CN104061983A - 倾摆式浮球液位计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种倾摆式浮球液位计，包含安装连接部件，计算-控制-显示-通讯-信号输出部件，倾角测量元件，浮球，摆杆；其中，安装连接部件用于将摆动部分安装连接到测量位置；计算-控制-显示-通讯-信号输出部件主要完成倾角测量元件的信号采集，数据计算，信号显示，通讯器件与其他设备终端的有线、无线通讯工作，以及信号输出工作；倾角测量元件主要用于测量出摆杆与水平或者垂直方向的倾角；浮球浮动于液态表面，提供浮力，并传递液面变化信息；摆杆固定连接浮球，并且提供固定长度，提供确定的计算参数。
Description
技术领域
本发明涉及一种液位计，特别涉及一种倾摆式浮球液位计。
背景技术
目前，液位计广泛运用于各种液位测量领域，是非常普遍的测量传感器。实现液位测量的技术手段众多，液位计种类也十分繁多。由于各种原理自身的特点，在实际使用中，每种液位计也都有其优点与不足之处。
磁性浮球液位计利用的磁耦合原理，主要由内置磁体的浮球和内置干簧管的插杆组成。当容器的液位变化时浮球也随着上下移动，由于磁性作用，浮球液位计的干簧受磁性吸合，把液面位置变化成电信号，实现液位测量。磁性浮球液位计的缺陷是：测量精度低；一个干簧管的损坏就会导致整个设备无法测量，可靠性低；由于失磁，导致无法测量；液态粘稠时，非常容易卡球，不宜在强腐蚀性环境下使用。
磁翻板液位计。原理同磁性浮球液位计类似，也是利用的磁耦合原理。磁翻板缺点是体积大，结构部件多，容易卡住不动作，失磁消磁
磁致伸缩液位计利用的浮球内磁体的磁场与探杆中电子部件产生的磁场相互接触的作用实现液位测量的。磁致伸缩液位计的特点是精度较高，可测油水分界面。缺点是：成本高，安装要求高，调试复杂，维护要求高，同时，也会出现卡球，失磁等问题。
伺服式液位计基本原理同钢带式液位计，但具有精确的力传感器以及伺服系统，形成闭环调节系统，通过考虑钢带自身重力，精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力，得到精确的当前液面到罐顶高度，以得到液位值。精度高，能够达到1mm，满足计量级要求。缺点是：结构复杂，组件多，整天可靠性难以保证；使用于平静的轻质无腐蚀性液体；安装调试比较麻烦，维护复杂，成本高。
静压式液位计利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算液位高度。P＝ρgh(P压强)，其受介质密度和温度影响很大，所以常常精度比较差，而为消除这些影响，需要很多其他测试仪表，结果搭建一套完善的静压测量系统价格很高。
雷达液位计利用电磁波发射与反射时间差，获得液位信息。缺点是无法 在小空间使用；无法有较多蒸汽或者液气混合复杂工况下使用。调试设置参数多，调试复杂。
超声波液位计利用超声波发射与反射时间差，获得液位信息。缺点是超声波传播受传播介质密度、温度影响大、无法在环境较恶劣的情况下使用。表面结晶等工况也会影响使用。
因此，目前市场上还缺乏一种结构简单，成本低廉，维护简单的液位计。
发明内容
本发明为了解决上述问题，本发明提供一种结构简单、免维护、寿命长，成本低廉，可靠性高，可适用于多种恶劣环境工况的液位计。
一种倾摆式浮球液位计，包含安装连接部件1，计算-控制-显示-通讯-信号输出部件2，倾角测量元件3，浮球4，摆杆5，容器7；其中，安装连接部件1可用于将悬挂摆动部分固定安装到测量位置；计算-控制-显示-通讯-信号输出部件2主要完成倾角测量元件3的信号采集，数据计算，信号显示，通讯器件与其他设备终端的有线、无线通讯工作，信号输出部分可以输出开关量和(或者)脉冲信号和(或者)模拟量信号；倾角测量元件3主要用于测量出摆杆与水平或者垂直方向的倾角；浮球4浮动于液态表面，提供浮力，并传递液面变化信息；摆杆5固定连接浮球4，并且提供固定长度，提供确定的计算参数。当液态上下运动时，连接于浮球与旋转中心的摆杆在重力垂直方向上的角度发生变化。因为安装位置高度与摆杆的长度是固定的，根据倾角测量元件获得的摆杆角度信息，经过计算即可获知液体高度与变化等液位信息。
作为优选，安装连接部件可以为安装法兰座、壳体、支架、传动部件、杆或者机械连接结构中的一种或者几种的组合。
作为优选，计算-控制-显示-通讯-信号输出部件的信号显示可以为指示灯、数码管显示，或者液晶屏显示。
作为优选，倾角测量元件安装与浮球内部。倾角测量元件通过电缆与计算-控制-显示-通讯-信号输出部件相连接。摆杆另外一端通过绳和(或者)轴承和(或者)铰链与安装连接部件或测量位置相连接。
作为优选，倾角测量元件安装在摆杆上。倾角测量元件可以内置于摆杆 上也可以用通过部件安装连接在摆杆上面。倾角测量元件通过电缆与计算-控制-显示-通讯-信号输出部件相连接。摆杆另外一端通过绳和(或者)轴承和(或者)铰链与安装连接部件或测量位置相连接。
作为优选，倾角测量元件安装在摆杆顶部。摆杆通过轴承或者其他旋转结构和安装连接部件相连接。倾角测量元件放置在摆杆机构的顶部，或者通过其他传动机构与摆杆相连接。倾角测量元件通过电缆与计算-控制-显示-通讯-信号输出部件相连接。此方案中，倾角测量元件同其他仪表部件可以一同放置与保护壳体中。
作为优选，本装置带有多个倾角测量元件。两个及以上的浮球摆杆连接体，分别放置一组倾角测量元件，分别检测不同高度范围内的液位数据。各个摆杆的另外一端通过绳和(或者)轴承和(或者)铰链连接到同一个安装连接部件相连接。所有倾角测量元件都连接到同一个计算-控制-显示-通讯-信号输出部件。综合所以的倾角测量元件的数据计算出被测量液面的高度。
作为优选，本装置带有多组倾角测量元件。两个及以上的浮球摆杆连接体，分别放置一组倾角测量元件，分别检测不同高度范围内的液位数据。各个摆杆的另外一端通过自己的安装连接部件连接到容器上。所有倾角测量元件都连接到同一个计算-控制-显示-通讯-信号输出部件。综合所有的倾角测量元件的数据计算出被测量液面的高度。
本装置的原理在于：当液面变化时，浮球发生上下浮动，浮球摆杆连接体与重力垂直方向或者水平方向的偏转角度发生变化，不同高度时，此角度不同，通过倾角测量元件，测量浮球摆杆连接体的重力垂直方向或者水平方向的角度信息，通过角度、摆杆长度以及安装位置高度等信息，经过计算后获得液态物料在垂直面上的高度或者高度变化量，进而完成液态物料物料高度测量。
本装置的工作过程在于：通过安装连接部件将仪表固定于安装位置。浮球与摆杆相连，放置于液体物料中，浮球浮在液体表面。倾角测量元件通过连接部件安装在浮球内部和(或者)摆杆上和(或者)通过放置于摆杆顶部。倾角测量元件给出当前摆杆与水平或者垂直方向的倾角，根据此角度以及摆杆长度以及其他安装信息，仪表计算部分计算出液面的当前高度。
本发明的有益效果在于：
1、该发明可广泛运用于对各种污浊液体的测量
2、该发明可在气体、灰尘等各种恶劣工况下进行可靠测量
2、本发明结构简单，成本低廉，维护简单。
3、该发明动作响应迅速，测量可靠性高。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本倾摆式浮球液位计的结构示意图；
其中包括安装连接部件1，计算-控制-显示-通讯-信号输出部件2，倾角测量元件3，浮球4，摆杆5，液体6，容器7。
图2为本倾摆式浮球液位计一种较佳实施例的结构示意图；
其中包括安装连接部件1，计算-控制-显示-通讯-信号输出部件2，一号倾角测量元件3，一号浮球4，二号倾角测量元件5，二号浮球6，液体7，壳体8，一号摆杆9，二号摆杆10。
具体实施方式
实施例1
一种倾摆式浮球液位计，如图1所示，使用安装连接部件1将仪表安装到测量位置，摆杆5通过铰链与安装连接部件1连接。浮球4浮于液体6表面，倾角测量元件3附着在摆杆4上。倾角测量元件3将摆杆4的角度信息传递给计算-控制-显示-通讯-信号输出部分2，计算部件根据摆杆角度、摆杆长度、安装位置信息计算出液面的高度。
实施例2
一种倾摆式浮球液位计，如图2所示，使用安装连接部件1将仪表安装到测量位置，一号摆杆9和二号摆杆10通过铰链与安装连接部件1连接。一号浮球5和二号浮球6浮于液体7表面，一号倾角测量元件3和二号倾角测量元件5分别附着在一号摆杆9和二号摆杆10上。一号倾角测量元件3和二号倾角测量元件5将各自摆杆的角度信息传递给计算-控制-显示-通讯-信号输出部分2，计算部件根据两个摆杆角度、摆杆长度、安装位置信息计算出液面的高度。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种倾摆式浮球液位计，其特征在于包含安装连接部件，计算-控制-显示-通讯-信号输出部件，倾角测量元件，浮球，摆杆；其中，安装连接部件可用于将摆动部分固定安装到测量位置；计算-控制-显示-通讯-信号输出部件主要完成倾角测量元件的信号采集，数据计算，信号显示，与其他设备终端的有线、无线通讯工作，以及信号输出工作；倾角测量元件主要用于测量摆杆与水平或者垂直方向的倾角；浮球浮动于液态表面，提供浮力，并传递液面变化信息；摆杆连接浮球，并且提供固定长度，提供确定的计算参数。
2.根据权利要求1所述的倾摆式浮球液位计，其特征在于所述安装连接部件可以为安装法兰座、壳体、支架、传动部件、杆、机械连接结构的一种或者几种的组合。
3.根据权利要求1所述的倾摆式浮球液位计，其特征在于所述计算-控制-显示-通讯-信号输出部件的信号显示可以为指示灯、数码管显示、液晶屏显示中的一种或者几种的组合。
4.根据权利要求1所述的倾摆式浮球液位计，其特征在于所述计算-控制-显示-通讯-信号输出部件的信号输出部分可以同时或分别输出开关量和脉冲信号和模拟量信号。
5.根据权利要求1所述的倾摆式浮球液位计，其特征在于所述倾角测量元件安装于浮球内部，倾角测量元件通过电缆与计算-控制-显示-通讯-信号输出部件相连接，摆杆另外一端通过绳或轴承或铰链或旋转机构与安装连接部件或者测量位置相连接。
6.根据权利要求1所述的倾摆式浮球液位计，其特征在于所述倾角测量元件安装在摆杆上，倾角测量元件可以内置与摆杆上也可以用通过部件连接安装在摆杆上面，倾角测量元件通过电缆与计算-控制-显示-通讯-信号输出部件相连接，摆杆另外一端通过绳或轴承或铰链或旋转机构与安装连接部件或者测量位置相连接。
7.根据权利要求1所述的倾摆式浮球液位计，其特征在于所述倾角测量元件安装在摆杆顶部，摆杆通过轴承或者其他旋转结构和安装连接部件相连接，倾角测量元件放置在摆杆机构的顶部，或者通过其他传动机构与摆杆相连接，倾角测量元件通过电缆与计算-控制-显示-通讯-信号输出部件相连接，倾角测量元件同其他仪表部件可以一同放置与保护壳体中。
8.根据权利要求1所述的倾摆式浮球液位计，其特征在于所述本装置带有多组倾角测量元件，两个及以上的浮球摆杆连接体分别放置一组倾角测量元件，分别检测不同高度范围内的液位数据，各个摆杆的另外一端通过绳或轴承或铰链与同一个安装连接部件相连接，所有倾角测量元件都连接到同一个计算-控制-显示-通讯-信号输出部件，综合所有的倾角测量元件的数据计算出被测量液面的高度。
9.根据权利要求1所述的倾摆式浮球液位计，其特征在于所述本装置带有多组倾角测量元件，两个及以上的浮球摆杆连接体分别放置一组倾角测量元件，分别检测不同高度范围内的液位数据，各个摆杆的另外一端通过自己的安装连接部件连接到容器上，所有倾角测量元件都连接到同一个计算-控制-显示-通讯-信号输出部件，综合所有的倾角测量元件的数据计算出被测量液面的高度。
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