專利名稱：液位及界面?zhèn)鞲衅鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測量大罐里液位及界面?zhèn)鞲衅鳌?br> 在測量大罐中裝有單一介質(zhì)(例如油或水)的液位時(shí)，或者在測量兩種介質(zhì)(例如油水混裝罐)的總液位及油水界面的位置時(shí)，由于罐大體高，其液位或界面的位置要隨時(shí)了解，由人工蹬高撈油的原始方法進(jìn)行觀察是很麻煩的，尤其在冬季，爬梯和罐頂上有油或冰，又冷又滑，是很危險(xiǎn)的；況且這種方法所得兩種介質(zhì)之間界面的值誤差是很大的，需要一種能產(chǎn)生液位或界面信號(hào)的傳感器(一次儀表)，然后傳送到二次儀表上。二次儀表有的采用運(yùn)放和數(shù)字電路組成，也有的采用單片機(jī)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)進(jìn)行可計(jì)算出其液位或界面的位置。目前應(yīng)用在這方面的傳感器，較為先進(jìn)的是在每個(gè)串聯(lián)電阻上并聯(lián)舌簧管裝在一個(gè)鋼管內(nèi)，鋼管外面是浮子環(huán)，浮子環(huán)里裝有對(duì)稱的永久磁體，利用磁體產(chǎn)生的磁場使舌簧管閉合，可產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)傳給二次儀表處理。如測量兩種介質(zhì)界面的位置，可用兩個(gè)比重不同的浮子環(huán)，一個(gè)浮子環(huán)的比重小于界面之上的介質(zhì)比重；另一個(gè)浮子環(huán)的比重在兩種介質(zhì)的比重之間，可輸出總液面和界面兩個(gè)位置信號(hào)供二次儀表處理和顯示。經(jīng)使用發(fā)現(xiàn)上述傳感器存在如下不足1．精度不高。其精度取決于兩個(gè)相鄰舌簧管之間的擺放距離，一般在2cm左右。顯示數(shù)值呈現(xiàn)階躍式變化。
2．舌簧管最容易出現(xiàn)的故障是當(dāng)磁場去掉后，舌簧管有不釋放的現(xiàn)象出現(xiàn)，造成二次儀表永遠(yuǎn)顯示一個(gè)固定液位值，導(dǎo)致檢測失敗。
3．一旦舌簧管出現(xiàn)故障進(jìn)行現(xiàn)場更換是相當(dāng)麻煩的事，從幾百個(gè)舌簧管中找出失效的舌簧管需要逐個(gè)檢查才行，比重新安裝還困難。
4．由于幾百只舌簧管和電阻是焊接在電路板上的，在幾百個(gè)焊點(diǎn)中一旦出現(xiàn)一個(gè)焊點(diǎn)不牢固，則此處的舌簧管就失效，導(dǎo)致精度下降。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述目前技術(shù)中存在的問題，而提供一種精度高、不易出現(xiàn)故障的液位及界面?zhèn)鞲衅鳌?br> 本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來達(dá)到被測大罐里安裝豎向不銹鋼管，鋼管里插入有電源的導(dǎo)線和可構(gòu)成回路的電阻線；該導(dǎo)線與電阻線上套有可構(gòu)成短路的導(dǎo)體滑塊，同時(shí)鋼管里裝有該滑塊的滑軌架；鋼管上套有產(chǎn)生磁力可使滑塊同步滑動(dòng)的磁性浮子環(huán)，該浮子環(huán)位于大罐里液位面上，構(gòu)成液位傳感器。當(dāng)上述大罐里有兩種介質(zhì)液體時(shí)，在其界面處于導(dǎo)線、電阻線上另套有和上述滑塊相同的下滑塊、于鋼管上套有可使下滑塊同步滑動(dòng)的下磁性浮子環(huán)，構(gòu)成兩種介質(zhì)之間界面?zhèn)鞲衅鳌?br> 上述導(dǎo)線可采用銅導(dǎo)線，可繞成螺旋管狀導(dǎo)線，與滑塊接觸良好?？刹捎勉t鋁合金(Cr25Al5)電阻線，可繞成螺旋狀電阻線，該電阻線的兩端連接導(dǎo)線伸出鋼管輸出信號(hào)?？刹捎脤?dǎo)體片兩端制成套、中間凸起的導(dǎo)體滑塊，導(dǎo)線與電阻線從導(dǎo)體滑塊上兩側(cè)套中穿過。由上述技術(shù)方案構(gòu)成大罐里液位和界面?zhèn)鞲衅?，上浮子環(huán)隨液位升降而升降，并吸引上滑塊同步升降，導(dǎo)線通過滑塊與電阻線構(gòu)成回路，回路中的電流隨阻值的變化而變化，輸出的是變化的電流信號(hào)，再傳給二次儀表可準(zhǔn)確計(jì)算出當(dāng)時(shí)的液位。同理，可根據(jù)下浮子環(huán)及下滑塊的升降而計(jì)算出界面的位置，實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)目的。
本實(shí)用新型與上述目前技術(shù)舌簧管傳感器相比可具有如下優(yōu)點(diǎn)選用導(dǎo)線與電阻線之間有構(gòu)成短路的導(dǎo)體滑塊套接，其中導(dǎo)體滑塊沿滑軌架升降滑動(dòng)。上述構(gòu)件都裝于密封管里，不會(huì)被污染，使導(dǎo)線、電阻線與導(dǎo)體滑塊之間接觸良好。當(dāng)密封管上套的磁性浮子環(huán)隨液位升降時(shí)，使導(dǎo)體滑塊同步升降；即液位有升降而導(dǎo)體滑塊跟隨升降，而導(dǎo)體滑塊的升降使導(dǎo)線V→導(dǎo)體滑塊12→電阻線14→導(dǎo)線S2構(gòu)成的回路阻值有變化，傳給二次儀表的電流值也有變化，從而可計(jì)出大罐里液位值，計(jì)量精度高于舌簧管傳感器；同時(shí)在使用過程中導(dǎo)線、電阻線不存在“不釋放”的問題，大罐里有液位變化，即有液位信號(hào)輸出，靈敏度好，因而反映出計(jì)量精度高。如果大罐里裝的是兩種介質(zhì)，根據(jù)介質(zhì)的比重來設(shè)計(jì)磁性浮子環(huán)的比重，在總液位面和兩種介質(zhì)界面處各設(shè)一套磁性浮子環(huán)和導(dǎo)體滑塊，界面處導(dǎo)體滑塊位置的變化，使導(dǎo)線V→下導(dǎo)體滑塊15→電阻線14→導(dǎo)線S3構(gòu)成的回路阻值的變化，傳出變化的電流信號(hào)可計(jì)出大罐里兩種介質(zhì)界面值。由導(dǎo)線和電阻線構(gòu)成的傳感器，結(jié)構(gòu)簡單，焊點(diǎn)少，使用可靠，性能穩(wěn)定，減少維修量。
附

圖1是大罐5里安裝本傳感器示意圖；附圖2是圖1大罐5里傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3,4是圖1導(dǎo)體滑塊12主、俯視圖；附圖5,6是圖1滑軌架11的主、俯視圖；附圖7是圖2傳感器的電路原理圖。
以下結(jié)合附圖將對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明
由圖1結(jié)合圖2所示，大罐5里安裝有豎向不銹鋼管2，在大罐的頂部予以固定，或通過萬向節(jié)連接；鋼管2下端被封口，上端伸出罐的頂部。在鋼管2里插入有電源V的導(dǎo)線13和可構(gòu)成回路的電阻線14，在導(dǎo)線13和電阻線14上套有可構(gòu)成短路的導(dǎo)體滑塊12；導(dǎo)體滑塊12使二線(13,14)有間隔并沿其滑動(dòng)，在滑動(dòng)過程中能形成電接觸；同時(shí)鋼管2里裝有滑塊12的滑軌架11。鋼管2上套有產(chǎn)生磁力可使滑塊12同步滑動(dòng)的磁性浮子環(huán)3，浮子環(huán)3位于大罐5里液位面上，構(gòu)成液位傳感器，對(duì)大罐里單一介質(zhì)可進(jìn)行液位信號(hào)輸出。如果大罐5里有兩種介質(zhì)(8,6)時(shí)，按同樣方式在其界面7處于導(dǎo)線13、電阻線14上套有和滑塊12相同的下滑塊15、于鋼管2上套有可使滑塊15同步滑動(dòng)的下磁性浮子環(huán)4；二浮子環(huán)(3,4)可根據(jù)阿基米德定律來設(shè)計(jì)，使浮子環(huán)3浮在液(總液)位面9上、浮子環(huán)4浮在兩種介質(zhì)界面處。
上述導(dǎo)線13可采用銅或不銹鋼導(dǎo)線，可繞成螺旋管狀，與導(dǎo)體滑塊接觸良好形成短路連接。電阻線可采用鉻鋁合金(Cr25Al5)，也可繞成螺旋管狀。由圖3,4所示，可采用不銹鋼導(dǎo)體片，兩端制成套16、中間凸起的導(dǎo)體滑塊(12,15)，導(dǎo)線與電阻線從導(dǎo)體滑塊上兩側(cè)套16中穿過。由圖5,6所示，滑軌架11可與鋼管2同長，分兩體扣合成盒，每側(cè)可為“山形”與滑塊相配合，滑塊在盒里上下滑動(dòng)。由圖7所示，電阻線兩端通過導(dǎo)線(S1,S2)與導(dǎo)線13穿出鋼管2構(gòu)成電纜1與二次儀表聯(lián)接。浮子環(huán)(3,4)上鑲有磁環(huán)10，其磁力可使滑塊12或滑塊15同步上下滑動(dòng)。權(quán)利要求1．一種涉及測量大罐里液位及界面?zhèn)鞲衅?，包括大?5)及大罐(5)里安裝的豎向不銹鋼管(2)，鋼管(2)上套有磁性浮子環(huán)(3)，其特征在于a．鋼管(2)里插入有電源的導(dǎo)線(13)和可構(gòu)成回路的電阻線(14)，在導(dǎo)線與電阻線(13,14)上套有可構(gòu)成短路的導(dǎo)體滑塊(12)，同時(shí)鋼管(2)里裝有滑塊(12)的滑軌架(11)；b．鋼管(2)上套有可使滑塊(12)同步滑動(dòng)的磁性浮子環(huán)(3)，浮子環(huán)(3)位于大罐(5)里液位面上。c．當(dāng)大罐(5)里有兩種介質(zhì)液體時(shí)，在其界面處于導(dǎo)線(13)、電阻線(14)上套有和滑塊(12)相同的滑塊(15)、于鋼管(2)上套有可使滑塊(15)同步滑動(dòng)的磁性浮子環(huán)(4)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位及界面?zhèn)鞲衅?，其特征在于可采用鋼?dǎo)線(13)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位及界面?zhèn)鞲衅?，其特征在于可采用鉻鋁合金(Cr25Al5)電阻線(14)，電阻線(14)的兩端聯(lián)接導(dǎo)線(S2,S1)伸出鋼管(2)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位及界面?zhèn)鞲衅?，其特征在于可采用不銹鋼導(dǎo)體片兩端制成套(16)、中間凸起的導(dǎo)體滑塊(12)，導(dǎo)線與電阻線(13,14)從導(dǎo)體滑塊(12)上兩側(cè)套中穿過。
5．根據(jù)權(quán)利要求1或2或4任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的液位及界面?zhèn)鞲衅?，其特征在于可采用螺旋管狀?dǎo)線(13)。
6．根據(jù)權(quán)利要求1或3至4任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的液位及界面?zhèn)鞲衅?，其特征在于可采用螺旋管狀電阻線(14)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及大罐里電阻式液位及界面?zhèn)鞲衅?它工作性能穩(wěn)定且精度高。它是在大罐5里裝豎向不銹鋼管2,鋼管2里插入有電源的導(dǎo)線13和可構(gòu)成回路的電阻線14,導(dǎo)線與電阻線上套有可構(gòu)成短路的上、下導(dǎo)體滑塊(12,15);鋼管2里裝有滑塊的滑軌架11,鋼管2外套有產(chǎn)生磁力可使滑塊(12或15)同步滑動(dòng)的上、下磁性浮子環(huán)(3,4),浮子環(huán)(3,4)位于液位面、界面(9,7)上,構(gòu)成電阻式液位及界面?zhèn)鞲衅鳌?br> 文檔編號(hào)G01F23/30GK2347145SQ9824070
公開日1999年11月3日 申請日期1998年9月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月7日
發(fā)明者張賡毅, 張夷達(dá) 申請人:張賡毅