CN206772384U - 一种新型虹吸式液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型虹吸式液位测量装置，包括高位虹吸导压管、低位虹吸导压管和压差变送器，高位虹吸导压管的一端管口与低位虹吸导压管的一端管口通过虹吸导压管连接，所述虹吸导压管上设有第一控制阀，所述压差变送器的高压端和低压端的采样管分别接入第一控制阀两侧的虹吸导压管的管道上。本实用新型提供的虹吸式液位测量装置，便于准确测量上下游水位，结构简单，操作方便。

Description

一种新型虹吸式液位测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种液位测量装置，具体涉及一种新型虹吸式液位测量装置。

背景技术

一些运行多年的小型水电站和农田、水利、灌溉泵站设备近年来逐渐列入改造、改建计划。而这些小型电站或泵站由于建设较早，多数或缺乏水力测量设施，无法测量上、下游水位，或高程数据丢失，为弄清这些电站或泵站的机组性能和改、扩建前后对比，需进行性能测试。同时，日常运行调控也需要这些性能参数，以实现最符合预期的运行效果。因而研究一些必须的参数测量设备具有重要意义

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是对于运行多年的农田水利水渠或水电站等，无法测量上、下游水位，目的在于提供一种新型虹吸式液位测量装置，便于准确测量上下游水位，结构简单，操作方便。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种新型虹吸式液位测量装置，包括高位虹吸导压管、低位虹吸导压管和压差变送器，高位虹吸导压管的一端管口与低位虹吸导压管的一端管口通过虹吸导压管连接，所述虹吸导压管上设有第一控制阀，所述压差变送器的高压端和低压端的采样管分别接入第一控制阀两侧的虹吸导压管的管道上。

使用时，将高位虹吸导压管的自由端口置于待测液位高位容器的液面下，将低位虹吸导压管的自由端口置于待测液位低位容器的液面下，通过高位虹吸导压管、虹吸导压管和低位虹吸导压管形成虹吸通道。建立虹吸后，使待测液位高位容器内的液体依次经高位虹吸导压管、虹吸导压管和低位虹吸导压管流入待测液位低位容器内，需要测量待测液位高位容器内液面与待测液位低位容器内液面高度差值时，关闭第一控制阀，压差变送器通过采样管测得待测液位高位容器内液面与待测液位低位容器内液面的压差，即可获得待测液位高位容器内液面与待测液位低位容器内液面的高度差。本液位测量装置可依靠导压管岛内液体流动实现排气和管道内液体更新，有利于提高测量的准确度。

优选地，所述液位测量装置还包括控制器，所述控制器用于控制第一控制阀；所述控制器还与压差变送器连接，用于显示和/或通过通讯方式报送状态信息与测量数据，以及将差压变送器输出信号进行变换和补偿，转换为液位或液位差信号。

本实用新型设置控制器，通过控制器与第一控制阀通信连接，便于自动化控制液位测量操作；通过将控制器与压差变送器通信连接，用于显示和/或通过通讯方式报送状态信息与测量数据，以及将差压变送器输出信号进行变换和补偿，转换为液位或液位差信号。

优选地，所述高位虹吸导压管上设有第二控制阀，所述低位虹吸导压管上设有第三控制阀。

本实用新型提供的虹吸式液位测量装置不仅用于测量高低液位差，还可用于单独测量高液位(上游)或低液位(下游)液位变化。若单独测量待测液位高位容器内液位变化，则在建立虹吸后，第二控制阀保持开状态，关闭第三控制阀；若单独测量待测液位低位容器内液位变化，则在建立虹吸后，第三控制阀保持开状态，关闭第二控制阀。

优选地，所述虹吸导压管上还设有第一放空阀和第二放空阀，且所述第一放空阀位于第二控制阀和高压端采样管与虹吸导压管的接口之间；所述第二放空阀位于第三控制阀和低压端采样管与虹吸导压管的接口之间。

通过设置第一放空阀和第二放空阀，并且两个放空阀的安装高度等高，便于实现高、低位待测液位容器内液位的分别测量，并在分别测量高、低位待测液位容器内液位时提供一致、等同且可重复的压力测量比较端压力，从而提高测量的精准度。此外，现有技术中会采用真空泵建立虹吸，但无可靠的气水分离措施，真空泵必需耐水，适用真空泵选型范围很窄，且真空泵比较笨重不易操作。而本实用新型通过调节个控制阀和放空阀，有利于操作人员通过压力注水在管道内建立虹吸，通过虹吸进一步排净气体，结构简单，操作便捷。

优选地，所述第一控制阀、第一放空阀和第二放空阀在虹吸导压管上的安装位置均高于压差变送器的安装位置。

若虹吸式液位测量装置安装位置高于待测液位高位容器的液面时，压差变送器的高低压侧的采样管均处于负压状态，不利于压差变送器排气操作。这种情况下，在排除虹吸导压管内气体后关闭第二、三控制阀，打开放空阀，由于第一控制阀、第一放空阀和第二放空阀在虹吸导压管上的安装位置均高于压差变送器的安装位置，此时，在虹吸导压管内的液体静压作用下，虹吸导压管内压力由负压专为正压，虹吸导压管内的静压足以保障将采样管内的气体排出，进一步提高测量准确度。压差变送器排气时，因置换采样管内的气体需要消耗少量液体，相应容积的气体经第一放空阀、第二放空阀进入虹吸导压管内，压差变送器排气后需要关闭第一放空阀、第二放空阀，打开第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀，建立自待测液位高位容器经高位虹吸导压管、虹吸导压管、低位虹吸导压管流向待测液位低位容器的虹吸液流，压差变送器排气时进入虹吸导压管的气体随液流进入待测液位低位容器液体内形成气泡上浮排除。

优选地，所述控制器还用于控制第二控制阀、第三控制阀、第一放空阀和第二放空阀。便于自动完成测量、排气及调零的操作。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种新型虹吸式液位测量装置，使用时，将高位虹吸导压管的自由端口置于待测液位高位容器的液面下，将低位虹吸导压管的自由端口置于待测液位低位容器的液面下，通过高位虹吸导压管、虹吸导压管和低位虹吸导压管形成虹吸通道。建立虹吸后，使待测液位高位容器内的液体依次经高位虹吸导压管、虹吸导压管和低位虹吸导压管流入待测液位低位容器内，需要测量待测液位高位容器内液面与待测液位低位容器内液面高度差值时，关闭第一控制阀，压差变送器通过采样管测得待测液位高位容器内液面与待测液位低位容器内液面的压差，即可获得待测液位高位容器内液面与待测液位低位容器内液面的高度差。本液位测量装置可依靠导压管岛内液体流动实现排气和管道内液体更新，有利于提高测量的准确度；

2、本实用新型一种新型虹吸式液位测量装置，本实用新型提供的虹吸式液位测量装置不仅用于测量高低液位差，还可用于单独测量高液位(上游)或低液位(下游)液位变化。若单独测量待测液位高位容器内液位变化，则在建立虹吸后，第二控制阀保持开状态，关闭第三控制阀；若单独测量待测液位低位容器内液位变化，则在建立虹吸后，第三控制阀保持开状态，关闭第二控制阀；

3、本实用新型一种新型虹吸式液位测量装置，通过设置第一放空阀和第二放空阀，并且两个放空阀的安装高度等高，便于实现高、低位待测液位容器内液位的分别测量，并在分别测量高、低位待测液位容器内液位时提供一致、等同且可重复的压力测量比较端压力，从而提高测量的精准度。此外，现有技术中会采用真空泵建立虹吸，但无可靠的气水分离措施，真空泵需要耐水，适用真空泵选型范围很窄，且真空泵比较笨重不易操作。而本实用新型通过调节个控制阀和放空阀，有利于操作人员通过压力注水在管道内建立虹吸，通过虹吸进一步排净气体，结构简单，操作便捷；

4、本实用新型一种新型虹吸式液位测量装置，若虹吸式液位测量装置安装位置高于待测液位高位容器的液面时，压差变送器的高低压侧的采样管均处于负压状态，不利于压差变送器排气操作，通过将第一控制阀、第一放空阀和第二放空阀在虹吸导压管上的安装位置均高于压差变送器的安装位置，在排除虹吸导压管内气体后关闭第二、三控制阀，打开放空阀，利用虹吸导压管内的静压将采样管内的气体排出，进一步提高测量准确度；

5、本实用新型一种新型虹吸式液位测量装置，通过控制器与第一控制阀通信连接，便于自动化控制液位测量操作；通过将控制器与压差变送器通信连接，用于显示和/或通过通讯方式报送状态信息与测量数据，以及将差压变送器输出信号进行变换和补偿，转换为液位或液位差信号。所述控制器还用于控制第二控制阀、第三控制阀、第一放空阀和第二放空阀。便于自动完成测量、排气及调零的操作。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型安装位置低于待测液位高位容器液面结构示意图；

图2为本实用新型安装位置低于待测液位高位容器液面结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-高位虹吸导压管，2-低位虹吸导压管，3-压差变送器，4-虹吸导压管，5-第一控制阀，6-采样管，7-控制器，8-第二控制阀，9-第三控制阀，10-第一放空阀，11-第二放空阀，12-待测液位高位容器，13-待测液位低位容器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1和2所示，本实用新型提供了一种新型虹吸式液位测量装置，包括高位虹吸导压管1、低位虹吸导压管2和压差变送器3，高位虹吸导压管1的一端管口与低位虹吸导压管2的一端管口通过虹吸导压管4连接，虹吸导压管4上设有第一控制阀5，压差变送器3的高压端和低压端的采样管6分别接入第一控制阀5两侧的虹吸导压管4的管道上。高位虹吸导压管1的自由端口插入待测液位高位容器12的液面内，低位虹吸导压管的自由端口插入待测液位低位容器13的液面内。且当虹吸式液位测量装置安装位置高于两个待测液面时，虹吸导压管4的管径显著大于采样管6。

实施例2

在实施例1的基础上进一步改进，所述高位虹吸导压管1上设有第二控制阀8，低位虹吸导压管2上设有第三控制阀9。

实施例3

在实施例3的基础上进一步改进，所述虹吸导压管4上还设有第一放空阀10和第二放空阀11，且第一放空阀10位于第二控制阀8和高压端采样管6与虹吸导压管4的接口之间；第二放空阀11位于第三控制阀9和低压端采样管6与虹吸导压管4的接口之间。

当所述虹吸式液位测量装置安装位置低于待测液位高位容器12的液面时，虹吸导压管4可为直管结构。排气过程为：虹吸流动排除虹吸管道内气体后，关闭第三控制阀9，打开第一控制阀5和第二控制阀8，此时，差压变送器及虹吸导压管、高位虹吸导压管均处于正压状态。之后不同时分别执行：a.打开第一放空阀10排除第一放空阀10及其连接支路内气体后关闭第一放空阀10；b.打开第二放空阀11排除第二放空阀11及其连接支路内气体后关闭第二放空阀11；c.差压变送器排气。最后转入其它工作状态。

当所述虹吸式液位测量装置安装位置高于待测液位高位容器12的液面时，为实现差压变送器排气，虹吸导压管4采用倒U型曲管结构，使第一控制阀5、第一放空阀10和第二放空阀11安装于虹吸导压管4的顶部、且安装位置均高于压差变送器3的安装位置。排气过程为：虹吸流动排除虹吸管道内气体后，关闭第二控制阀8和第三控制阀9，打开第一放空阀10和第二放空阀11，差压变送器排气，然后关闭第一放空阀10和第二放空阀11，打开第三控制阀9、第一控制阀5和第二控制阀8，恢复虹吸流动状态，再次排净管路内气体后转入其它工作状态。

压力注水建立虹吸过程为：关闭第三控制阀9和第一放空阀10，开启第二放空阀11、第一控制阀5和第二控制阀8，通过适当压力将液体由第二放空阀11注入管道内，依次流经虹吸导压管4和高位虹吸导压管1流入待测液位高位容器12内，排除流经管路内大部分气体；然后，关闭第一控制阀8，第一控制阀5，打开第三控制阀9，通过适当压力将液体由第一放空阀11注入管道内，依次流经虹吸导压管4和低位虹吸导压管2流入待测液位低位容器13内，排除流经管路内大部分气体。关闭第二放空阀11，停止注水，打开第二控制阀8、第一控制阀5，虹吸作用下，液体自待测液位高位容器12沿高位虹吸导压管1、虹吸导压管4、低位虹吸导压管2组成的虹吸流通通道流入低位待测液位容器13，管道内气体被虹吸液流冲出低位虹吸导压管得以彻底排除。

需要调零时，在建立虹吸后，只需要关闭第二控制阀8、第三控制阀9、第一放空阀10和第二放空阀11，打开第一控制阀5即可。初装或长期停用后需首先完成排气。

实施例4

在实施例3的基础上进一步改进，所述液位测量装置还包括控制器7，控制器7与压差变送器3通讯连接，用于显示和/或通过通讯方式报送状态信息与测量数据，以及将差压变送器3输出信号进行变换和补偿，转换为液位或液位差信号。控制器7还用于控制第一控制阀5、第二控制阀8、第三控制阀9、第一放空阀10和第二放空阀11，实现自动化及控制建立虹吸、排气、测量及调零等操作。

由于环境条件与待测容器内液体本体不同，以阳光直接照射为例，将会发生液体中气体的溢出，液体比重也将发生变化，这些影响将会随着导压管路长度的延伸而被累积放大，从而引入较大的测量误差，本实用新型的液位测量装置可进行周期性虹吸排气、置换更新管道内液体，防止液体受环境影响造成导压管内集气、有效降低液体比重差异带来的不利影响，从而提高测量的精准度和可靠性。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型虹吸式液位测量装置，其特征在于，包括高位虹吸导压管(1)、低位虹吸导压管(2)和压差变送器(3)，高位虹吸导压管(1)的一端管口与低位虹吸导压管(2)的一端管口通过虹吸导压管(4)连接，所述虹吸导压管(4)上设有第一控制阀(5)，所述压差变送器(3)的高压端和低压端的采样管(6)分别接入第一控制阀(5)两侧的虹吸导压管(4)的管道上。

2.根据权利要求1所述的一种新型虹吸式液位测量装置，其特征在于，所述液位测量装置还包括控制器(7)，所述控制器(7)用于控制第一控制阀(5)；所述控制器(7)还与压差变送器(3)连接，用于显示和/或通过通讯方式报送状态信息与测量数据，以及将差压变送器(3)输出信号进行变换和补偿，转换为液位或液位差信号。

3.根据权利要求1或2任一项所述的一种新型虹吸式液位测量装置，其特征在于，所述高位虹吸导压管(1)上设有第二控制阀(8)，所述低位虹吸导压管(2)上设有第三控制阀(9)。

4.根据权利要求3所述的一种新型虹吸式液位测量装置，其特征在于，所述虹吸导压管(4)上还设有第一放空阀(10)和第二放空阀(11)，且所述第一放空阀(10)位于第二控制阀(8)和高压端采样管(6)与虹吸导压管(4)的接口之间；所述第二放空阀(11)位于第三控制阀(9)和低压端采样管(6)与虹吸导压管(4)的接口之间。

5.根据权利要求4所述的一种新型虹吸式液位测量装置，其特征在于，所述第一控制阀(5)、第一放空阀(10)和第二放空阀(11)的在虹吸导压管(4)上的安装位置均高于压差变送器(3)的安装位置。

6.根据权利要求4所述的一种新型虹吸式液位测量装置，其特征在于，所述控制器(7)还用于控制第二控制阀(8)、第三控制阀(9)、第一放空阀(10)和第二放空阀(11)。