體2為薄型輕質(zhì)硬質(zhì)材料。
[0031]實(shí)施例本實(shí)用新型是根據(jù)液體的密度變化特性選擇浮子的設(shè)計(jì)方案。[0032]配重I位于浮子下部，將其體積的比重設(shè)為與下層液體密度相同；環(huán)形圍體2設(shè)為圓形的“杯形”空間的外壁，環(huán)形圍體2使用硬質(zhì)輕質(zhì)薄型材料制成，盡量做薄；液體容腔3設(shè)為“杯形”的空間。工作時(shí)，將液體容腔3其中灌滿上層液體，確保沒(méi)有混入下層液體或固體雜質(zhì)。將其沉入液體中，整個(gè)浮子將自發(fā)沉下至液體分界面。
[0033]配重I可以小于環(huán)形圍體2的橫截面，在豎直方向上無(wú)需各處保持一致，這種結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案并不會(huì)影響到浮子的使用效果。
[0034]將浮子配重I體積的比重設(shè)為與上層液體密度相同，下部“杯形”的液體容腔3空間灌滿下層液體，浮子將自發(fā)定位于液體分界面。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子，其特征是，包括環(huán)形圍體(2)和固定在環(huán)形圍體(2)下方或上方的配重(I);在環(huán)形圍體(2)內(nèi)形成的容腔為液體容腔(3)，配重(O體積的比重設(shè)置為與所位于的液體密度相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子，其特征是，由環(huán)形圍體(2)圍成的液體容腔(3)為一個(gè)或一個(gè)以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子，其特征是，液體容腔(3)的橫截面為圓形或矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子，其特征是，液體容腔(3)的形狀為直壁形筒體或杯形體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子，其特征是，當(dāng)液體容腔(3)為一個(gè)獨(dú)立的形狀時(shí),環(huán)形圍體(2)設(shè)置為外側(cè)一圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種適用于兩種不相溶液體分界面的浮子，其特征是，當(dāng)液體容腔(3)為一個(gè)以上的形狀時(shí)，環(huán)形圍體(2)設(shè)置為外側(cè)圍板(2.1)和內(nèi)側(cè)間板(2.2)組合而成。
【文檔編號(hào)】G01F23/76GK203705020SQ201320736252
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】王也, 田敏, 莊嚴(yán), 許春美 申請(qǐng)人:云南航天工業(yè)有限公司