CN114659587B - 一种用于复杂工况的雷达物位计装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于复杂工况的雷达物位计装置和方法，属于雷达测量技术领域，本发明中通过在套管内设置顶升机构，顶升机构驱动连接管在固定管内进行升降，使得连接管一侧的气体通道与固定管上的固定孔可以进行连通和分离动作，通过对固定孔内分别通入气体和液体，实现对天线内壁易挥发附着物的隔离以及对天线内壁清洗的功能，在工作状态下通过通入空气，使得气体在天线底部形成一层气体隔离膜，避免粘附物附着在天线内壁上，影响雷达物位计的测量精度，同时在非工作状态下通过通入液体，实现对天线内壁的清洗，避免反复拆卸雷达物位计造成该雷达物位计的定位异常；本发明用于解决现有方案中不能对杂质、蒸汽、粘附物进行隔离的技术问题。

Description

一种用于复杂工况的雷达物位计装置和方法

技术领域

本发明涉及雷达测量技术领域，更具体地说，它涉及一种用于复杂工况的雷达物位计装置和方法。

背景技术

雷达物位计采用微波脉冲的测量方法，并可在工业频率波段范围内正常，波束能量低，可安装于各种金属、非金属容器或管道内，对液体、浆料及颗粒料的物位进行非接触式连续测量；适用于粉尘、温度、压力变化大，有惰性气体及蒸汽存在的场合。

申请号为2019219147631的实用新型专利中公开了一种雷达物位计，该专利通过在法兰盘设置的清洁组件以完成天线的清洁工作，用户在使用过程中，无须拆卸即可进行清洗，提高了工作效率，降低了清方式的难度，从而给用户提供了便利，且提高了雷达物位计测量的准确性。

但是上述雷达物位计在使用时还存在以下问题，设置的清洁组件只能清洁天线外壁，对于天线内壁粘附的影响微波反射的杂质无法去除，影响雷达物位计的测量精度，且该专利不能对杂质、蒸汽、粘附物进行隔离，使得雷达物位计需要短时间定期清洁，给使用带来不便；同时在测量粘稠度较大的浆料液位时，浆料表面通常为堆放状态，雷达物位计在测量时，天线需与浆料表面保持垂直，浆料表面不平整容易导致雷达物位计的测量结果出现误差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于复杂工况的雷达物位计装置，解决以下技术问题：（1）天线内壁粘附的影响微波反射的杂质无法去除，影响雷达物位计的测量精度；（2）不能对杂质、蒸汽、粘附物进行隔离，给使用带来不便；（3）在测量表面不平整的浆料时容易出现误差。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于复杂工况的雷达物位计装置，包括物位计本体，所述物位计本体顶部连接有顶盖，所述物位计本体底部连接的导管连通于固定管上，所述固定管背离物位计本体一侧连接有套管，所述固定管和套管之间设置有用于输送气体的连接管，所述套管内设置有用于带动连接管升降的顶升机构，所述套管底部设置有用于调节物位计本体倾斜角度的调节机构，所述调节机构的调节管固定安装于定位座底部，所述套管设置于调节管内，且套管底部连通有天线；

所述顶升机构的升降座朝向连接管一侧固定安装有两个顶杆，两个顶杆分别滑动安装于套管开设的两个升降孔内，所述套管内朝向连接管一侧固定安装有挡片，所述挡片上开设有两个顶杆穿过的插孔，所述升降座滑动安装于套管内，所述套管内两侧对称设置有用于带动升降座升降的电动推杆。

进一步的，所述调节机构的调节管底部转动安装有调节盘，所述调节盘外周等间距设置有若干轮齿，所述调节管一侧固定安装的固定罩内设置有驱动电机，所述驱动电机输出轴套设的驱动齿轮与调节盘啮合连接，所述调节盘顶部一侧安装有角度调节块。

进一步的，所述套管底部一侧开设有与角度调节块卡接配合的卡槽，所述调节盘中心开设有供天线穿过的通孔，所述角度调节块两侧弧度低，中间弧度高。

进一步的，所述挡片一侧固定安装有两个复位弹簧，两个所述复位弹簧与两个所述顶杆中部套设的顶片抵接配合。

进一步的，所述固定管背离物位计本体一侧开设有固定槽，所述连接管滑动安装于固定槽内，所述固定槽一侧开设的滑动槽上设置有用于通入水和气体的固定孔。

进一步的，所述固定槽朝向连接管一侧开设的若干缓冲槽内均固定安装有缓冲弹簧，若干缓冲弹簧端部均与连接管抵接配合。

进一步的，所述连接管一侧固定安装的限位滑块滑动安装于滑动槽内，所述连接管一侧开设有与固定孔连通的气体通道，所述连接管背离固定管一侧开设有若干气孔，所述气体通道与若干气孔相连通。

进一步的，所述连接管朝向套管一侧固定安装有两个顶块，两个顶块上均开设有顶槽，两个所述顶杆与两个顶块上的顶槽插接配合。

一种用于复杂工况的雷达物位计装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：雷达物位计正常工作时，电动推杆带动升降座在套管内滑动，升降座带动两个顶杆穿过挡片并插入连接管的两个顶块内，同时带动连接管在固定管内滑动，使得连接管的气体通道与固定管上的固定孔连通，向固定孔内通入气体，气体沿着气体通道从连接管上的若干气孔排出，并沿着天线底部输送出去，输送出去的气体吹去天线内壁上粘附的杂质和结晶体，同时吹气状态下的天线底部会形成一层气体隔离膜，避免挥发的蒸汽、杂质还有结晶附着在天线内壁上；

步骤二：清洁天线表面附着物时，两个顶杆上的顶片在复位弹簧的作用下向下压缩顶片，使得升降座向下滑动，连接管在若干缓冲弹簧的作用下向套管一侧滑动，使得连接管的气体通道与固定孔分开，向固定孔上通入清洁用水，清洁用水沿着固定管以及连接管的内壁向下流动并对天线内壁表面进行清洗；

步骤三：对粘度较大的浆料进行检测时，驱动电机输出轴带动驱动齿轮转动，驱动齿轮啮合调节盘带动调节盘上的角度调节块转动，角度调节块转动使得套管一侧向上翘起，进而使得套管在调节管内向另一侧倾斜，从而使得套管底部的天线可以垂直于浆料表面，物位计本体测量浆料液位。

与现有方案相比，本发明的有益效果：

本发明中通过在套管内设置顶升机构，顶升机构驱动连接管在固定管内进行升降，使得连接管一侧的气体通道与固定管上的固定孔可以进行连通和分离动作，通过对固定孔内分别通入气体和液体，实现对天线内壁易挥发附着物的隔离以及对天线内壁清洗的功能，在工作状态下通过通入空气，使得气体在天线底部形成一层气体隔离膜，避免粘附物附着在天线内壁上，影响雷达物位计的测量精度，同时在非工作状态下通过通入液体，实现对天线内壁的清洗，避免反复拆卸雷达物位计造成该雷达物位计的定位异常；

通过设置调节机构，在测量不平整的浆料表面时，调节管底部可转动的调节盘配合角度调节块用于调节套管的倾斜角度，进而调整物位计本体以及天线的倾斜角度，使得天线可以与浆料表面垂直，避免出现测量误差，影响测量结果的精确度。

附图说明

图1为本发明一种用于复杂工况的雷达物位计装置。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明中套管的剖视图。

图4为本发明中顶升机构的结构示意图。

图5为本发明中连接管与固定管配合示意图。

图6为本发明中固定管的结构示意图。

图7为本发明中连接管的结构示意图。

图8为本发明中调节机构的结构示意图。

图中：1、物位计本体；2、顶盖；3、导管；4、定位座；5、天线；6、固定管；61、固定槽；62、缓冲槽；63、缓冲弹簧；64、滑动槽；65、固定孔；7、连接管；71、限位滑块；72、气孔；73、顶块；74、顶槽；75、气体通道；8、套管；81、复位弹簧；82、顶升机构；821、升降座；822、顶杆；823、顶片；83、挡片；84、电动推杆；9、调节机构；91、调节管；92、调节盘；93、角度调节块；94、驱动电机；95、驱动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

参照图1-图8所示，本发明为一种用于复杂工况的雷达物位计装置，包括物位计本体1，物位计本体1顶部连接有顶盖2，顶盖2上设置有用于人机交互的控制面板，物位计本体1底部连接有导管3，导管3底部连通有固定管6，固定管6背离物位计本体1一侧连接有套管8，固定管6和套管8之间设置有用于输送气体的连接管7，套管8内设置有用于带动连接管7升降的顶升机构82，套管8底部设置有用于调节物位计本体1倾斜角度的调节机构9，调节机构9的调节管91固定安装于定位座4底部，套管8设置于调节管91内，套管8底部连通有天线5，天线5设置为喇叭状；在对高精度雷达物位计装置进行安装时，定位座4通过螺栓安装于待测量液位的罐体上，天线5设置于罐体内。

参阅图3和图4，顶升机构82包括升降座821，升降座821朝向连接管7一侧固定安装有两个顶杆822，两个顶杆822分别滑动安装于套管8开设的两个升降孔内，套管8内朝向连接管7一侧固定安装有挡片83，挡片83上开设有两个顶杆822穿过的插孔，两个顶杆822中部均固定套设有顶片823，挡片83一侧固定安装有两个复位弹簧81，两个复位弹簧81与两个顶杆822上的顶片823抵接配合，升降座821滑动安装于套管8内，套管8内两侧对称设置有用于带动升降座821升降的电动推杆84，两个电动推杆84活塞杆固定连接升降座821底部；通过顶升机构82驱动连接管7在固定管6内进行升降，使得连接管7一侧的气体通道75与固定管6上的固定孔65可以进行连通和分离动作，通过对固定孔65内分别通入气体和液体，实现对天线5内壁易挥发附着物的隔离以及对天线5内壁清洗的功能，在工作状态下通过通入空气，使得气体在天线5底部形成一层气体隔离膜，避免粘附物附着在天线5内壁上，影响雷达物位计的测量精度，同时在非工作状态下通过通入液体，实现对天线5内壁的清洗，避免反复拆卸雷达物位计造成该雷达物位计的定位异常。

参阅图6，固定管6背离物位计本体1一侧开设有固定槽61，连接管7滑动安装于固定槽61内，固定槽61一侧开设有滑动槽64，滑动槽64 上开设有用于通入水和气体的固定孔65；固定槽61朝向连接管7一侧开设有若干缓冲槽62，若干缓冲槽62内均固定安装有缓冲弹簧63，若干缓冲弹簧63端部均与连接管7抵接配合。

参阅图3和图7，连接管7一侧固定安装有限位滑块71，限位滑块71滑动安装于滑动槽64内，连接管7一侧开设有与固定孔65连通的气体通道75，连接管7上设置的限位滑块71避免连接管7在固定管6内转动，影响连接管7的气体通道75和固定管6的固定孔65连通；连接管7背离固定管6一侧开设有若干气孔72，气体通道75与若干气孔72相连通，连接管7朝向套管8一侧固定安装有两个顶块73，两个顶块73上均开设有顶槽74，两个顶杆822与两个顶块73上的顶槽74插接配合。

参阅图2和图8，调节机构9包括调节管91，调节管91底部转动安装有调节盘92，调节盘92中心开设有供天线5穿过的通孔，调节盘92外周等间距设置有若干轮齿，调节管91一侧固定安装有固定罩，固定罩内固定安装有驱动电机94，驱动电机94输出轴套设有驱动齿轮95，驱动齿轮95与调节盘92啮合连接，调节盘92顶部一侧安装有角度调节块93，套管8底部一侧开设有与角度调节块93卡接配合的卡槽，角度调节块93配合套管8底部的卡槽起到了对套管8的固定作用，角度调节块93两侧弧度低，中间弧度高，方便角度调节块93从套管8底部的卡槽内移出，避免角度调节块93卡紧于卡槽内无法移动，影响套管8倾斜度的调节，通过设置调节机构9，调节管91底部可转动的调节盘92配合角度调节块93用于调节套管8的倾斜角度，进而调整物位计本体1以及天线5的倾斜角度，使得天线5可以与浆料表面垂直，避免出现测量误差，影响测量结果的精确度。

参照图1-图8所示，一种用于复杂工况的雷达物位计装置的使用方法包括如下步骤：

雷达物位计正常工作时：启动电动推杆84，电动推杆84带动升降座821在套管8内滑动，升降座821带动两个顶杆822穿过挡片83并插入连接管7的两个顶块73内，同时带动连接管7在固定管6内滑动，使得连接管7的气体通道75与固定管6上的固定孔65连通，向固定孔65内通入气体，气体沿着气体通道75从连接管7上的若干气孔72排出，并沿着天线5底部输送出去，输送出去的气体吹去天线5内壁上粘附的杂质和结晶体，同时吹气状态下的天线5底部会形成一层气体隔离膜，避免挥发的蒸汽、杂质还有结晶附着在天线5内壁上，影响雷达物位计的测量精度；

当需要对天线5表面附着物进行清洁时：关闭电动推杆84，两个顶杆822上的顶片823在复位弹簧81的作用下向下压缩顶片823，使得升降座821向下滑动，连接管7在若干缓冲弹簧63的作用下，向套管8一侧滑动，使得连接管7的气体通道75与固定孔65分开，向固定孔65上通入清洁用水，清洁用水沿着固定管6以及连接管7的内壁向下流动并对天线5内壁表面进行清洗，避免反复拆卸雷达物位计造成该雷达物位计的定位异常，影响雷达物位计的测量精度；

在对粘度较大的浆料进行检测时：启动驱动电机94，驱动电机94输出轴带动驱动齿轮95转动，驱动齿轮95啮合调节盘92带动调节盘92上的角度调节块93转动，角度调节块93转动使得套管8一侧向上翘起，进而使得套管8在调节管91内向另一侧倾斜，从而使得套管8底部的天线5可以垂直于浆料表面，方便测量浆料的液位，提高了测量的精确度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于复杂工况的雷达物位计装置，包括物位计本体（1），所述物位计本体（1）顶部连接有顶盖（2），所述物位计本体（1）底部连接的导管（3）连通于固定管（6）上，其特征在于，所述固定管（6）背离物位计本体（1）一侧连接有套管（8），所述固定管（6）和套管（8）之间设置有用于输送气体的连接管（7），所述套管（8）内设置有用于带动连接管（7）升降的顶升机构（82），所述套管（8）底部设置有用于调节物位计本体（1）倾斜角度的调节机构（9），所述调节机构（9）的调节管（91）固定安装于定位座（4）底部，所述套管（8）设置于调节管（91）内，且套管（8）底部连通有天线（5）；

所述顶升机构（82）的升降座（821）朝向连接管（7）一侧固定安装有两个顶杆（822），两个顶杆（822）分别滑动安装于套管（8）开设的两个升降孔内，所述套管（8）内朝向连接管（7）一侧固定安装有挡片（83），所述挡片（83）上开设有两个顶杆（822）穿过的插孔，所述升降座（821）滑动安装于套管（8）内，所述套管（8）内两侧对称设置有用于带动升降座（821）升降的电动推杆（84）；

所述调节机构（9）的调节管（91）底部转动安装有调节盘（92），所述调节盘（92）外周等间距设置有若干轮齿，所述调节管（91）一侧固定安装的固定罩内设置有驱动电机（94），所述驱动电机（94）输出轴套设的驱动齿轮（95）与调节盘（92）啮合连接，所述调节盘（92）顶部一侧安装有角度调节块（93）；

所述套管（8）底部一侧开设有与角度调节块（93）卡接配合的卡槽，所述调节盘（92）中心开设有供天线（5）穿过的通孔，所述角度调节块（93）两侧弧度低，中间弧度高；

所述固定管（6）背离物位计本体（1）一侧开设有固定槽（61），所述连接管（7）滑动安装于固定槽（61）内，所述固定槽（61）一侧开设的滑动槽（64）上设置有用于通入水和气体的固定孔（65）。

2.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的雷达物位计装置，其特征在于，所述挡片（83）一侧固定安装有两个复位弹簧（81），两个所述复位弹簧（81）与两个所述顶杆（822）中部套设的顶片（823）抵接配合。

3.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的雷达物位计装置，其特征在于，所述固定槽（61）朝向连接管（7）一侧开设的若干缓冲槽（62）内均固定安装有缓冲弹簧（63），若干缓冲弹簧（63）端部均与连接管（7）抵接配合。

4.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的雷达物位计装置，其特征在于，所述连接管（7）一侧固定安装的限位滑块（71）滑动安装于滑动槽（64）内，所述连接管（7）一侧开设有与固定孔（65）连通的气体通道（75），所述连接管（7）背离固定管（6）一侧开设有若干气孔（72），所述气体通道（75）与若干气孔（72）相连通。

5.根据权利要求1所述的一种用于复杂工况的雷达物位计装置，其特征在于，所述连接管（7）朝向套管（8）一侧固定安装有两个顶块（73），两个顶块（73）上均开设有顶槽（74），两个所述顶杆（822）与两个顶块（73）上的顶槽（74）插接配合。

6.一种采用例如权利要求1-5任一项的用于复杂工况的雷达物位计装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：雷达物位计正常工作时，电动推杆（84）带动升降座（821）在套管（8）内滑动，升降座（821）带动两个顶杆（822）穿过挡片（83）并插入连接管（7）的两个顶块（73）内，同时带动连接管（7）在固定管（6）内滑动，使得连接管（7）的气体通道（75）与固定管（6）上的固定孔（65）连通，向固定孔（65）内通入气体，气体沿着气体通道（75）从连接管（7）上的若干气孔（72）排出，并沿着天线（5）底部输送出去，输送出去的气体吹去天线（5）内壁上粘附的杂质和结晶体，同时吹气状态下的天线（5）底部会形成一层气体隔离膜，避免挥发的蒸汽、杂质还有结晶附着在天线（5）内壁上；

步骤二：清洁天线（5）表面附着物时，两个顶杆（822）上的顶片（823）在复位弹簧（81）的作用下向下压缩顶片（823），使得升降座（821）向下滑动，连接管（7）在若干缓冲弹簧（63）的作用下向套管（8）一侧滑动，使得连接管（7）的气体通道（75）与固定孔（65）分开，向固定孔（65）上通入清洁用水，清洁用水沿着固定管（6）以及连接管（7）的内壁向下流动并对天线（5）内壁表面进行清洗；

步骤三：对高粘度的浆料进行检测时，驱动电机（94）输出轴带动驱动齿轮（95）转动，驱动齿轮（95）啮合调节盘（92）带动调节盘（92）上的角度调节块（93）转动，角度调节块（93）转动使得套管（8）一侧向上翘起，进而使得套管（8）在调节管（91）内向另一侧倾斜，从而使得套管（8）底部的天线（5）可以垂直于浆料表面，物位计本体（1）测量浆料液位。

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