磁懸浮液位傳感器及其測量方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明為磁懸浮液位傳感器及其測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，磁效應液位傳感器有三大類:磁浮子液位傳感器、干簧管液位傳感器和磁致伸縮液位傳感器。
[0003]三種磁效應液位傳感器的測量原理分別如下:
1、磁浮子液位傳感器:容器內(nèi)空心浮球通過連桿或鋼絲繩與容器外磁浮筒連接，磁浮筒套裝在垂直水平面固定在容器頂上或容器側(cè)面的不銹鋼套筒內(nèi)，套筒上捆綁安裝固定有磁敏指示器，當容器液位變化時，容器內(nèi)空心浮球隨液位上下浮動，通過連桿或鋼絲拉繩連接的磁浮筒，在容器頂上或側(cè)面垂直水平面安裝的套筒內(nèi)同步上下升或下降，捆綁在套筒上的磁敏指示器的翻珠也隨著套筒內(nèi)磁浮筒升降同步翻轉(zhuǎn)，從而顯示測量容器液位。
[0004]2、干簧管液位傳感器:由干簧管、電阻和磁浮子組成，電阻串連成一串裝入不銹鋼導管內(nèi)，每2個相連電阻之間接有一個干簧管，干簧管另一端連接在一起引出，導管套上磁浮子，垂直水平面固定在容器中，當磁浮子隨著容器液位變化沿著導管上下浮動時，相對應的干簧管吸合，干簧管吸合位置決定回路阻抗的大小，回路阻抗大小和液位高低成正比，最后傳感器的變送器將電阻信號轉(zhuǎn)換成標準電信號遠傳，從而達到容器液位測量目的。
[0005]3、磁致伸縮液位傳感器:由磁浮子、測桿和電子倉組成，電子倉內(nèi)有信號變送器，測桿內(nèi)裝有磁敏感部件，即波導絲。傳感器電子倉內(nèi)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生起始電流脈沖，沿傳感器測桿內(nèi)磁致伸縮線即波導絲傳遞時，伴隨著電流脈沖產(chǎn)生一個垂直于磁致伸縮線(波導絲)環(huán)形磁場，當這個脈沖電流磁場與磁浮子內(nèi)永久磁環(huán)磁場相遇時，即產(chǎn)生磁致伸縮現(xiàn)象一一由磁致伸縮材料制成的波導絲，產(chǎn)生一個扭轉(zhuǎn)波脈沖，這個脈沖以固定速度沿波導絲傳回電子倉內(nèi)的檢出機構(gòu)，通過測量起始脈沖和扭轉(zhuǎn)脈沖的時間差，即可精確地測定磁浮子所在的位置，即液位和界面位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為磁懸浮液位傳感器及其測量方法，結(jié)構(gòu)簡單、測量準確、安裝維修方便，有防爆性能好和抗干擾能力強等特點，對保證在線生產(chǎn)連續(xù)性及安全生產(chǎn)意義十分重大。
[0007]基于同一發(fā)明構(gòu)思，有二個獨立方案
1、磁懸浮液位傳感器，由導管、強磁浮子、不銹鋼配重的強磁重錘、連桿、磁浮筒和上套筒組成。強磁浮子套進底端頭封死的導管，裝上下?lián)醐h(huán)，豎起從容器頂上法蘭口插入，通過導管上端的法蘭垂直水平面密封安裝在容器內(nèi)使導管中空腔與容器內(nèi)壓力相隔離，且導管中空腔與大氣相通，導管的長短根據(jù)所測液位量程而定，然后將通過連桿和磁浮筒連接的強磁重錘插進導管，連桿長短根據(jù)強磁重錘到底時，保證連桿上端的磁浮筒露在導管口外，然后將上套筒套在磁浮筒上，通過套筒底端法蘭和導管上的法蘭座垂直水平面連接固定。
[0008]2、利用上述磁懸浮液位傳感器測量方法，選量程合適的磁敏指示器和磁致伸縮變送器，捆綁固定磁懸浮傳感器容器外上套筒上，容器內(nèi)液位變化時，套在容器內(nèi)導管上的強磁浮子隨著容器內(nèi)液位變化沿導管上下浮動，強磁浮子內(nèi)強磁環(huán)和導管內(nèi)對著的強磁重錘強磁體同性磁極的排斥力，使管內(nèi)的強磁重錘在導管中空腔懸浮同步上下浮動，通過連桿連接的磁浮筒也在上套筒內(nèi)同步上下位移，用捆綁在不銹鋼上套筒的磁敏指示器和磁致伸縮變送器，測量顯示容器液位和并將液位信號變換成標準電信號遠傳。
[0009]本發(fā)明有益效果
1、本發(fā)明磁懸浮液位傳感器，用捆綁在上套筒的磁敏指示器顯示液位，清晰直觀，一目了然，便于操作人員隨時觀察容器液位變化。
[0010]2、本發(fā)明磁懸浮液位傳感器，用捆綁在不銹鋼上套筒的磁致伸縮變送器測量液位，因此測量精度和測量分辨力都很高，測量精度等于或優(yōu)于±0.05%FS，測量分辨率等于或優(yōu)于 ±0.005%FSo
[0011]3、本發(fā)明磁懸浮液位傳感器的液位信號，是通過懸浮在容器內(nèi)導管中空腔強磁重錘傳遞出來的，導管中空腔壓力和容器內(nèi)壓力相隔離，中空腔和大氣相通，傳遞液位信號的強磁重錘不和容器內(nèi)液體接觸，因此本裝置可用于任何易燃、易爆、高腐蝕和高揮發(fā)液體的任何有壓無壓容器進行液位測量，對安全生產(chǎn)意義十分重大。
[0012]4、本發(fā)明磁懸浮液位傳感器，測量的液位信號靠懸浮在容器中導管中空腔的強磁重錘連桿傳遞到容器外面，使和連桿連為一體的磁浮筒，在固定容器頂上的不銹鋼上套筒內(nèi)同步位移，再用捆綁在上套筒的磁敏指示器和磁致伸縮變送器測量顯示液位并轉(zhuǎn)換成標準電信號遠傳，容器內(nèi)沒有電信號，因此，本裝置防爆性能好，可用于任何高溫、高壓、易燃易爆有壓無壓容器進行液位測量。
[0013]5、本發(fā)明磁懸浮液位傳感器，傳遞液位信號的導管中空腔壓力和容器壓力相隔離，中空腔與大氣相通，在線使用液位傳感器出現(xiàn)故障維修或檢定時，不需要把容器解壓、清罐和停運，即在不影響生產(chǎn)連續(xù)運行情況下，即可把強磁重錘從導管中拉出，將傳感器解下檢修，合格后復位。如維修需保持測量連續(xù)性，可用同規(guī)格傳感器快速置換。
[0014]6、本發(fā)明磁懸浮液位傳感器，采用磁懸浮技術(shù)，使和容器內(nèi)壓力相隔離的垂直水平面固定在容器頂上的不銹鋼上套筒內(nèi)的磁浮筒，隨容器液位變化沿套筒同步位移，用捆綁在上套筒上的磁敏指示器和磁致伸縮變送器測量顯示液位并轉(zhuǎn)換成標準電信號遠傳，本發(fā)明磁懸浮液位傳感器測量液位，傳感器在容器內(nèi)沒有電信號，容器內(nèi)各種電磁干擾對液位測量沒影響，本發(fā)明磁懸浮液位傳感器，可用在容器內(nèi)有高頻加熱或高壓電脫等強電磁干擾工藝處理容器進行液位測量。
【附圖說明】
[0015]
圖1本發(fā)明磁懸浮液位傳感器安裝示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，將強磁浮子I套在底端頭封死導管3上，安裝固定好下?lián)醐h(huán)4，將導管3連同強磁浮子I從容器14頂上的法蘭座10插入，導管3中空腔口置于容器14外，通過導管3上的法蘭11和容器法蘭座10，將導管3垂直水平面密封安裝容器14內(nèi)，導管3中空腔與容器14壓力相隔離，導管3中空腔與大氣相通，把強磁重錘2和磁浮筒6分別固定在連桿5兩個端頭，安裝時要注意保證磁浮子I內(nèi)強磁環(huán)15和強磁重錘2強磁體16對著的磁極為同性，強磁重錘2朝下投入到導管3內(nèi)，此時，由于強磁浮子I內(nèi)強磁環(huán)15和強磁重錘2內(nèi)強磁體16對著的同性磁極排斥力，使連成一體的強磁重錘2和連桿5懸浮在導管中空腔內(nèi)，連桿5上端的磁浮筒6露在導管3 口外，將上套筒7套在導管3 口外的磁浮筒6上，通過上套筒7底端法蘭13與導管3上端頭上法蘭座12垂直連接固定，將磁敏指示器8和磁致伸縮變送器9捆綁固定在不銹鋼上套筒7上，并調(diào)整好零點，測量顯示容器14液位并轉(zhuǎn)換成標準電信號遠傳。
【主權(quán)項】
1.磁懸浮液位傳感器，其特征在于:磁懸浮液位傳感器由強磁浮子、導管、不銹鋼配重的強磁重錘、連桿、磁浮筒和上套筒組成，把通過連桿和磁浮筒連為一體的強磁重錘，投入到垂直水平面固定在容器內(nèi)導管中空腔，強磁重錘靠自身及連桿和磁浮筒的重力在導管內(nèi)下沉，套在導管上的強磁浮子內(nèi)強磁環(huán)和導管內(nèi)強磁重錘強磁體對著的同性磁極的排斥力，使強磁重錘懸浮在導管中空腔中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮液位傳感器，其特征在于:傳感器導管底端頭封死，并裝有下?lián)醐h(huán)，導管上部安裝固定有法蘭，導管中空腔口置于容器外，導管上端法蘭與容器上法蘭座密封連接，使導管垂直水平面固定在容器中，導管中空腔與容器內(nèi)壓力相隔離，導管中空腔與大氣相通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮液位傳感器，其特征在于:通過連桿和磁浮筒連為一體的強磁重錘，從容器上的導管中空腔口投入，為保證同性磁極相斥，導管上強磁浮子內(nèi)強磁環(huán)朝上磁極和導管內(nèi)強磁重錘強磁體朝下磁極為同性；為保證運行過程中強磁浮子內(nèi)強磁環(huán)和強磁重錘對著的同性磁極面平行，強磁重錘為棒狀。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮液位傳感器，其特征在于:強磁浮子的浮力大于導管內(nèi)強磁重錘及連桿和磁浮筒的重力；當液位上升時，強磁浮子內(nèi)強磁環(huán)和導管內(nèi)強磁重錘強磁體對著的同性磁極的排斥力，保證使導管內(nèi)強磁重錘同步懸浮上升，當液位下降時，導管內(nèi)強磁重錘靠自身及連桿和磁浮筒重力同步懸浮下降。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮液位傳感器，不銹鋼上套筒套在露在導管中空腔口外通過連桿和強磁重錘連接為一體的磁浮筒上，通過上套筒底端法蘭與導管口上的法蘭座垂直水平面固定，磁浮筒隨著容器液位變化在上套筒內(nèi)同步上下升降。6.一種利用權(quán)利要求1-5所述的磁懸浮液位傳感器的液位測量方法，其特征在于，將強磁浮子套進底端頭封死的導管，裝上下?lián)醐h(huán)，豎起從容器頂上法蘭孔插入，通過導管上端的法蘭垂直水平面密封安裝在容器內(nèi)，使導管中空腔與容器內(nèi)壓力隔離，且導管中空腔與大氣相通，把通過連桿和磁浮筒連為一體的強磁重錘投入到垂直水平面固定在容器內(nèi)的導管中空腔，強磁重錘靠自身及連桿和磁浮筒重力在導管內(nèi)下沉，套在導管上的強磁浮子內(nèi)強磁環(huán)和導管內(nèi)強磁重錘強磁體對著的同性磁極的排斥力，使強磁重錘懸浮在導管中空腔中，當容器液位上升，容器內(nèi)導管上的強磁浮子沿著導管上浮，由于強磁浮子內(nèi)的強磁環(huán)和導管內(nèi)強磁重錘的強磁體對著的同性磁極相斥的排斥力使強磁重錘在導管內(nèi)同步懸浮上升，當容器液位下降，強磁浮子沿導管下浮，強磁重錘靠自身及連桿和磁浮筒重力，在導管中空腔同步懸浮下降，同時，通過連桿連為一體的磁浮筒也在不銹鋼上套筒內(nèi)同步升降，用捆綁在不銹鋼上套筒的磁敏指示器和磁致伸縮變送器，測量顯示液位并轉(zhuǎn)換成標準電信號遠傳。
【專利摘要】本發(fā)明公開了磁懸浮液位傳感器及其測量方法，磁懸浮液位傳感器由強磁浮子、導管、不銹鋼配重的強磁重錘、連桿、磁浮筒和上套筒組成。把通過連桿和磁浮筒連為一體的強磁重錘，投入垂直水平面固定在容器內(nèi)的導管中，強磁重錘靠重力在導管內(nèi)下沉，套在導管上的強磁浮子內(nèi)強磁環(huán)和導管內(nèi)強磁重錘強磁體對著的同性磁極的排斥力，使強磁重錘懸浮在導管中，當液位上升，強磁浮子沿導管上浮，排斥力使強磁重錘在導管中同步懸浮上升，當液位下降，強磁浮子下浮，強磁重錘靠重力，在導管中同步懸浮下降，通過連桿和強磁重錘連為一體的磁浮筒也在容器上不銹鋼上套筒內(nèi)同步升降，用捆綁在上套筒的磁性變送器測量顯示容器液位并轉(zhuǎn)換成電信號遠傳。
【IPC分類】G01F23/72
【公開號】CN105181085
【申請?zhí)枴緾N201510580589
【發(fā)明人】張德發(fā), 黃有權(quán), 王大慶, 郭岱宗, 范序政
【申請人】范序政
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月14日