專利名稱:光電式液位儀的制作方法
本發(fā)明屬于液位自動顯示儀，是一種大量程高精度的光電式液位自動顯示裝置，可用于量程0.5～20米的一切觀測水位的固定或相對固定的場所，其精度可達(dá)±0.5厘米。
已知用于船舶及其它水上建筑物觀測吃水的液位儀均屬水壓式液位儀。這類液位儀觀測時受液體密度和大氣壓力變化的影響，常常需要校正后才能達(dá)到±5厘米的精度，特別是液體相對于敏感元件流動時產(chǎn)生壓力會使這類液位儀產(chǎn)生較大的誤差。
在已知的精度較高的液位儀中有浮子式液位儀(參見日本專利特開昭54-53566和日本專利特開昭53-115266)技術(shù)實質(zhì)最接近的是日本專利特開昭54-53566中所述的浮子式液位儀。這種液位儀是在液位上、下垂直設(shè)立兩個滾筒，滾筒上分別套一條可靈活傳動的傳動帶和一條裝有等間隔電極的固定帶，一裝有磁性導(dǎo)體的浮子固定在傳動帶上。工作時浮體跟蹤液面，磁性導(dǎo)體與固定帶上的相應(yīng)電極接觸，構(gòu)成磁性導(dǎo)體位置識別信號顯示液位。
由于這種液位儀的傳動帶與滾筒的兩處接觸，特別是浮子上的磁性導(dǎo)體與固定帶上的電極緊密接觸產(chǎn)生較大的摩擦力對觀測精度的影響較大，因此這種液位儀的浮子截平面較大，且占用空間大。此外，該儀器的固定帶上等間隔分布的磁化電極常與液體接觸，在海水等腐蝕性較強(qiáng)的液體中易銹損。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種占用空間小，精度高，造價低，易于安裝維修的液位自動觀測裝置，該裝置無需經(jīng)過水密度和大氣壓力的校正即可直接顯示水位值，并能在液體流動時顯示足夠準(zhǔn)確的液位讀數(shù)，尤其是在船舶裝載散裝貨時，可提供高精度的吃水值計量船舶的載重量。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式完成的利用跟蹤液面的浮體上所裝的滑輪保持與垂直設(shè)置的輸電導(dǎo)軌良好接觸，導(dǎo)通電能供浮體上的聚光燈產(chǎn)生跟蹤液面的光束，再由等間隔垂向分布的光敏元件及其電路設(shè)施來顯示判斷光束位置，從而顯示液位。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、準(zhǔn)確可靠、使用方便、安裝維護(hù)容易等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
參照圖Ⅰ，在水位觀測處垂向設(shè)立一個不透光的殼體〔8〕殼體〔8〕的頂端有一可開啟的蓋〔1〕，一個大氣閥〔2〕，一個沖氣閥〔5〕和一塊固定板〔6〕，底部裝有一進(jìn)排水比例閥〔17〕和一塊固定板〔16〕。固定板〔6〕〔16〕將中間由強(qiáng)度較高的絕緣材料隔開的電導(dǎo)軌〔7〕繃直固定在殼體〔8〕內(nèi)，電導(dǎo)軌〔7〕是由導(dǎo)電性能好、耐腐蝕的材料制成的，兩輸電導(dǎo)軌〔7〕分別由導(dǎo)線〔3〕〔4〕引入接電源正、負(fù)極。在殼體〔8〕內(nèi)還有一個可上、下運動的浮體〔13〕，其上固定有一個聚光燈〔12〕并鉸定有一對良導(dǎo)體滾軸滑輪〔9〕，可繞鉸點擺動的滑輪組〔9〕由彈性絕緣圈〔10〕拉緊使之外沿恰與供電導(dǎo)軌〔7〕良好地接觸并不使浮體〔13〕偏轉(zhuǎn)，也可在兩滑輪〔9〕支架上各裝一支電刷〔11〕與滑輪〔9〕外沿良好地接觸，殼體〔8〕距聚光燈〔12〕就近的壁上開有一條形口，該開口由透光板〔14〕封閉。
圖2為光位識別電路示意圖。參照圖2，透光板〔14〕將等間隔垂向分布的光敏元件〔18〕和每個光敏元件〔18〕串接至少二個的邏輯功能元件〔19〕及其一系列輸出端水密封閉形成光位識別電路板〔15〕。圖2所例舉的光敏元件〔18〕為光敏二極管，其間隔為2厘米，每一光敏元件〔18〕串接三個晶體二級管稱之邏輯功能元件〔19〕、〔20〕、〔21〕、〔22〕、〔23〕、〔24〕分別為送數(shù)碼顯示器放大的6、8、0、2、4厘米識別信號輸出端，〔25〕〔26〕分別為9、0分米識別信號輸出端，〔27〕〔28〕為兩相鄰米識別信號輸出端，〔29〕接電源正極。
觀測時，開啟大氣閥〔2〕和進(jìn)排水比例閥〔17〕，使殼體〔8〕外液體溢入殼體〔8〕內(nèi)將浮體〔13〕托起，同時接通電源向電導(dǎo)軌〔7〕、導(dǎo)線〔29〕和數(shù)碼顯示器等供電，兩輸電導(dǎo)軌〔7〕經(jīng)滑輪〔9〕向聚光燈〔12〕供電，聚光燈〔12〕在液面之上的特定高度處發(fā)出光束，經(jīng)透光板〔14〕照射在光位識別電路板〔15〕的對應(yīng)光敏元件〔18〕上，輸出電信號通過邏輯功能元件〔19〕，由所對應(yīng)的米、分米、厘米識別信號輸出端送數(shù)碼顯示器將信號放大后顯示液位值。
產(chǎn)業(yè)制造時，可將光位識別電路板〔15〕中等間隔分布的光敏元件〔18〕壓入透明材料之中，并將與光敏元件〔18〕電連接的一系列相應(yīng)邏輯功能元件〔19〕壓入不透光的材料之中，兩者塑成一體，制成某一單位長度的光位識別電路條形板〔15〕，類似〔20〕〔21〕〔22〕〔23〕〔24〕、〔25〕〔26〕、〔27〕或〔28〕的信號輸出端和電源輸入端〔29〕分別用導(dǎo)線引出接在絕緣排形插頭上，總體安裝時，可根據(jù)基準(zhǔn)液位和聚光燈〔12〕光束高于液面的特定高度確定基準(zhǔn)光敏元件〔18〕位置后，將各條形板〔15〕垂向首尾相連安裝于殼體〔8〕上，然后將各光位識別電路條形板〔15〕所對應(yīng)的絕緣排形插頭按順序插入排形插座板上，由絕緣排形插座板將所得信號送數(shù)碼顯示器識別指示。另可將供電導(dǎo)軌〔7〕制成可緊固相連的若干段。本發(fā)明的觀測精度高低主要取決于光敏元件〔18〕的間隔，采用將光敏元件〔18〕壓入透明材料之中的方法可縮小光敏元件〔18〕的間隔，使顯示精度高于±0.5厘米。
權(quán)利要求
1.一種由浮體[13]、殼體[8]和數(shù)碼顯示器所構(gòu)成的液位自動顯示裝置，其特征在于裝有滑輪[9]、聚光燈[12]的浮體[13]，浮體[13]上的聚光燈[12]照射面為光位識別電路板[15]的位置，光位識別電路板[15]與內(nèi)有電導(dǎo)軌[7]的殼體[8]裝成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于兩條由絕緣材料隔開的電導(dǎo)軌〔7〕垂向穿過浮體〔13〕。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的裝置，其特征在于滑輪〔9〕與電導(dǎo)軌〔7〕良好接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的裝置，其特征在于滑輪〔9〕與聚光燈〔12〕電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于殼體〔8〕兩端裝有大氣閥〔2〕、沖氣閥〔5〕和進(jìn)排水比例閥〔17〕。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝置，其特征在于光位識別電路板〔15〕上的光敏元件〔18〕為等間隔分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1或6所述的裝置，其特征在于每個光敏元件〔18〕至少串接兩個邏輯功能元件〔19〕，各邏輯功能元件〔19〕的輸出端接至相對的米、分米、厘米、毫米輸出線上。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1至7所述的裝置，其特征在于殼體〔12〕開有一條形口，用光位識別電路板〔15〕將其封閉。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種大量程高精度的液位自動顯示裝置，適用于量程0.5～20米的一切觀測水位的固定或相對固定的場所，精度可達(dá)±0.5厘米。它是利用跟蹤液位的浮體上所裝的滑輪保持與垂向設(shè)置的輸電導(dǎo)軌良好地接觸，導(dǎo)通電能，供浮體上的聚光燈產(chǎn)生跟蹤液位的光束，再由等間隔垂向分布的光敏元件及其電路設(shè)施來識別光束位置，繼而顯示液位。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝維修容易、使用保養(yǎng)方便、占用空間小、造價低、準(zhǔn)確、可靠等優(yōu)點。
文檔編號G01F23/30GK86101109SQ86101109
公開日1987年9月2日 申請日期1986年2月20日
發(fā)明者易育寧 申請人:易育寧導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan