CN104501911A - 螺旋发条弹簧线拉液位测量仪及其测量方法 - Google Patents

Abstract

一种螺旋发条弹簧线拉液位测量仪及其测量方法，在被测液体介质中安装高于最高液位的减波管，减波管内安装浮子，在观测地安装的弹簧盒内安装螺旋发条弹簧，螺旋发条弹簧轴端的线轮与浮子之间拉线连接，被测液体介质液面下降时，浮子下降通过拉线带动线轮转动，旋紧螺旋发条弹簧，螺旋发条弹簧轴端安装编码器或齿轮传动装置，编码器输出电信号连接电子显示器，齿轮传动装置输出连接机械读书表；反之，当被测液体介质液面上升时，浮子上浮，螺旋发条弹簧通过线轮收起拉紧拉线，螺旋发条弹簧轴的旋转同样通过编码器或齿轮传动装置输出进行电子显示器显示或机械读数表读数。本发明结构简单，安装方便，测量距离长，适应范围广，安全性能好。

Description

螺旋发条弹簧线拉液位测量仪及其测量方法

技术领域

本发明属于测量仪器技术领域，具体涉及一种螺旋发条弹簧线拉液位测量仪及其测量方法。

背景技术

与本发明最接近的现有技术液位测量仪及其优缺点如下：

a、碱性浮子液位计，优点：高密封，防泄漏和适用于高湿、高压、耐腐蚀。缺点：与介质直接接触，浮球密封要求严格，不能测量粘性介质，碱性材料退碱易导致液位不能正常工作。

b、碱性翻板（柱）式液位计，优点同上，缺点：翻板容易卡死，造成无法运转指示，碱性材料易退碱导致液位计不能正常工作。

c、电磁波雷达液位计，优点：不需要传输媒介，不受大气、蒸汽、槽内挥发雾影响，用于挥发介质的液位测量，不受槽内液体的密度、浓度等物理特性的影响。缺点：价格昂贵，系统复杂，一旦出现问题，很难查处原因的所在，天线不能沾上介质，结晶、结冰会错报，需加热保湿处理，并清理天线，初始安装需空仓。

d、超声波液位计，优点：安装简单、方便，属于非接触式，故不受液体的粘度、密度影响。缺点：测量有盲区，易受干扰，不可测量压力容器和易挥发介质。

e、电容式液位计，优点：结构简单，检测端消耗电能小，动态响应快，维护方便。缺点：使用一定时间粘度下降被测液体的介电常数不稳定会引起误差，不能测量有腐蚀和挥发介质。

f、静压（差压）式液位计，优点：普及范围广，容易校准。缺点：受介质的密度和湿影响很大，粘度差。

g、碱致伸缩式液位计，优点：精度较高。缺点：受诸多因素，如介质的电导性、腐蚀性等造成工作不正常。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种螺旋发条弹簧线拉液位测量仪及其测量方法，不受任何外界条件影响，结构简单，安装方便，工作可靠，测量距离长，实时响应，灵敏度高，测量精度准，适应范围广，使用寿命长，全机械运行无静电和电火花产生，安全性能好。

本发明采用的技术方案是：

一种螺旋发条弹簧线拉液位测量方法，在被测液体介质中安装高于最高液位的减波管，减波管内安装浮子，在观测地安装弹簧盒，弹簧盒内安装螺旋发条弹簧，螺旋发条弹簧轴一端安装固定有线轮，线轮与浮子之间用拉线连接，并在浮子处于减波管内最上端时，以浮子在减波管内最顶端被托起无重力时的螺旋发条弹簧拉力为起始值；被测液体介质液面下降时，浮子因自重力大于螺旋发条弹簧的拉力而自然下降，浮子下降通过拉线带动线轮转动，线轮的转动带动螺旋发条弹簧轴旋转，螺旋发条弹簧旋紧螺旋发条弹簧贮能，与此同时，螺旋发条弹簧轴端安装编码器或齿轮传动装置，编码器输出电信号连接电子显示器，齿轮传动装置输出连接机械读数表；反之，当被测液体介质液面上升时，浮子被介质液面托起上浮，螺旋发条弹簧的拉力通过线轮及时将拉线收起拉紧，螺旋发条弹簧轴在收起拉紧拉线时旋转位移，螺旋发条弹簧轴的旋转同样通过编码器或齿轮传动装置输出进行电子显示器显示或机械读数表读数。

上述技术方案中，所述的拉线根据不同被测液体介质而选择不同材质。

上述技术方案中，所述的拉线为不锈钢丝或尼纶线、塑胶线、棉麻线。

一种螺旋发条弹簧线拉液位测量仪，包括减波管、浮子、拉线、导向轮、线轮、弹簧盒、螺旋发条弹簧，所述的减波管安装在被测液体介质中，并且减波管的高度高于最高液位，浮子安装在减波管内，所述弹簧盒安装在观测地，弹簧盒内安装螺旋发条弹簧，螺旋发条弹簧轴端固定安装线轮，浮子与线轮之间由拉线连接，拉线中途经导向轮支承导向，在螺旋发条弹簧轴端安装编码器或齿轮传动装置，编码器输出连接电子显示器，齿轮传动装置输出连接机械读数表。

上述技术方案中，所述的减波管内上端安装有密封盖、密封座和密封填料，减波管底端安装有支架。

上述技术方案中，在减波管顶上固定有导向支架，导向轮安装在导向支架上。

上述技术方案中，所述的线轮上方安装有一个排线机构，拉线通过排线机构后缠绕在线轮上。

上述技术方案中，所述的拉线根据不同被测液体介质而选择不同材质，包括不锈钢丝或尼纶线、塑胶线、棉麻线。

上述技术方案中，所述的弹簧盒由支承架支承固定在观测地。

上述技术方案中，所述的不锈钢丝采用耐酸碱的316L不锈钢丝。

上述技术方案中，所述的密封填料采用橡胶或油毡、毛毡、石棉。

工作原理及优点效果：

当被测液体介质的液位变化时浮子也随之变化，不锈钢丝将信号通过固定在螺旋发条弹簧轴上的线轮传导给编码器而得到实时的现场工况。因为螺旋发条弹簧的拉力大于轴、线轮、导向轮、密封填料的摩擦阻力及不锈钢丝的重量，而小于浮子的重量，使不锈钢丝始终处在受拉力的状态。当液位上升时，浮子被液体托起，这时螺旋发条弹簧及线轮将不锈钢丝提起。提起的高度通过螺旋发条弹簧轴转动的角度将信号传递给编码器（或读数表）而取得浮子上升的距离。液位下降时，浮子的重量因大于螺旋发条弹簧的拉力而随液体下降，不锈钢丝也随之下降，下降的距离通过螺旋发条弹簧轴的转动角度将信号传递给编码器（或读数表）而获取浮子下降的距离，而编码器的输出连接电子显示器，显示被测液体介质液面升降数值，或者螺旋发条弹簧轴的转动角度通过齿轮传动装置连接传动机械读数表，读出被测液体介质液面升降数值。

本发明结构简单，安装方便，工作可靠，不受任何外界条件的影响，实时响应，任何介质均可使用，测量距离长，适应范围广，测量精度高，使用寿命长，全机械运行无静电和电火花产生，安全性能好，本发明的特点是利用螺旋发条弹簧的贮能特性进行工作，构思巧妙，设计合理，性能优良。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明弹簧盒结构放大图。

图中，1-支架，2-浮子，3-减波管，4-密封填料，5-密封座，6-密封盖，7-导向支架，8-导向轮，9-线轮，10-拉线，11-螺旋发条弹簧轴，12-支承架，13-弹簧盒，14-螺旋发条弹簧，15-编码器或机械读数表，16-螺钉。

具体实施方式

参见图1、图2，本发明的螺旋发条弹簧线拉液位测量方法，在被测液体介质中安装高于最高液位的减波管，减波管内安装浮子，在观测地安装弹簧盒，弹簧盒内安装螺旋发条弹簧，螺旋发条弹簧轴一端安装固定有线轮，线轮与浮子之间用拉线连接，并在浮子处于减波管内最上端时，以浮子在减波管内最顶端被托起无重力时的螺旋发条弹簧拉力为起始值；被测液体介质液面下降时，浮子因自重力大于螺旋发条弹簧的拉力而自然下降，浮子下降通过拉线带动线轮转动，线轮的转动带动螺旋发条弹簧轴旋转，螺旋发条弹簧旋紧螺旋发条弹簧贮能，与此同时，螺旋发条弹簧轴端安装编码器或齿轮传动装置，编码器输出电信号连接电子显示器，齿轮传动装置输出连接机械读数表；反之，当被测液体介质液面上升时，浮子被介质液面托起上浮，螺旋发条弹簧的拉力通过线轮及时将拉线收起拉紧，螺旋发条弹簧轴在收起拉紧拉线时旋转位移，螺旋发条弹簧轴的旋转同样通过编码器或齿轮传动装置输出进行电子显示器显示或机械读数表读数。

上述拉线根据不同被测液体介质而选择不同材质。

上述拉线为不锈钢丝或尼纶线、塑胶线、棉麻线。

一种螺旋发条弹簧线拉液位测量仪，包括减波管、浮子、拉线、导向轮、线轮、弹簧盒、螺旋发条弹簧，所述的减波管安装在被测液体介质中，并且减波管的高度高于最高液位，浮子安装在减波管内，所述弹簧盒安装在观测地，弹簧盒内安装螺旋发条弹簧，螺旋发条弹簧轴端固定安装线轮，浮子与线轮之间由拉线连接，拉线中途经导向轮支承导向，在螺旋发条弹簧轴端安装编码器或齿轮传动装置，编码器输出连接电子显示器，齿轮传动装置输出连接机械读数表。

上述技术方案中，所述的减波管内上端安装有密封盖、密封座和密封填料，减波管底端安装有支架。

上述技术方案中，在减波管顶上固定有导向支架，导向轮安装在导向支架上。

上述技术方案中，所述的线轮上方安装有一个排线机构，拉线通过排线机构后缠绕在线轮上。

上述技术方案中，所述的拉线根据不同被测液体介质而选择不同材质，包括不锈钢丝或尼纶线、塑胶线、棉麻线。

上述技术方案中，所述的弹簧盒由支承架支承固定在观测地。

上述技术方案中，所述的不锈钢丝采用耐酸碱的316L不锈钢丝。

上述技术方案中，所述的密封填料采用橡胶或油毡、毛毡、石棉。

Claims (9)

1.一种螺旋发条弹簧线拉液位测量方法，其特征在于，在被测液体介质中安装高于最高液位的减波管，减波管内安装浮子，在观测地安装弹簧盒，弹簧盒内安装螺旋发条弹簧，螺旋发条弹簧轴一端安装固定有线轮，线轮与浮子之间用拉线连接，并在浮子处于减波管内最上端时，以浮子在减波管内最顶端被托起无重力时的螺旋发条弹簧拉力为起始值；被测液体介质液面下降时，浮子因自重力大于螺旋发条弹簧的拉力而自然下降，浮子下降通过拉线带动线轮转动，线轮的转动带动螺旋发条弹簧轴旋转，螺旋发条弹簧旋紧螺旋发条弹簧贮能，与此同时，螺旋发条弹簧轴端安装编码器或齿轮传动装置，编码器输出电信号连接电子显示器，齿轮传动装置输出连接机械读数表；反之，当被测液体介质液面上升时，浮子被介质液面托起上浮，螺旋发条弹簧的拉力通过线轮及时将拉线收起拉紧，螺旋发条弹簧轴在收起拉紧拉线时旋转位移，螺旋发条弹簧轴的旋转同样通过编码器或齿轮传动装置输出进行电子显示器显示或机械读数表读数。

2.根据权利要求1所述的螺旋发条弹簧线拉液位测量方法，其特征在于，所述的拉线根据不同被测液体介质而选择不同材质。

3.根据权利要求1所述的螺旋发条弹簧线拉液位测量方法，其特征在于，所述的拉线为不锈钢丝或尼纶线、塑胶线、棉麻线。

4.一种螺旋发条弹簧线拉液位测量仪，其特征在于，包括减波管、浮子、拉线、导向轮、线轮、弹簧盒、螺旋发条弹簧，所述的减波管安装在被测液体介质中，并且减波管的高度高于最高液位，浮子安装在减波管内，所述弹簧盒安装在观测地，弹簧盒内安装螺旋发条弹簧，螺旋发条弹簧轴端固定安装线轮，浮子与线轮之间由拉线连接，拉线中途经导向轮支承导向，在螺旋发条弹簧轴端安装编码器或齿轮传动装置，编码器输出连接电子显示器，齿轮传动装置输出连接机械读数表。

5.根据权利要求4所述的螺旋发条弹簧线拉液位测量仪，其特征在于，所述的减波管内上端安装有密封盖、密封座和密封填料，减波管底端安装有支架；在减波管顶上固定有导向支架，导向轮安装在导向支架上。

6.根据权利要求4所述的螺旋发条弹簧线拉液位测量仪，其特征在于，所述的线轮上方安装有一个排线机构，拉线通过排线机构后缠绕在线轮上；所述的拉线根据不同被测液体介质而选择不同材质，包括不锈钢丝或尼纶线、塑胶线、棉麻线。

7.根据权利要求4所述的螺旋发条弹簧线拉液位测量仪，其特征在于，所述的弹簧盒由支承架支承固定在观测地。

8.根据权利要求4所述的螺旋发条弹簧线拉液位测量仪，其特征在于，所述的不锈钢丝采用耐酸碱的316L不锈钢丝。

9.根据权利要求4所述的螺旋发条弹簧线拉液位测量仪，其特征在于，所述的密封填料采用橡胶或油毡、毛毡、石棉。