CN206919968U - 一种气泡式液位计供气实现装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气泡式液位计供气实现装置，解决了现有技术中存在测量系统复杂、气泵使用寿命短、成本高等问题。本实用新型包括液体容器，伸入到液体容器底端液体内的鼓泡导压管，为鼓泡导压管提供气体的气泵；所述鼓泡导压管上设置有测量液位信号的传感器，所述气泵上还连接有根据传感器反馈的液位信号来控制气泵开闭的控制器。所述鼓泡导压管与气泵之间还设置有毛细节流装置。本实用新型具有自动补气、降低能耗、延长气泵使用寿命并可连续高精度测量液位等优点。

Description

一种气泡式液位计供气实现装置

技术领域

本实用新型涉及一种供气装置，具体涉及一种气泡式液位计供气实现装置。

背景技术

现有的投入式等直接接触式液位检测方法，由于其传感器置于液下，易腐、易堵、易漏水失效、易高温失效，不适合复杂工况条件下应用；超声波等非接触式液位检测方法易受表面漂浮物、泡沫及换能器结露等诸多因素的影响，使用受到局限。难以检测高浓度、高色度、腐蚀性、高温、剧毒、放射性、易燃、易爆等诸多复杂工况条件下的液位。

为了解决上述问题，现有技术中公开了一种非接触式液位检测装置和方法，该方式解决了上述难以检测高浓度、高色度、腐蚀性、高温、剧毒、放射性、易燃、易爆等诸多复杂工况条件下的液位的问题，但是现有技术中泵入导压管内的气体是连续不断的，导致泵长期工作，同时，现有技术中的液位检测装置实现连续液位监测时，需要设置连续鼓泡的鼓泡管和独立的导压管，或者，鼓泡导压共用管道，采用鼓泡导压共用管道时只能实现间断监测液位并必须频繁起停气泵，或者，受节流能力的限制带来高气耗。因而现有技术中的液位检测装置存在测量系统复杂、气泵使用寿命短、成本高等问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有技术中存在测量系统复杂、气泵使用寿命短、成本高等问题，目的在于提供了一种气泡式液位计供气实现装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种气泡式液位计供气实现装置，包括液体容器，伸入到液体容器底端液体内的鼓泡导压管，为鼓泡导压管提供气体的气泵；所述鼓泡导压管上设置有测量液位信号的传感器，所述气泵上还连接有根据传感器反馈的液位信号来控制气泵开闭的控制器。

本实用新型通过在控制器中自动识别液位变化趋势，液位升高时持续极小流量供气鼓泡，液位降低或保持时停止供气，进而实现自动补气的目的，操作更加简便。

进一步，所述鼓泡导压管与气泵之间还设置有毛细节流装置。本实用新型通过毛细管节流装置实现极小流量的连续供气鼓泡。

流体流动压差与流速的平方成比例，按上述供气方案，鼓泡导压管内气体流速将极低，鼓泡导压管内的气体流动压损将控制到测量精度允许以内，从而可忽略流动压差的影响，实现不间断连续测量。以管径DN15的PP材质管道为例，控制0.05米/秒以下的气体流速，20米管道压损不足1毫米，其对液位测量的影响可以忽略。另一方面，本发明可实现更低的气体流量，允许将鼓泡导压管管径缩减到或更小，使得整个测量系统可以更少的材料、更低的投资成本得以实现。

进一步，所述气泵与毛细节流装置之间还设置有缓冲腔。

停止供气时，由缓冲腔和鼓泡导压管内气体自由膨胀维持鼓泡，从而节约液位降低过程中的气体消耗。设置缓冲腔可降低毛细管两端的平均压差，进一步减少气体流量。通过上述结构的设置，本实用新型可在毛细管节流的基础上进一步大幅度降低气体消耗，从而最大限度节约液位上升期间的气体消耗。

本实用新型中控制器根据可现场设定的微型气泵参数、缓冲腔容积、毛细节流装置参数、鼓泡导压管管径与长度依据气体热力学方程式自动计算确认不同液位与液位变化速率时的气泵起停频率和运行延续时长，最大限度节约气耗、延长气泵寿命、提高测量精准度。这部分计算按照公知的热力学知识即可完成，本说明书不作更多表述。

本实用新型中毛细管节流的方式适用于所有鼓泡式液位检测的场合，尤其适用于必须使用如氮气等特定气体鼓泡的场合。

优选地，所述毛细节流装置为毛细管。所述缓冲腔串联在气泵与毛细节流装置之间，或所述缓冲腔作为旁路连接在气泵与毛细节流装置之间的管路上。

优选地，所述气泵为微型气泵。当微型气泵不带单向机构，则需在泵后串联防逆流装置如单向阀，即该微型气泵出气口上还连接有单向阀。

进一步，所述液体容器为敞口容器或封闭容器，当液体容器为封闭容器时，传感器应选用差压传感器，以抵消容器内页面上方的压力带来的影响。

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、本实用新型实现连续鼓泡式高精度液位测量；

2、本实用新型实现自动补气，操作更加简便，并且本实用新型能够避免气泵一直工作，极大地降低能耗，并且有效延长气泵使用寿命；

3、本实用新型在毛细管节流的基础上进一步大幅度降低气体消耗；同时，气流量减小以后，鼓泡导压管路管径也可相应缩减，从而节约材料消耗，降低投资成本。

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为本实用新型中实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型中实施例2的结构示意图。

图3为本实用新型中实施例3的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-液体容器，2-鼓泡导压管，3-气泵，4-压力传感器，5-毛细节流装置，6-缓冲腔，7-单向阀，8-控制器，9-导压管。

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

一种气泡式液位计供气实现装置，包括液体容器1、鼓泡导压管2、气泵3、传感器4、毛细节流装置5，缓冲腔6，控制器8，具体连接关系如下：

本实施例中该液体容器1为敞口容器，该气泵3为自带防逆装置的微型气泵，传感器4为压力传感器，控制器采用K506EA型可编程逻辑控制器。所述鼓泡导压管2与气泵3之间还设置有串联的缓冲腔6和毛细节流装置5。所述鼓泡导压管2一端伸入到液体容器1底端的液体内。所述压力传感器则设置在鼓泡导压管2另一端上用于测量鼓泡导压管2内压力。所述控制器8与压力传感器以及气泵3连接，如图1所示。

控制器8接收压力传感器检测到的压力信号，根据压力信号及其变化趋势、变化速率判定是否开闭气泵3，具体判定过程为：控制器8根据压力信号及其变化趋势、变化速率，可以有效判定出液位是处于下降过程或保持不变，还是处于上升状态。

当控制器8判定液位处于下降过程或保持不变时，关闭气泵3，停止供气，由缓冲腔和鼓泡导压管内气体自由膨胀维持鼓泡。

当控制器8判断出液位上升时，根据计算得到的不同液位与液位变化速率时的气泵起停频率和运行延续时长对气泵3进行控制。不同液位与液位变化速率时的气泵起停频率和运行延续时长的具体计算方式为：在满足气泵控制的最低技术条件的情况下，根据可现场设定的微型气泵参数、缓冲腔容积、毛细节流装置参数、鼓泡导压管管径与长度依据气体热力学方程式即可计算确认。上述不同液位与液位变化速率时的气泵起停频率和运行延续时长的确定，其按照公知的热力学知识即可完成，是本行业的常规技术手段，在此不再赘述。该气泵控制的最低技术条件是：供气速度大于液位上升带来的鼓泡导压管内气体压缩的速度。

通过上述设置能最大限度节约气耗、延长气泵寿命、提高测量精准度。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例还增加单向阀，具体设置如下：

即在气泵3出口串联有单向阀防止气体方向回流，相应的气泵3可以带或不带防逆装置。气泵选型适用范围更宽、种类更多。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的液体容器1为封闭容器，如图3所示，本实施例中传感器4改用差压传感器，增加了液体容器上部气压采样的导压管9缓冲腔6采用旁路连接方式。

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 (7)

1.一种气泡式液位计供气实现装置，包括液体容器(1)，伸入到液体容器(1)底端液体内的鼓泡导压管(2)，为鼓泡导压管(2)提供气体的气泵(3)；其特征在于，所述鼓泡导压管(2)上设置有测量液位信号的传感器(4)，所述气泵(3)上还连接有根据传感器(4)反馈的液位信号来控制气泵(3)开闭的控制器(8)。

2.根据权利要求1所述的一种气泡式液位计供气实现装置，其特征在于，所述鼓泡导压管(2)与气泵(3)之间还设置有毛细节流装置(5)；所述毛细节流装置(5)为毛细管。

3.根据权利要求2所述的一种气泡式液位计供气实现装置，其特征在于，所述气泵(3)与毛细节流装置(5)之间还设置有缓冲腔(6)。

4.根据权利要求3所述的一种气泡式液位计供气实现装置，其特征在于，所述缓冲腔(6)串联在气泵(3)与毛细节流装置(5)之间，或所述缓冲腔(6)作为旁路连接在气泵(3)与毛细节流装置(5)之间的管路上。

5.根据权利要求1所述的一种气泡式液位计供气实现装置，其特征在于，所述气泵(3)为微型气泵。

6.根据权利要求5所述的一种气泡式液位计供气实现装置，其特征在于，所述微型气泵出气口上还连接有单向阀(7)。

7.根据权利要求1所述的一种气泡式液位计供气实现装置，其特征在于，所述液体容器(1)为敞口容器或封闭容器；当液体容器(1)为敞口容器时，传感器(4)选用压力传感器或者差压传感器；当液体容器(1)为封闭容器时，传感器(4)采用差压传感器。