CN2094728U - 干簧开关式浮球液位传感器 - Google Patents

Abstract

干簧开关式浮球液位传感器是一种测定液位特 别是工业蒸汽锅炉汽包水位高度的传感装置，目前广 泛使用的测定液位高度的传感器，如压差式，电容式 和电感式都属输出模拟信号的传感器，本实用新型是 提供一种新型的，价格低廉的直接输出数字量的液位 传感器，其输出可以直接提供给数字式或微机型控制 仪表，不需要信号放大及A/D转换环节，而且其稳 定可靠，抗干扰能力强，控制仪表可据传感器输出的 数字量来判定液位高度值。

Description

本实用新型是属一种测定液位，特别是工业蒸汽锅炉汽包水位高度的传感装置。

汽包水位是锅炉运行中的一个重要参数，对汽包水位的控制调解，除人工手动控制外，还有一种就是由给水装置，控制仪表和水位传感器构成的闭环控制系统，人工控制不仅劳动强度大而且稍有疏忽就会造成事故，特别是对于汽包″假水位″现象，依靠人工的办法是难于判定的，闭环控制系统能克服上述问题，但是影响闭环控制系统成败的关键部件是水位传感器，目前广泛使用的水传感器，如压差式，电容式，浮球电感式等，均属输出模拟信号的传感器，控制仪需对传感器输出的微模拟量实现放大，滤波等，如果是数字型或微机型仪表还需增设A／D部件实现模数转换，然而，锅炉运行环境较为恶劣，温度，粉尘，各种电磁干扰，另外放大器的零漂，失真等影响，都使这类闭环控制系统难于在低价格下做到高精度，稳定可靠，本实用新型的目的是要提供一种新型的，价格低廉的直接输出N位（N＝4－6）数字量的水位传感器，其输出可以直接提供给数字型或微机型控制仪表，不需要信号放大及A／D转换环节，而且十分稳定可靠。

本实用新型的目的是这样实现的：在和汽包相连的浮筒上方的开关箱内，装有按水平方向放置，垂直方向排列的N组干簧开关，每组干簧开关位置对应汽包水位的一个高度值。各组干簧开关一端接地（0）伏，另一端直接端接于控制仪表的输入端，同时在仪表侧各输入端还通过一个电阻R接于电源（5伏）上。当浮筒中的浮球随汽包水位上下移动时，固定于浮球上方的一个永久磁钢，将使一组或相近的二组干簧开关吸合，这样吸合的干簧开关输给仪表端的将为0伏，相当于逻辑″0″，没吸合的干簧开关输给仪表的仍为5伏左右，相当于逻辑″1″仪表按采样周期对N组开关的输出进行采样，而后控制仪表将根据N组数字量的值来换算成汽包水位的一个高度值。

本实月新型由于采用了N组干簧开关的输出作为仪表的输入信号不需要放大器及A／D转换器，因而控制电路简单，因为传感器的输出相当于N位数字量而数字信号电压容限宽，逻辑″0″为0伏－－0.8伏范围，逻辑″1″为1.8伏－－5伏范围，因而传感器的输出易于长线传输，且抗干扰能力强，安全可靠，不需增设任何抗干扰措施。传感器所使用的干簧开关货源充足，价格低，如国产的SH－10／3型干簧开关其价为1元左右，其参数为：动作安匝20  30MA；动作时间＜1.4MS；返回时间＜0.5MS；每秒次数＜50；最大电压48伏；最大电流0.12A；最大功率2瓦。其电气寿命在纯电阻额定负荷，且无任何接点保护回路条件下的最小可靠开闭次数不小于5乘10的7次方。干簧开关用在测定汽包水位的场合，其使用电压为5伏，吸合电流小于1.2MA，动作时间远大于1S，据统计使用一年中需干簧开关动作次数小于5乘10的4次方，可见在这种应用场合干簧开关是足以胜任的，在使用中为进一步提高可靠性，也可以采取冗余措施，如每组干簧开关为二个并联，或二个并联后再和另二个并联的串联使用。

图1是干簧开关式浮球液位传感器沿垂直方向的剖面图，图2为开关箱沿水平方向的剖面图，图3为干簧开关（4）的接线图，结合附图对本实用新型作进一步说明。其中（1）为浮筒，（2）为不锈耐酸钢浮球，（3）为接线连接插座，（4）为干簧开关管，（5）为干簧开关板，（6）为开关箱，（7）为永久磁钢，（8）为法兰盘，（9）为不锈钢导管，当浮筒（1）中的浮球（2）随汽包水位上下移动时，永久磁钢（7）将使一组或相近的二组开关（4）吸合，图1中干簧开关（4）共有8组，8组输出线通过接线插座（3），再通过电缆线接于仪表的输入端，其中（10）为开关箱盖，（11）为导管内的导轨，以保证磁钢（7）能沿垂直方向上下移动，图2所示四个干簧开关为一组，其中二个并联，通过调整干簧开关板（5）和导管（9）及调整各组干簧开关（4）之间的距离来保证磁钢（7）沿导管（9）中导轨（11）移动时仅能使一组或相近的二组干簧开关吸合，使其输出为逻辑″0″其余的输出为逻辑″1″，这样，对N＝8的情况下，传感器提供给仪表的共有15种不连续的数字量，其对应着15种不同的液位高度，其测量精度为二组干簧开关间距离的二分之一。

图3为干簧开关（4）的接线图，其中（12）为连接到仪表端的电缆线，（13）为控制表。

Claims (3)

1、一种干簧开关式浮球液位传感器，是由浮筒(1)，浮球(2)，永久磁钢(7)和N组(N=4-16)干簧开关(4)组成，各组干簧开关(4)按水平方向放置焊接于开关板(5)上，开关板(5)固定于密封的开关箱(6)中。其特征为：各组干簧开关(4)的一端共地(0伏)，另一端直接接至仪表的输入端上，同时在仪表侧各输入端分别通过一个电阻接至电源(+5伏)上，每组干簧开关位置对应液位一个高度值。

2、如权利要求1所述的传感器，当浮球（2）随液位高度变化时，固定于浮球（2）上端的永久磁钢（7）将使一组或相近的二组干簧开关同时吸合，这样吸合的干簧开关加于仪表端为0伏，没吸合的干簧开关加于仪表端为5伏。

3、如权利要求1，2所述的传感器，当永久磁钢（7）上下移动时至少要保证一组干簧开关（4）吸合，最多能有相近的二组干簧开关（4）同时吸合，通过调整各组干簧开关（4）间的距离和开关板（5）和导管（9）之间的距离实现。这样对于有N组干簧开关的情况下传感器可提供给仪表的数字量为2N1种，其测量精度为二组干簧开关之间距离的二分之一。

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