專利名稱：：磁觸發(fā)式鍋爐液位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)鍋爐用的磁觸發(fā)式水位顯示報(bào)警裝置，簡(jiǎn)稱磁觸發(fā)式鍋爐液位計(jì)。目前，工業(yè)鍋爐上所使用的液位計(jì)有各種各樣的型式，而利用磁的固有特性所制成的鍋爐液位計(jì)主要共計(jì)有兩類一類是將鍋爐內(nèi)某一水位的變化轉(zhuǎn)變成可動(dòng)部件的翻轉(zhuǎn)，從而直接指示出鍋爐的這一水位位置；另一類是將鍋爐內(nèi)某一水位的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)作為輸出，經(jīng)過變換后顯示出鍋爐這一水位位置。比如國(guó)外一些生產(chǎn)廠商制造的MBSK型浮子式液位計(jì)和國(guó)內(nèi)一些生產(chǎn)廠家制造的UFC型球式磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)，都是應(yīng)用磁偶合原理來檢測(cè)液位，就是當(dāng)浮子在測(cè)量管內(nèi)隨水位上升下降時(shí)，通過浮子內(nèi)的敏感元件(即磁鋼)，與指示球體內(nèi)的多極磁鋼相互偶合，將液位的變化轉(zhuǎn)變成球體的水平旋轉(zhuǎn)或垂直旋轉(zhuǎn)，即液位上升時(shí)紅半球連續(xù)翻向外面，液位下降時(shí)白半球連續(xù)翻向外面，根據(jù)紅半球指示的液位高度讀出具體數(shù)值。這種液位計(jì)可就地直接指示液位，亦可附加液位極限報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離液位報(bào)警和監(jiān)控。但是，由于在球內(nèi)采用了多極磁鋼(如在一個(gè)球體采用了4極或6極磁鋼)，球體的體積不可能做得很小，所以其顯示的液位位置有較大的間隔，即偏差較大，同時(shí)，這種液位計(jì)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。第二類液位計(jì)，如國(guó)內(nèi)一些生產(chǎn)廠家制造的UHM型磁控式鍋爐液位計(jì)，是利用浮子內(nèi)的敏感元件(即磁鋼)，觸發(fā)測(cè)量管外壁上的于式舌簧管，從而輸出電信號(hào)，即當(dāng)浮子隨水位上升時(shí)，使得常開干簧管和常閉干簧管的觸點(diǎn)閉合或斷開，并且自鎖，當(dāng)浮子再回到原處時(shí)，觸點(diǎn)才斷開或閉合。從整體組合上來說，其構(gòu)造較為復(fù)雜，且可靠性不高，實(shí)用性較差。它有如下幾個(gè)缺陷①傳感器(即浮子)的兩端面為平封頭，這會(huì)影響液位測(cè)量的準(zhǔn)確性。國(guó)為鍋爐運(yùn)行時(shí)，其內(nèi)部壓力在不斷變化。當(dāng)其內(nèi)部壓力較高時(shí)，平封頭的浮子容易下沉，從而使其觸發(fā)處于滯后狀態(tài)，這樣就不能保證信號(hào)及時(shí)且準(zhǔn)確的傳輸。且其傳感器采用了三節(jié)式的焊接工藝方法，不易制造。②采用雙邊觸發(fā)的形式。即在其測(cè)量管的外側(cè)采用了雙邊開關(guān)陣列，這樣在調(diào)試時(shí)很難調(diào)好其觸發(fā)距離。如果在測(cè)量管內(nèi)及浮子之間沒有定位機(jī)構(gòu)，則容易造成失控現(xiàn)象。這是由于燒結(jié)型的園形磁鋼，其徑向各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度是不同的，最大處在N極和S極，同時(shí)，極難制造成多極(一般為2極，制造成2極以上極難甚至不可能)，即使采用特殊的組合方式制成多極，也不可能使得徑向各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度相同(即總會(huì)有一處是最弱的)。因?yàn)楦∽釉跍y(cè)量管內(nèi)部(即處于汽水混合狀態(tài)中)會(huì)隨著液體而旋轉(zhuǎn)，所以容易造成失控。③由于其設(shè)計(jì)較復(fù)雜，從一次儀表到顯示控制器之間采用了多達(dá)38～39根連接導(dǎo)線。由于其連接線數(shù)目較多，造成安裝時(shí)布管穿線困難，且導(dǎo)線容易在高溫、多灰塵、水份和腐蝕性氣體中發(fā)生氧化、老化、甚至燒斷等現(xiàn)象。這樣，不但會(huì)給安裝和維修時(shí)帶來不必要的麻煩，且大大地影響了對(duì)液位的監(jiān)控。所以其實(shí)用性較差。④其顯示不夠直觀，它采用了發(fā)光二極管分隔顯示液位，不大符合人的眼晴對(duì)物體的觀感。因?yàn)槿说难劬?duì)物體的觀感是連續(xù)的、立體的。本實(shí)用新型的目的旨在避免現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)的磁觸發(fā)式鍋爐液位計(jì)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種磁觸發(fā)式鍋爐液位計(jì)，其特征在于是由裝在鍋爐汽包上的一次儀表和裝在操作臺(tái)上的顯示控制器組成，其中一次儀表主要由導(dǎo)軌柱(4)、敏感元件(磁鋼)(16)、傳感器(浮子)(17)、測(cè)量管(18)、和定位柱(20)組成，傳感器的兩端采用曲線球面結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的敏感無件即圓形實(shí)芯磁鋼是用兩片非導(dǎo)磁材料固定片(15)夾在其間，并且使得N極或S極的某一極靠近浮子內(nèi)壁的一側(cè)，傳感器和測(cè)量管內(nèi)壁之間靠?jī)蓷l導(dǎo)軌柱定位；干簧管(10)的排布位置與平板玻璃水位計(jì)顯示的水位位置一一對(duì)應(yīng)，干簧管焊接在開關(guān)線路板(6)上而固定在開關(guān)盒(5)內(nèi)，開關(guān)線路采用由干簧管和電阻組成的電阻分壓式磁觸發(fā)開磁陣列，用3根導(dǎo)線將一次儀表與顯示控制器連接。顯示控制器的液位顯示采用光柱色帶發(fā)光體模擬顯示，可根據(jù)需要在任一水位位置時(shí)對(duì)液位進(jìn)行控制和報(bào)警。下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述圖1為本實(shí)用新型中的一次儀表剖面結(jié)構(gòu)示意圖圖2和圖3均是一次儀表傳感器剖面示意圖圖4是磁觸發(fā)開關(guān)陣列原理圖。上述圖中，1為密封螺母、2為上封板、3為連接法蘭、4為導(dǎo)軌柱、5為開關(guān)盒、6為開關(guān)板、7為高溫線、8為電纜線、9為接線端子、10為干簧管(開關(guān)管、常開)11為緩沖彈簧、12為下端板、13為下封板、14為排污閥、15為固定片、16為敏感元件(磁鋼)、17為傳感器(浮子)、18為測(cè)量管、19為限位彈簧、20為定位柱。圖5為本實(shí)用新型中的顯示控制器電路原理圖圖6是顯示控制器面板排布圖圖7是水泵自動(dòng)控制繼電原理圖圖8是風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制繼電原理圖圖9是本實(shí)用新型工作原理方框示意圖下面結(jié)合圖1、圖2和圖3、圖4詳細(xì)說明依據(jù)本實(shí)用新型提出的一次儀表的細(xì)節(jié)及工作情況。本實(shí)用新型的一次儀表具有雙面連接法蘭(3)(當(dāng)然亦可單面)。它的一面與鍋爐汽包法蘭相連接，另一面則接平板玻璃水位計(jì)，形成一個(gè)連通器，如圖1示。傳感器(17)則是一個(gè)根據(jù)阿基米德浮力原理制成的浮子。它內(nèi)部的敏感元件(16)(即園形實(shí)芯磁鋼)，是用兩片非導(dǎo)磁材料固定片(15)夾在其間，并且使得N極或S極的某一極靠近浮子內(nèi)壁的一側(cè)。為了防止磁鋼在浮子運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，用螺絲(圖中未畫出)將兩片非導(dǎo)磁材料固定片相連接，將磁鋼夾緊，使磁鋼不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)；將其整體(即磁鋼及其兩塊固定片和固緊螺栓)放進(jìn)浮子內(nèi)某一位置，然后在浮子的外壁上(即上、下固定片邊緣處)，用氬弧焊碰接。由于浮子是用薄壁非導(dǎo)磁材料制作的，氬弧焊碰接時(shí)所產(chǎn)生的脈沖將上、下固定邊緣處周邊的幾處沖凹，這樣便將磁鋼固緊在浮了內(nèi)某一位置，固定好磁鋼后，在其兩端面用半園球狀封頭接合(凸面向外)，用氬弧焊焊接好；完成以上的步驟后，可用某一導(dǎo)磁材料在浮子外壁碰觸，在吸力最大處(此處便是最靠近N極或S極某一極)的外壁上，用一段非導(dǎo)磁材料作為定位柱(20)，用氬弧焊將其點(diǎn)焊在浮子外壁上。如圖1、圖2和圖3所示。當(dāng)將鍋爐內(nèi)的汽水引至一次儀表測(cè)量管(18)內(nèi)，液位的高度達(dá)到某一位置時(shí)，傳感器受到浮力的作用，沿著固定在測(cè)量管內(nèi)的兩條導(dǎo)軌(4)的中間(如圖3示)上升，由于兩條導(dǎo)軌之間只有一定的寬度，且整個(gè)傳感器的最大外徑(包括定位柱的直徑在內(nèi))要比測(cè)量管內(nèi)徑減去導(dǎo)軌的直徑的差值還要大，但比測(cè)量管內(nèi)徑小，所以浮子只能隨液體上升下降而不會(huì)左右旋轉(zhuǎn)，這樣，便確保了觸發(fā)的可靠性。當(dāng)傳感器升至某一干簧管(10)的位置時(shí)，由于干簧管的排布位置是與平板玻璃水位計(jì)顯示的水位位置(可把它看成是鍋爐內(nèi)的實(shí)際水位位置)一一對(duì)應(yīng)的，且干簧管是焊接在開關(guān)線路板(6)上而固定在開關(guān)盒(5)內(nèi)的，所以此時(shí)某一干簧管受到磁場(chǎng)力的作用而觸發(fā)，即其常開接點(diǎn)(干簧管全是帶常開接點(diǎn)的干簧管)閉合，如若此時(shí)磁觸發(fā)開關(guān)陣列(如圖4示)接有電壓，由于某一干簧管閉合，通過電阻分壓而得到某一電壓，此電壓作為信號(hào)電壓，通過耐高溫導(dǎo)線(7)、接線端子(9)和連接導(dǎo)線(8)饋送至顯示控制器，如圖1和圖2所示。上封板(2)上的螺母(1)是起密封作用的，如圖1示，如要求接電接點(diǎn)壓力表，可將螺母擰開，在此位置裝上電接點(diǎn)壓力表，可實(shí)現(xiàn)超壓報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)。上封板下面的彈簧(19)起限位作用，當(dāng)傳感器隨液體而上升至最高一處的干簧管所在的位置時(shí)(此時(shí)平板水位計(jì)顯示的液位是滿水狀態(tài))，如若鍋爐內(nèi)繼續(xù)進(jìn)水(本機(jī)處于手動(dòng)狀態(tài)，人為水泵進(jìn)水)，傳感器將不會(huì)再上升，即保持最高水位顯示。下端板(12)是與測(cè)量管焊合在一起的，作為放進(jìn)傳感器的入口，下封板(13)與閥門(14)焊合在一起，下端板和下封板用螺栓(圖1中未畫出)固緊，起密封及連接作用；閥門起排污作用；彈簧(11)起緩沖作用，以避免對(duì)測(cè)量管內(nèi)進(jìn)行排污沖洗時(shí)損壞傳感器。下面結(jié)合圖5、圖6、圖7和圖8詳細(xì)說明依據(jù)本實(shí)用新型提供的磁觸發(fā)式鍋爐液位計(jì)顯示控制器的細(xì)節(jié)及工作情況。設(shè)定一次儀表連接法蘭中心距L(如圖1示)和平板玻璃水位計(jì)連接法蘭中心距均為440mm以可視高度為200mm，其中心水位為0mm的平板玻璃水位計(jì)為基準(zhǔn)，將每只干簧管按如下高度位置排列g(shù)1←→-100mm；g2←→-75mm；g3←→-50mm；g4←→-25mm；g5←→+0mm；g6←→+25mm；g7←→+50mm；g8←→+75mm；g9←→+100mm；g10←→+125mm。每只干簧管的間隔為25mm(實(shí)際上是每只干簧管中間觸點(diǎn)之間的距離，一般其間隔為30mm以下)，共分10個(gè)點(diǎn)(當(dāng)然可采用20個(gè)點(diǎn)等有限點(diǎn)數(shù))，如圖4所示。同時(shí)設(shè)定-75mm為低水位斷風(fēng)機(jī)水位位置(即當(dāng)水位低于-75mm時(shí)，本裝置能自動(dòng)切斷風(fēng)機(jī)電源，使風(fēng)機(jī)停止工作，以下同)。-50mm為低水位報(bào)警水位位置；-25mm為低水位起泵水位位置；+50mm為高水位停泵水位位置；+75mm為高水位報(bào)警水位位置。以上的設(shè)定只是一種方案，不是唯一的，可根據(jù)需要設(shè)定各功能位置，如可設(shè)置0mm為低水位起泵水位位置，+25mm為高水位停泵水位位置等，這可通過調(diào)節(jié)電位器W方便地達(dá)到，如圖5所示。下面分別列表敘述本實(shí)用新型的各個(gè)功能1、水位模擬顯示功能<tablesid="table1"num="001"><table>鍋爐實(shí)際水位位置(mm)磁觸發(fā)開關(guān)陣輸出電壓(v)光柱顯示的水位位置(mm)-100以下0無顯示-1001．2-100-752．4-75-503．6-50-254．8-2506．00+257．2+25+508．4+50+759．6+75+10010．8+100+12512+125</table></tables>2、自動(dòng)控制功能a、水泵自動(dòng)控制(1)水位上升時(shí)</tables>(2)水位下降時(shí)</tables>水泵自動(dòng)控制狀態(tài)是指將扭子開關(guān)K1打向“自動(dòng)”方向時(shí)，本裝置所具備的自動(dòng)控制功能，實(shí)際上是根據(jù)需要將水位控制在某個(gè)范圍之內(nèi)，如圖5和圖7所示，其中J32和J41分別是繼電器J3和J4的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)；SK1是停止按鈕，QK1是起動(dòng)按鈕，C1是交流接觸器，c1是其常開觸頭。b、風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制(1)水位上升時(shí)2)水位下降時(shí)風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制狀態(tài)是指將扭子開關(guān)K2打向“自?！狈较驎r(shí)，本裝置所具備的控制功能。風(fēng)機(jī)的啟玷還需用人工起礎(chǔ)的方式，如圖5和圖8所示，其中Jl2是繼電器J1的常開觸點(diǎn)；SK2是鼓風(fēng)機(jī)控制的停止按鈕，QK3是起動(dòng)按鈕。C2是交流接觸器，c2是其常開觸頭；SK3是引風(fēng)機(jī)控制的停止按鈕。QK3是起曲按鈕，C3是交流接觸器，c3是其常開觸頭。3、高、低水位報(bào)警功能注×-表示不報(bào)警；√-表示報(bào)警，且高、低水位報(bào)警聲音可區(qū)分，低水位報(bào)警聲音似警車聲，高水位報(bào)警聲音似消防車聲。本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)①傳感器(即浮子)的兩端面采用曲線球面結(jié)構(gòu)，減少了測(cè)量的滯后和誤差。同時(shí)，傳感器內(nèi)磁鋼的定位(即將磁鋼及其定位片固定在傳感器內(nèi)某一個(gè)位置)采用了外定位的工藝方法。這樣，既保證了傳感器的耐壓性能和密封性能，又簡(jiǎn)化了焊接工藝，方便了制造。②傳感器和測(cè)量管內(nèi)壁之間采用了導(dǎo)軌定位的工藝方法，保證了觸發(fā)的可靠性。③采用單邊觸發(fā)的形式，這樣既保證了觸發(fā)的可靠性，又解決了調(diào)試難的問題。④開關(guān)線路采用了由干簧管和電阻組成的電阻分壓式磁觸發(fā)開關(guān)陣列，將對(duì)液位的多點(diǎn)測(cè)量轉(zhuǎn)換成對(duì)電壓的測(cè)量，這樣，只用3根導(dǎo)線便能將信號(hào)有效地傳輸給顯示控制器，不僅簡(jiǎn)化了顯示控制電路的設(shè)計(jì)，而且大大地方便了安裝和維修，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。⑤顯示液位采用光柱發(fā)光體色帶顯示(即無水時(shí)無顯示，有水時(shí)綠色色帶顯示液位)，具有立體感和逼真感。⑥控制原理采用了將信號(hào)電壓與標(biāo)準(zhǔn)電壓比較的輸入電壓形式，使得控制簡(jiǎn)單而可靠，同時(shí)，由于標(biāo)準(zhǔn)電壓可調(diào)，即相當(dāng)于控制可調(diào)，也就是說，可根據(jù)需要在任一水位位置時(shí)進(jìn)行控制或報(bào)警，這樣就具備了很強(qiáng)的實(shí)用性。因此，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)巧妙合理，結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，它具有如下的功能水位摸擬顯示和自動(dòng)控制，高、低水位報(bào)警和低水位聯(lián)鎖保護(hù)停爐，當(dāng)外接電接點(diǎn)壓力表時(shí)可實(shí)現(xiàn)超壓報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)。它是一種功能比較齊全，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，動(dòng)作靈敏可靠，使用壽命較長(zhǎng)，安裝維修方便的新型鍋爐水位顯示控制報(bào)警裝置。權(quán)利要求1.一種磁觸發(fā)式鍋爐液位計(jì)，其特征在于是由裝在鍋爐汽包上的一次儀表和裝在操作臺(tái)上的顯示控制器組成，其中一次儀表主要由導(dǎo)軌柱(4)、敏感元件(磁鋼)(16)、傳感器(浮子)(17)、測(cè)量管(18)、和定位柱(20)組成，傳感器的兩端采用曲線球面結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的敏感元件即圓形實(shí)芯磁鋼是用兩片非導(dǎo)磁材料固定片(15)夾在其間，并且使得N極或S極的其一極靠近浮子內(nèi)壁的一側(cè)，傳感器和測(cè)量管內(nèi)壁之間靠?jī)蓷l導(dǎo)軌柱定位干簧管(10)的排布位置與平板玻璃水位計(jì)顯示的水位位置一一對(duì)應(yīng)，干簧管焊接在開關(guān)線路板(6)上而固定在開關(guān)盒(5)內(nèi)，開關(guān)線路采用由于簧管和電阻組成的電阻分壓式磁觸發(fā)開磁陣列，用3根導(dǎo)線將一次儀表與顯示控制器連接，顯示控制器的液位顯示采用光柱色帶發(fā)光體模擬顯示，可根據(jù)需要在任一水位位置時(shí)對(duì)液位進(jìn)行控制和報(bào)警。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁觸發(fā)式鍋爐液位計(jì)，其特征在于顯示控制器的水泵自動(dòng)控制狀態(tài)是將扭子開關(guān)K1打向“自動(dòng)”方向，J32和J41分別是繼電器J3和J4的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，C1是交流接觸器c1是其常開觸頭；3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁觸發(fā)式鍋爐液位計(jì)，其特征在于顯示控制器的風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制狀態(tài)是將扭子開關(guān)K2打向“自?！狈较?，J12是繼電器J1的常開觸點(diǎn)，在鼓風(fēng)機(jī)控制時(shí)C2是交流接觸器，c2是其常開觸頭；在引風(fēng)機(jī)控制時(shí)，C3是交流接觸器，c3是其常開觸頭。專利摘要本實(shí)用新型提供了一種技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)的磁觸發(fā)式鍋爐液位計(jì)，其特征在于傳感器(即浮子)的兩端面采用曲線球面結(jié)構(gòu),傳感器敏感元件(即磁鋼)的定位采用外定位法,傳感器和測(cè)量管內(nèi)壁之間采用導(dǎo)軌定位法,磁觸發(fā)開關(guān)陣列的觸發(fā)采用單邊觸發(fā),開關(guān)線路采用由干簧管和電阻組成的電阻分壓式磁觸發(fā)開關(guān)陣列,只用3根導(dǎo)線將一次儀表與顯示控制器相連接。液位的顯示采用光柱色帶發(fā)光體模擬顯示,可根據(jù)需要在任一水位位置對(duì)液位進(jìn)行控制和報(bào)警。文檔編號(hào)G01F23/30GK2303280SQ97240269公開日1999年1月6日申請(qǐng)日期1997年7月4日優(yōu)先權(quán)日1997年7月4日發(fā)明者鐘漢武,郭志文申請(qǐng)人:南寧市六洋經(jīng)貿(mào)有限責(zé)任公司