CN101004355A - 液位计及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种液位计，包括设置在容器内与转杆一端相接的浮子，转杆另一端铰接在转轴端部，转轴设置在容器壁上，转轴另一端设置有指示液面高度的液位指针，液位指针侧面设置有弧形的刻度板。转轴套设在轴套内，轴套设置在容器壁上，轴套内设有装配密封圈的内环槽，密封圈压接在转轴和轴套之间。为了防止渗漏，在轴套与容器内、外壁之间设置有密封圈。刻度板上设置有液位指示，该液位指示于180°的圆周范围内均分。本发明可以自动的反映容器内各种液面的位置或液体体积，并可直接读取、准确判定，特别适用于液面变化大或非透明质粘稠液体。其结构简单合理、机械式、制作成本低、体积小、操作方便、反映灵活、适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种液位计及其测量方法，特别是一种适用于液面变化大或非透明质粘稠液体的液位测量和体积测量的液位计及其测量方法。
背景技术
在工程机械中通常是通过透明质管来判断液体的位置，操作者用肉眼观察液面的高度所对应的刻度表就可得知。当液面变化很大时或液体为非透明质液体，且其具有一定的粘稠度时，例如乳化沥青和熔融的松香等，粘住在透明管上，刻度表就不能正确反映出液面的实际高度或体积，操作者通过这种液位计就无法正确获知液面的高度。
中国专利CN03234735.9中公开了一种高温粘稠液体用液位计，包括顺序相联的传感器、信号处理器、显示器，其特征在于：传感器包括由浮球、滑轮、钢丝绳、磁浮子配重块构成的平衡机构和由分压电阻、磁簧管构成的磁感应电位器，平衡机构、磁感应电位器并分别通过支架固定在被测液体的容器上，磁浮子配重块与磁感应电位器相配合实现液一电信号转换。平衡机构的钢丝绳挂在滑轮上，其一端连接浮球、另一端连接磁浮子配重块。磁感应电位器设有多个串联连接的分压电阻，每个串联连接点与一个磁簧管的一极连接，所有磁簧管的另一极并联连接。磁感应电位器是柱状结构，磁浮子配重块是环状结构，磁浮子配重块套在磁感应电位器上，并与之在竖直方向上滑动配合。信号处理器包括电压跟随器和信号放大器。其测量液体液面高度的装置为电气控制，结构复杂，制作成本高昂。
中国专利CN98201891.6中公开一种粘稠介质液位计，由连通液注液嘴，显示液出液嘴，显示液注液嘴，法兰，连通器，连通器，排污阀，三通，弯头，显示表，被测介质F1，连通液F2，显示液F3等组成，其特征在于连通器上部有一连通液注液嘴，其下部有一弯头，连通器的上部有显示液出液嘴和显示液注液嘴，其下部有一三通，连通器，连通器通过三通，弯头连通。连通器连有法兰，三通下部连有一排污阀。连通器5、6内装有被测介质F1，连通液F2及显示液F3，显示液F3为人工配制，可以配成红色或绿色。显示表显示被测介质F1的液位。这种结构的液位计零部件繁多，操作过程烦琐，体积庞大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构简单合理、机械式、制作成本低、体积小、操作方便、反映灵活、适用范围广的液位计及其测量方法，以克服现有技术中的不足之处。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种液位计，包括设置在容器内与转杆一端相接的浮子，其结构特征是转杆另一端铰接在转轴端部，转轴设置在容器壁上，转轴另一端设置有指示液面高度和/或液体体积的液位指针，液位指针侧面设置有弧形的刻度板。
上述的转轴套设在轴套内，轴套设置在容器壁上，轴套内设有装配密封圈的内环槽，密封圈压接在转轴和轴套之间。
为了防止渗漏，于上述的轴套与容器内、外壁之间设置有密封圈或密封垫。
上述的刻度板上设置有液位指示，该液位指示于180°的圆周范围内均分。
一种液位计的测量方法，通过将液面的直线升降关系转换成转轴的转动关系，液面的高度变化反映成转轴的角度变化，经过数值的换算把液面高度及相应的体积值一一对应于刻度板上，其特征是液位高度H与转杆的转动角度之间的关系如下，
H＝(L+2r)-(L+r)cos(a)-(r-h)
＝L+r+h-(L+r)cos(a) (1)
由于h＝F/(ρ*g) (2)
将(2)式代入(1)式得：
H＝L+r+F/(ρ*g)-(L+r)cos(a) (3)
其中，H为液面高度，L为转杆长度，(L+2r)为转轴中心到容器底部的高度，r为浮子半径；F为浮子及转杆的共同重力与转杆在转动时产生力的垂直分力的和，ρ为液体密度，g为重力值，a为转杆转动的转角，h为浮子浸入液体的最大深度，也就是能让浮子浮起来的最低液面高度。
对于形状规则的容器，上述的容器内液体的体积为其底面积与液面高度H1的乘积；对于形状不规则的容器，液体的体积为其当量底面积与液面高度H的乘积。
本发明能准确反映容器内液面高度介于h～(2L+2r+h)之间的任意值，其中，h为最低警戒高度值，(2L+2r+h)为最高警戒高度值，0～h及(2L+2r+h)～(2L+4r)均为超警戒值。
本发明提供一种机械式的，可以准确反映液体液面位置的液位计，它不受液体粘稠度和是否透明的影响；通过液位指针指示刻度板上的不同角度位置，反映不同液体的液面高度和液体体积，并可通过转杆的长度调整以适用于不同形状的容器内不同深度液位的测量，适用范围广。
本发明可以自动的反映容器内各种液面的位置或液体体积，并可直接读取、准确判定，特别适用于液面变化大或非透明质粘稠液体。根据需要可以把刻度盘设计成液面高度值和液体体积值，其结构简单合理、机械式、体积小、操作方便，反映灵活、制作成本低。
附图说明
图1为本发明一实施例结构示意图。
图2为图1的A-A剖视结构示意图。
图3为图2中B处放大结构示意图。
图4-图6为本发明的正常使用状态及两个极限使用状态的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
图中，1为刻度板，2为容器，3为液位指针，4为密封圈，5为弹簧垫圈，6为螺栓，7为弹簧垫圈，8为螺母，9为转轴，10为密封圈，11为轴套，12为螺母，13为垫圈，14为转杆，15为挡圈，16为浮子。
参见图1-图6，本液位计包括设置在容置液体的容器2内、与转杆14一端相接的浮子16，转杆14上设置有调节长度的螺纹，图中未画出该螺纹。转杆14另一端铰接在转轴9端部，转轴9套设在呈T字形的轴套11内，轴套11设置在容器2内壁上，轴套11内设有装配密封圈10的内环槽，密封圈10压接在转轴9和轴套11之间。轴套11与容器2内、外壁之间设置有密封圈4。转轴9另一端设置有指示液面高度的液位指针3，该液位指针3通过弹簧垫圈7和螺母8紧固于转轴9上。液位指针3侧面设置有弧形的刻度板1。刻度板1上设置有液位指示，该液位指示于180°的圆周范围内均分。液位指示包括液体的体积与液体的高度，该液位指示被刻画在刻度板1的对应角度值上。
Claims (10)
1.一种液位计，包括设置在容器(2)内与转杆(14)一端相接的浮子(16)，其特征是所述的转杆另一端铰接在转轴(9)端部，转轴设置在容器壁上，转轴另一端设置有指示容器内液面高度和/或液体体积的液位指针(3)，液位指针侧面设置有弧形的刻度板(1)。
2.根据权利要求1所述的液位计，其特征是所述的转轴(9)套设在轴套(11)内，轴套设置在容器(2)壁上，轴套内设有装配密封圈(10)的内环槽，密封圈压接在转轴和轴套之间。
3.根据权利要求2所述的液位计，其特征是所述的轴套(11)呈T字形。
4.根据权利要求2所述的液位计，其特征是所述的轴套(11)与容器(2)壁之间设置有密封圈(4)。
5.根据权利要求1所述的液位计，其特征是所述的液位指针(3)通过弹簧垫圈(7)和螺母(8)紧固于转轴(9)另一端。
6.根据权利要求1所述的液位计，其特征是所述的刻度板(1)上设置有液位指示，该液位指示于180°的圆周范围内均分。
7.根据权利要求1所述的液位计，其特征是所述的转杆(14)上设置有调节长度的螺纹。
8.一种如权利要求1所述的液位计的测量方法，其特征在于液位高度H与转杆的转动角度之间的关系如下，
H＝(L+2r)-(L+r)cos(a)-(r-h)
＝L+r+h-(L+r)cos(a) (1)
由于h＝F/(ρ*g) (2)
将(2)式代入(1)式得：
H＝L+r+F/(ρ*g)-(L+r)cos(a) (3)
其中，H为液面高度，L为转杆长度，(L+2r)为转轴中心到容器底部的高度，r为浮子半径；F为浮子及转杆的共同重力与转杆在转动时产生力的垂直分力的和，ρ为液体密度，g为重力值，a为转杆转动的转角，h为浮子浸入液体的最大深度，也就是能让浮子浮起来的最低液面高度。
9.根据权利要求8所述的液位计，其特征是所述的容器内的液体体积为其底面积与液面高度H的乘积。
10.根据权利要求8所述的液位计，其特征是所述的液面高度H介于h～(2L+2r+h)之间，0～h及(2L+2r+h)～(2L+4r)为超警戒值。
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