CN107490362A - 整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置及测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，包括测量筒、压力变送器、测量液、液体连通管、空气连通管、安装支架；所述的压力变送器安装于测量筒下部；所述的测量筒有4个，安装固定在安装支架上；所述的相对应的两个测量筒下端通过液体连通管连接，上端通过空气连通管连接；所述的测量筒内有测量液。同时本发明还公布了整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置的测量方法，该测量方法简单，检测精度高。本发明装置结构简单，使用方便，寿命长，成本低，实用性强。

Description

整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置及测量方法
技术领域
本发明涉及一种平面倾斜度测量技术，尤其涉及整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置及测量方法。
背景技术
煤气柜活塞倾斜度是煤气柜安全运行的一项重要参数，目前比较常见的倾斜度测量技术主要是利用雷达或超声波技术。雷达或超声波测量煤气柜活塞倾斜度的步骤为：在煤气柜柜顶底部按要求安装四台雷达或超声波测距装置，在活塞相对应的位置安装发射板等装置，但这两种方法施工复杂且不易维护。同时雷达或超声波测距装置或多或少会受到应用环境，如粉尘、灰尘、水蒸汽等的干扰，导致测量存在误差。另外基于雷达或超声波技术的煤气柜活塞倾斜度测量装置价格较高。因此需要一种能够易安装、抗环境干扰，价格低廉，测量精度高的煤气柜活塞倾斜度测量装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，易安装、抗环境干扰且价格低廉，测量精度高。
本发明整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，包括测量筒、压力变送器、测量液、液体连通管、空气连通管、安装支架；所述的压力变送器安装于测量筒下部；所述的测量筒有4个，安装固定在安装支架上；所述的相对应的两个测量筒下端通过液体连通管连接，上端通过空气连通管连接；所述的测量筒内有测量液。
进一步地，所述的测量筒采用柱体结构，为圆柱体结构、立方体结构、多棱柱结构中的一种。
进一步地，所述的压力变送器与测量筒之间还设置有一个阀门。
进一步地，所述的两根液体连通管之间可以连通，也可以不连通。
进一步地，所述的两根空气连通管之间可以连通，也可以不连通。
进一步地，所述的测量液为拥有稳定的物理化学性能且在零下30℃时不结冰的液体，优选为硅油。
整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置的测量方法，具体步骤如下：
步骤一，当活塞发生倾斜时，测量筒内测量液液面会随着活塞的倾斜发生变化，同时，安装在测量筒下部的压力变送器的输出值相应发生变化，相对两个测量筒下部的压力变送器的输出值的差值与测量液比重的商即为这两个测量筒在竖直位置上在该相对两个测量筒连线方向上的相对位移，同理另一对测量筒测量出在另一方向上的相对位移；
取一对测量筒的方向为x轴方向，另一对测量筒的方向为y轴方向；
对于x轴方向该对测量筒竖直相对位移：
x＝px/ρ
其中：x x轴方向测量筒竖直相对位移；
px安装于x轴方向两个测量筒的压力差值；
ρ测量液的比重；
对于y轴方向该对测量筒竖直相对位移：
y＝py/ρ
其中：y y轴方向测量筒竖直相对位移；
py安装于y轴方向两个测量筒的压力差值；
ρ测量液的比重；
步骤二，通过矢量计算的方法计算出最大位移量及最大位移量发生的方位，活塞倾斜度的正切值为最大位移量与相对两个测量筒之间距离的比值；
最大位移量(l)计算如下：
其中：l最大位移量
倾斜度(θ)与倾斜度方位(β)计算如下：
其中：θ倾斜度；
β倾斜度方位；
l相对两测量筒之间的距离。
与现有技术相比，本发明测量装置的优点为：(1)本发明测量装置整体在制造厂完成，可以安装在活塞上的任意位置，安装简便，同时由于测量装置整体在制造厂完成，易于保证测量精度；(2)本发明测量装置结构简单，测量方法简单，检测精度高，测量液与外界完全隔离，所以能够抗测量环境中如粉尘、灰尘、水蒸汽等因素的干扰，使用稳定可靠，寿命长，成本低，实用性强。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是本发明装置倾斜时侧面的结构示意图；
图中：1、测量筒；2、压力变送器；3、测量液；4、液体连通管；5、气体连通管；6、安装支架。
具体实施方式
下面结合说明说附图，对本发明做进一步的描述。
如图1所示，本发明整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，包括测量筒1、压力变送器2、测量液3、液体连通管4、空气连通管5、安装支架6。
测量筒1竖直设置，其下部安装有压力变送器2，在测量筒1内充填测量液3；相对应的两个测量筒1下端通过液体连通管4连接，上端通过空气连通管5连接；测量筒1共有4个，安装在安装支架6上。测量液3为拥有稳定的物理化学性能且在零下30℃时不结冰的液体，优选为硅油。
使用中，当煤气柜活塞发生倾斜时，通过液体连通管4连通的四个测量筒1内的测量液3液面会随着倾斜度的大小发生变化，通过空气连通管5连通的四个测量筒1内的测量液3液面上的空气施加于测量液3液面上压力相等，由于测量液为稳定的化学物理性能的硅油，故安装在相对测量筒1的压力变送器2测得的压力差值与测量液3比重的比值即为这两个测量筒1在竖直方向上的相对位移。
本实施例中所述的测量筒1采用柱体结构便于生产制造，可为圆柱体结构、立方体结构、多棱柱结构中的一种。
本实施例中所述的压力变送器2与测量筒1之间还设置有一个阀门，以方便压力变送器2的更换。
本实施例中所述的两根液体连通管4互相垂直，两管之间可以连通，也可以不连通，测量液通过液体连通管自由流动。
本实施例中所述的两根空气连通管5互相垂直，两管之间可以连通，也可以不连通，测量液上部空气通过空气连通管自由流动。
针对本实施例的倾斜度计算如下，为叙述方便，取一对测量筒1的方向为x轴方向，另一对测量筒1的方向为y轴方向：
对于x轴方向该对测量筒竖直相对位移：
x＝px/ρ
其中：x x轴方向测量筒竖直相对位移；
px安装于x轴方向两个测量筒的压力差值；
ρ测量液的比重；
对于y轴方向该对测量筒竖直相对位移：
y＝py/ρ
其中：y y轴方向测量筒竖直相对位移；
py安装于y轴方向两个测量筒的压力差值；
ρ测量液的比重；
最大位移量(l)计算如下：
其中：l最大位移量
倾斜度(θ)与倾斜度方位(β)计算如下：
其中：θ倾斜度；
β倾斜度方位；
l相对两测量筒之间的距离。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，其特征在于：包括测量筒(1)、压力变送器(2)、测量液(3)、液体连通管(4)、空气连通管(5)、安装支架(6)；所述的压力变送器(2)安装于测量筒(1)下部；所述的测量筒(1)有4个，安装固定在安装支架(6)上；所述的相对应的两个测量筒(1)下端通过液体连通管(4)连接，上端通过空气连通管(5)连接；所述的测量筒(1)内有测量液(3)。
2.根据权利要求1所述的整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，其特征在于：所述的测量筒(1)采用柱体结构，为圆柱体结构、立方体结构、多棱柱结构中的一种。
3.根据权利要求1所述的整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，其特征在于：所述的压力变送器(2)与测量筒(1)之间还设置有一个阀门。
4.根据权利要求1所述的整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，其特征在于：所述的两根液体连通管(4)互相垂直，两管之间可以连通，也可以不连通。
5.根据权利要求1所述的整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，其特征在于：所述的两根空气连通管(5)互相垂直，两管之间可以连通，也可以不连通。
6.根据权利要求1所述的整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置，其特征在于：所述的测量液(3)为拥有稳定的物理化学性能且在零下30℃时不结冰的液体，优选为硅油。
7.整体式煤气柜活塞倾斜度测量装置的测量方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤一，当活塞发生倾斜时，测量筒(1)内测量液(3)液面会随着活塞的倾斜发生变化，同时，安装在测量筒下部的压力变送器(2)的输出值相应发生变化，相对两个测量筒下部的压力变送器(2)的输出值的差值与测量液(3)比重的商即为这两个测量筒(1)在竖直位置上在该相对两个测量筒(1)连线方向上的相对位移，同理另一对测量筒(1)测量出在另一方向上的相对位移；
取一对测量筒的方向为x轴方向，另一对测量筒的方向为y轴方向；
对于x轴方向该对测量筒竖直相对位移：
x＝px/ρ
其中：x x轴方向测量筒竖直相对位移；
px安装于x轴方向两个测量筒的压力差值；
ρ测量液的比重；
对于y轴方向该对测量筒竖直相对位移：
y＝py/ρ
其中：y y轴方向测量筒竖直相对位移；
py安装于y轴方向两个测量筒的压力差值；
ρ测量液的比重；
步骤二，通过矢量计算的方法计算出最大位移量及最大位移量发生的方位，活塞倾斜度的正切值为最大位移量与相对两个测量筒(1)之间距离的比值；
最大位移量(l)计算如下：
<mrow> <mi>l</mi> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <msup> <mi>x</mi> <mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup> <mi>y</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> </mrow>
其中：l最大位移量
倾斜度(θ)与倾斜度方位(β)计算如下：
<mrow> <mi>&amp;theta;</mi> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mfrac> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mfrac> <mo>;</mo> <mi>&amp;beta;</mi> <mo>=</mo> <mi>a</mi> <mi>r</mi> <mi>c</mi> <mi>t</mi> <mi>a</mi> <mi>n</mi> <mfrac> <mi>y</mi> <mi>x</mi> </mfrac> </mrow>
其中：θ倾斜度；
β倾斜度方位；
l相对两测量筒之间的距离。
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