CN106679767A - 一种磁致伸缩液位传感器及其固定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磁致伸缩液位传感器固定装置，所述磁致伸缩液位传感器包括测杆,所述测杆的端部具有刚性段及螺纹段，所述固定装置包括导向结构及限定块,所述测杆的端部置于所述导向结构中并可在所述导向结构的导向作用下上下移动,所述限定块置于所述导向结构内且开设有螺纹孔，所述限定块旋合安装于所述螺纹段，所述固定装置可固定于储液容器的底部。该固定装置可以将磁致伸缩液位传感器包括测杆的底部保持笔直且不会发生摆动，可以大大提高磁致伸缩液位传感器的适用范围及提高测杆的使用寿命；本发明还提供一种磁致伸缩液位传感器，该传感器包括上述固定装置，该传感器的适用范围更广，使用寿命更长。
Description
技术领域
本发明属于液位传感器技术领域，特别涉及一种磁致伸缩液位传感器及其固定装置。
背景技术
磁致伸缩液位传感器用于液体液位、界面连续测量。除此以外，磁致伸缩液位传感器的应用领域还十分广泛，包括：石油、化工原料储存、工业流程、生化、医药、食品饮料、罐区管理和加油站地下库存等各种液罐的液位工业计量和控制，也可以用于大坝水位，水库水位监测与污水处理等领域。
磁致伸缩液位传感器的结构部分由不锈钢管（测杆）、磁致伸缩线（波导丝）、可移动浮子（内有永久磁铁）等部分组成。传感器工作时，电路部分将在波导丝上激励出脉冲电流，该电流沿波导丝传播时会在波导丝的周围产生脉冲电磁场。在传感器测杆外配有一浮子，此浮子可沿测杆随液位的变化而上下移动。在浮子内部有一组永久磁环。当脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时，浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在的位置产生一个扭转波脉冲，这个脉冲以固定的速度沿波导丝传回并由检出机构检出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置，即液面的位置。
磁致伸缩液位传感器的量程较长时，为便于运输、安装，其测杆通常设计成可弯曲盘绕的柔性元件，该柔性元件具有一定的弹性，这种测杆通常叫做柔性测杆，相应的这种液位传感器通常也叫做柔性测杆磁致伸缩液位传感器。在实际测量过程中，必须保持测杆的笔直且稳定状态，才能够进行精确测量，为保证柔性测杆在使用过程中处于笔直张紧状态，目前常用的一种做法是在测杆的底部悬挂重锤，重锤为中心开孔的圆盘套在测杆底部刚性段上，再以螺母紧固与螺纹段上固定重锤，使其保持垂直张紧。此种方式虽然可以保持测杆的笔直且始终能够张紧，但是其应用范围只能是处于静止状态的液罐，但是对于船舶领域，由于浮于水面的船舶容易受水浪的影响产生晃动，进而会导致重锤跟随摆动，使得液位的测量效果不佳甚至导致无法测量；另一方面，采用重锤的方式时,由于重锤的结构本身有一定高度,再加上重锤底部需要留有一定的空间,所以造成整个传感器的测量死区较大。
为此，如果提供一种应用范围更广、适用性更佳的液位传感器，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种磁致伸缩液位传感器固定装置，该固定装置可以将磁致伸缩液位传感器包括测杆的底部保持笔直且不会发生摆动，可以大大提高磁致伸缩液位传感器的适用范围及提高测杆的使用寿命；本发明还提供一种磁致伸缩液位传感器，该传感器包括上述固定装置，该传感器的适用范围更广，使用寿命更长。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种磁致伸缩液位传感器固定装置，所述磁致伸缩液位传感器包括测杆,所述测杆的端部具有刚性段及螺纹段，与现有技术不同的是，所述固定装置包括导向结构及限定块,所述测杆的端部置于所述导向结构中并可在所述导向结构的导向作用下上下移动,所述限定块置于所述导向结构内且开设有与所述测杆端部的螺纹段相适配的螺纹孔，所述限定块旋合安装于所述螺纹段，所述固定装置可固定于储液容器的底部。
采用本发明的有益效果是， 将测杆安装于固定装置中的导向结构，并且固定装置可以固定于储液容器的底部，这样不仅可以保持测杆始终竖直，而且不会发生晃动，再以限定块旋合于螺纹段，可以防止测杆滑出导向结构。所述测杆可在所述导向结构的导向作用下上下移动，可以保证测杆在受到油液的冲击后可以有竖直方向上的自由伸缩距离，以适应柔性测杆的伸缩。同时，由于该装置不会对测杆造成类似传统方式中的重锤方式的拉力作用，因而可以提高测杆的使用寿命，另外，该固定装置结构简单，容易实施，不仅可以适用于处于静止状态的储液容器，而且可以用于船舶、汽车等容易产生晃动的领域，适用范围及适用性大大提高。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以进行如下进一步的改进。
进一步，所述导向结构的上部包括挡板,所述测杆可穿过所述挡板伸入到所述导向结构的内部,所述导向结构的内侧壁具有竖直方向的滑道,所述限定块的所述螺纹孔上下贯通，所述限定块可沿所述滑道上下移动,所述限定块与所述挡板之间设有弹簧，所述弹簧的两端分别与所述挡板及所述限定块相抵接。
采用上述进一步技术方案的有益效果是，通过限定块与导向结构的内侧壁之间的配合，实现对测杆的竖直方向上的导向，限定块与所述挡板之间设有弹簧，所述弹簧的两端分别与所述挡板及所述限定块相抵接，可以利用弹簧的弹力使得测杆始终保持紧绷状态，限定块的螺纹孔上下贯通，可以方便限定块在螺纹段上上下调节，当测杆使用时间较长时，其长度会由于重力作用而伸长，此时，可以通过调节限定块，进行补偿，以保证限定块与挡板之间的距离，从而确保弹簧始终保持一定的弹力，确保测杆在弹簧的作用下始终保持紧绷状态。
进一步，所述导向结构的内侧壁为圆筒状结构且轴线为竖直方向，所述限定块为圆盘形结构，所述限定块的外径与所述导向结构的内侧壁的内径相适配。
采用上述进一步技术方案的有益效果是，圆筒状结构及圆盘形限定块较容易实现导向配合，而且均为圆形，加工制造较为简便，容易实施，同时也方便限定块进行旋转调节。
进一步，所述限定块侧壁开设有锁紧螺孔，所述限定块旋合于所述螺纹段后，通过安装于所述锁紧螺孔的锁紧螺钉进行锁紧。
采用上述进一步技术方案的有益效果是，在限定块旋合于螺纹段后，利用锁紧螺钉，可以防止长时间使用的过程中，限定块发生松动现象，以确保测量的准确性。
进一步，所述限定块的所述螺纹孔的周围开设有一个或多个上下贯通的第一通孔。
采用上述进一步技术方案的有益效果是，在限定块的螺纹孔周围设置所述第一通孔，一方面可以在安装时，可以将工具插入该第一通孔中进行旋合操作，以调节限定块高度，另一方面可以使导向结构内外连通，以保持内外油液压力平衡，避免测杆在导向结构内伸缩时产生卡阻现象。
进一步，所述挡板开设有与所述测杆的刚性段相适配的竖直方向上的导向孔。
采用上述进一步技术方案的有益效果是，在导向结构的上部挡板上，设置一个导向孔，使得测杆的刚性段可以在该导向孔中进行上下移动，配合限定块与导向结构内壁间的导向，可以实现双重导向，相当于给测杆的刚性段施加了两个约束点，更加有利于测杆的稳定。
在另一种实施方式中，也可以只在上部挡板上进行导向，而限定块与导向结构内壁间不发生导向作用，而是只起到固定弹簧的作用，这种方式也可以实现本发明的技术效果。
进一步，所述挡板的下表面设有沿所述导向孔周缘的环形凸起，所述凸起与所述导向结构的内侧壁之间形成环形凹槽结构，所述弹簧的上端置于所述凹槽结构中。
采用上述进一步技术方案的有益效果是，上部增加环形凸起，及形成环形槽，一是增加导向长度，更加有利于稳定导向，二是可以定位弹簧，保持弹簧的稳定性。
进一步，所述导向结构的上部侧壁开设有一个或多个第二通孔。
采用上述进一步技术方案的有益效果是，上部侧壁开设第二通孔，可以保持导向结构内外部压力均衡，便于测杆伸缩时不受卡阻。
进一步，所述固定装置还包括底座，所述导向结构可拆卸的安装于所述底座上表面，所述底座可固定于所述储液容器底部。
采用上述进一步技术方案的有益效果是，在储液容器上预定好的位置先固定一个底座，然后再把导向结构等其它零部件安装于底座上，可以实现可拆卸的安装，拆卸也比较方便。
进一步，所述导向结构为下端敞口的筒状结构，在所述筒状结构的底部周向设有帽沿状结构，所述帽沿状结构通过螺栓固定于所述底座上。
采用上述进一步技术方案的有益效果是，将导向结构设计为筒状结构，且在所述筒状结构的底部周向设有帽沿状结构，可以便于加工制造，并且可以便于控制精度，同时有利于整个装置实现结构紧凑、减小体积。
本发明还提供了一种磁致伸缩液位传感器，包括传感器电子仓、测杆及浮球，所述测杆的中部为柔性段，两端均为刚性段，且在所述刚性段的端部为螺纹段，所述测杆的一端与所述传感器电子仓连接，所述磁致伸缩液位传感器还包括如上所述的任一种磁致伸缩液位传感器固定装置，所述测杆的另一端安装于所述固定装置上。
由于上述磁致伸缩液位传感器固定装置具有上述的有益效果，所以磁致伸缩液位传感器具有相应的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明所提供的一种磁致伸缩液位传感器及其固定装置安装于储液容器后的整体结构示意图；
图2为所述导向结构的一种具体实施方式的结构示意图；
图3为所述限定块的一种具体实施方式的结构示意图。
其中，图中的件号表示为：
1、传感器电子仓，2、法兰盘，3、储液容器，4、浮球，5、导向结构，6、弹簧，7、锁定螺钉，8、螺栓，9、底座，10、限定块，11、测杆，51、挡板，52、导向孔，53、环形凸起，54、凹槽，55、第二通孔，56、帽沿状结构，57、安装孔，100、螺纹孔，101、锁紧螺孔，102、第一通孔，111、刚性段，112、螺纹段。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
请参照图1至图3，图1为本发明所提供的一种磁致伸缩液位传感器及其固定装置安装于储液容器后的整体结构示意图；图2为所述导向结构的一种具体实施方式的结构示意图；图3为所述限定块的一种具体实施方式的结构示意图。
本发明所提供的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，可以固定于储液容器3底部，其位置可根据需要预先设定好，将磁致伸缩液位传感器的测杆11装于固定装置即可。
导向结构5的主要目的是要将测杆11端部的刚性段111插入进去并能竖直上下移动，在一种磁致伸缩液位传感器固定装置的具体实施方式中，如图1至图3所示，所述固定装置主要包括导向结构5、弹簧6、限定块1010及底座9，所述导向结构5为下端敞口的筒状结构，在所述筒状结构的底部周向设有帽沿状结构56，所述帽沿状结构56上开设有多个安装孔57，底座9上对应位置设有安装螺孔，通过螺栓8可以将导向结构5固定于所述底座9上。底座9可以采用焊接的方式固定于储液容器3的底部，也可以采用其它固定方式。
导向结构5的外形可以为圆柱形也可以为多边形，优选圆柱形，便于加工制造。导向结构5的上部包括挡板51,所述测杆11可穿过所述挡板51伸入到所述导向结构5的内部,所述挡板51上开设有与所述测杆11的刚性段111相适配的竖直方向上的导向孔52。为了增加导向距离，所述挡板51的下表面设有沿所述导向孔52周缘的环形凸起53，该环形凸起53相当于内径与导向孔52相等的一个圆环，固定连接于挡板51底部，所述环形凸起53与所述导向结构5的内侧壁之间形成环形凹槽结构，所述弹簧6的上端置于所述凹槽54结构中。所述导向结构5的上部侧壁开设有一个或多个第二通孔55。
所述限定块10的所述螺纹孔100上下贯通，安装于测杆11的螺纹段112，所述限定块10为圆盘形结构，所述限定块10的外径与所述导向结构5的内径相适配，以便在筒内上下滑动，所述限定块10侧壁开设有锁紧螺孔101，所述限定块10旋合于所述螺纹段112后，通过安装于所述锁紧螺孔101的锁紧螺钉7进行锁紧。限定块10的所述螺纹孔100的周围开设有三个均布的且上下贯通的第一通孔102。
所述限定块10与所述挡板51之间设有弹簧6，所述弹簧6的两端分别与所述挡板51及所述限定块10相抵接，并且弹簧6的上端可以放置在挡板51下表面的凹槽54内。
上述具体实施方式中，测杆11的刚性段111置于具有导向作用的导向孔52中，由导向孔52对刚性段111进行导向，同时，导向结构5的内筒也对限定块1010进行导向，所以上述实施方式为双重导向的实施方式，这种方式为最优方式，可以实现双重导向，相当于给测杆11的刚性段111施加了两个约束点，更加有利于测杆11的稳定。
在另一种具体实施方式中，也可以只利用导向孔52单独导向，而导向结构5的下部就不必设计为筒状结构，限定块1010也只需能将弹簧6固定于其与挡板51之间即可，这种方式下，导向结构5可以不必为封闭式，可以用钢板进行焊接而成。
在再一种具体实施方式中，也可以只利用导向机构的内侧壁与限定块1010进行导向，而上部的挡板51不必与刚性段111外侧配合导向，这种方式需要限定块1010具有一定的厚度，以增加导向距离，并且保持测杆11的稳定。
由于固定装置经常用于各种液体中，并且长时间浸泡于其中，为了避免发生腐蚀，需要根据不同的液体，进行防腐处理。
在本发明提供的一种磁致伸缩液位传感器的具体实施方式中，包括传感器电子仓1、测杆11及浮球4，浮球4套设在测杆11的外部，所述测杆11的中部为柔性段，两端均为刚性段111，且在所述刚性段111的端部为螺纹段112，所述测杆11的一端与所述传感器电子仓1连接，磁致伸缩液位传感器可通过法兰盘2安装于储液容器3上，所述磁致伸缩液位传感器还包括如上所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，所述测杆11的另一端安装于所述固定装置上。
在安装时，预先将底座9焊接于储液容器3的底部，然后先把刚性段111从导向孔52中穿过，再套上弹簧6，旋合限定块10于螺纹段112上，再将导向结构5安装在底座9上，调整好测杆11使其绷紧，再用螺栓8紧固好即可。当使用一段时间后，由于测杆11自重的原因，会发生伸长，此时可以通过调节限定块10，将测杆11再次紧绷即可。
为了保持测杆11的紧绷，需要弹簧6始终为被压缩状态，通过调节限定块6与挡板51的距离即可实现。
对于底座9,一种实施方式为直接取一金属块,其外形可以根据导向结构5的外形相对应,并且上表面根据导向结构5的安装孔位置预先设置到位,再焊接于储液容器底部,另一种方式是在该底座的上表面可以开设与导向结构5的导向筒内径相适应的凹槽,如图1所示,这样可以加长限定块10的导向距离，使得整个结构更加紧凑。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种磁致伸缩液位传感器固定装置，所述磁致伸缩液位传感器包括测杆,所述测杆的端部具有刚性段及螺纹段，其特征在于，所述固定装置包括导向结构及限定块,所述测杆的端部置于所述导向结构中并可在所述导向结构的导向作用下上下移动,所述限定块置于所述导向结构内且开设有与所述测杆端部的螺纹段相适配的螺纹孔，所述限定块旋合安装于所述螺纹段，所述固定装置可固定于储液容器的底部。
2.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，其特征在于，所述导向结构的上部包括挡板,所述测杆可穿过所述挡板伸入到所述导向结构的内部,所述导向结构的内侧壁具有竖直方向的滑道,所述限定块的所述螺纹孔上下贯通，所述限定块可沿所述滑道上下移动,所述限定块与所述挡板之间设有弹簧，所述弹簧的两端分别与所述挡板及所述限定块相抵接。
3.根据权利要求2所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，其特征在于，所述导向结构的内侧壁为圆筒状结构且轴线为竖直方向，所述限定块为圆盘形结构，所述限定块的外径与所述导向结构的内径相适配。
4.根据权利要求3所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，其特征在于，所述限定块侧壁开设有锁紧螺孔，所述限定块旋合于所述螺纹段后，通过安装于所述锁紧螺孔的锁紧螺钉进行锁紧。
5.根据权利要求3所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，其特征在于，所述限定块的所述螺纹孔的周围开设有一个或多个上下贯通的第一通孔。
6.根据权利要求2至5任一项所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，其特征在于，所述挡板开设有与所述测杆的刚性段相适配的竖直方向上的导向孔。
7.根据权利要求6所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，其特征在于，所述挡板的下表面设有沿所述导向孔周缘的环形凸起，所述凸起与所述导向结构的内侧壁之间形成环形凹槽结构，所述弹簧的上端置于所述凹槽结构中。
8.根据权利要求6所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，其特征在于，所述导向结构的上部侧壁开设有一个或多个第二通孔。
9.根据权利要求6所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，其特征在于，所述固定装置还包括底座，所述导向结构可拆卸的安装于所述底座上表面，所述底座可固定于所述储液容器底部。
10.一种磁致伸缩液位传感器，包括传感器电子仓、测杆及浮球，所述测杆的中部为柔性段，两端均为刚性段，且在所述刚性段的端部为螺纹段，所述测杆的一端与所述传感器电子仓连接，其特征在于，所述磁致伸缩液位传感器还包括如权利要求1至9任一项所述的一种磁致伸缩液位传感器固定装置，所述测杆的另一端安装于所述固定装置上。
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