CN210513328U - 电容式液位计及反应釜 - Google Patents

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李武鹏
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Abstract

本实用新型涉及一种电容式液位计及反应釜,其特征在于,包括:控制器、第一电极、第二电极、支撑固定装置、电路变送单元和显示器,其中,第一电极和第二电极设置在支撑固定装置上,以便第一电极和第二电极之间的距离值保持恒定,第一电极和第二电极均与电路变送单元相连,电路变送单元和显示器均与控制器相连,第一电极和第二电极均插入反应釜,且与反应釜的底部相接触,控制器控制加载于第一电极和第二电极之间的电压,电路变送单元采集第一电极和第二电极之间的电流信号,控制器根据电流信号确定反应釜内的液位信息,并通过显示器显示液位信息,通过液位计自动检测反应釜的液位高低,使得数据读取简单,操作便捷,数据读取的准确度较高。

Description

电容式液位计及反应釜
技术领域
本实用新型涉及液位测量技术领域,具体涉及一种电容式液位计及反应釜。
背景技术
硫酸、盐酸、碱液等强腐蚀性介质在化工行业生产过程中通常在反应釜设备中进行,而由于腐蚀性介质气味刺鼻且具有较强的腐蚀性,若在反应过程中出现溢出问题则会带来较为严重的安全事故,因此清晰明确地了解到反应釜内部具体的液位高度则显得尤为重要。通常情况下,大多采用在反应釜上方安装一玻璃视镜,通过肉眼的方式观测反应釜内的液位高度。
但是,肉眼观测的方式,随着观测的角度不同,得到的观测结果可能有所差异,且使得读取数据比较困难,从而导致对液面的高度测量准确度较低、便捷性较低。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种电容式液位计及反应釜,以便于读取反应釜的液位高低,提高数据读取的准确度。
为实现以上目的,本实用新型采用如下技术方案:
一种电容式液位计,包括:控制器、第一电极、第二电极、支撑固定装置、电路变送单元和显示器;
所述第一电极和第二电极设置在所述支撑固定装置上,以便所述第一电极和所述第二电极之间的距离值保持恒定;
所述第一电极和所述第二电极均与所述电路变送单元相连,所述电路变送单元和所述显示器均与所述控制器相连;
所述第一电极和所述第二电极均插入反应釜,且与所述反应釜的底部相接触,所述控制器控制加载于所述第一电极和所述第二电极之间的电压;
所述电路变送单元采集所述第一电极和所述第二电极之间的电流信号,所述控制器根据所述电流信号确定所述反应釜内的液位信息,并通过所述显示器显示所述液位信息。
可选的,上述所述支撑固定装置为防腐蚀固定片;
所述防腐蚀固定片设置有第一通孔和第二通孔,所述第一通孔和所述第二通孔之间的距离值恒定;
所述第一电极穿过所述第一通孔,所述第二电极穿过所述第二通孔,以使所述第一电极和所述第二电极之间的距离值恒定。
可选的,上述所述的电容式液位计,还包括金属陶瓷壳体;
所述控制器和所述电路变送单元均设置于所述金属陶瓷壳体内;
所述第一电极和所述第二电极均穿过所述金属陶瓷壳体分别与所述电路变送单元相连。
可选的,上述所述的电容式液位计,还包括耐腐蚀性法兰;
所述耐腐蚀性法兰设置于所述金属陶瓷壳体与所述反应釜接近的一侧,所述耐腐蚀性法兰扣合于所述反应釜的开口处;
所述第一电极和所述第二电极均穿过所述耐腐蚀性法兰与所述金属陶瓷壳体内部的所述电路变送单元相连。
可选的,上述所述第一电极为碳纤维管,所述第二电极为表面压聚聚四氟乙烯的碳纤维棒;
所述碳纤维管为负极,所述表面压聚聚四氟乙烯的碳纤维棒为感应电极。
可选的,上述所述碳纤维棒和所述聚四氟乙烯一体成型设置。
可选的,上述所述的电容式液位计,还包括报警器;
所述报警器与所述控制器相连;
所述液位信息的数值达到预设阈值后,所述控制器发出报警指令至所述报警器,以使所述报警器发出报警提醒。
可选的,上述所述的电容式液位计,还包括电磁阀;
所述电磁阀设置于所述反应釜的进液管处,且所述电磁阀与所述控制器相连;
所述液位信息的数值达到预设阈值后,所述控制器发送关闭指令至所述电磁阀,所述电磁阀关闭,所述进液管截止,以使停止向所述反应釜内注入液体。
可选的,上述所述的电容式液位计,还包括通信组件;
所述通信组件与所述控制器相连;
所述控制器通过所述通信组件与目标终端进行信息交互。
一种反应釜设备,包括设备本体和如上述任一项所述的电容式液位计;
所述电容式液位计设置于所述设备本体上,所述电容式液位计检测所述反应釜设备内的液位信息。
本实用新型采用的一种电容式液位计及反应釜,来测量反应釜内的液位信息,其电容式液位计包括:控制器、第一电极、第二电极、支撑固定装置、电路变送单元和显示器;第一电极和第二电极均与电路变送单元相连,电路变送单元和显示器均与控制器相连,控制器控制加载于第一电极和第二电极之间的电压;将第一电极和第二电极插入反应釜内,且与反应釜的底部相接触,使得第一电极和第二电极之间的液体充当介电质,由于介电质常数不变,控制器控制加载于第一电极和第二电极之间的电压保持不变,支撑固定装置使得第一电极和第二电极之间的距离值不变,影响第一电极和第二电极之间的电流大小的唯一因素便是被测液体的液位高低,液位高低不同导致第一电极和第二电极之间的电流大小不同,电路变送单元采集第一电极和第二电极之间的电流信号,控制器根据电流信号确定反应釜内的实际液位高低,利用液位计来检测反应釜内的液位信息,与通过肉眼的方式相比,受外界干扰性更小,更能保证对液面高度测量的准确性,且通过显示器对液位信息进行实时显示,还实现了对反应釜内的液位高低的实时自动监测。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的电容式液位计的一种结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的电容式液位计的电路原理图。
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,下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本实用新型所保护的范围。
图1是本实用新型实施例提供的电容式液位计的一种结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的电容式液位计的电路原理图。
如图1和图2所示,本实施例的一种电容式液位计,包括:控制器1、第一电极2、第二电极3、支撑固定装置4、电路变送单元5和显示器6,其中,第一电极2和第二电极3设置在支撑固定装置4上,以便第一电极2和第二电极3之间的距离值保持恒定,第一电极2和第二电极3均与电路变送单元5相连,电路变送单元5和显示器6均与控制器1相连,第一电极2和第二电极3均插入反应釜,且与反应釜的底部相接触,控制器1控制加载于第一电极2和第二电极3之间的电压,电路变送单元5采集第一电极2和第二电极3之间的电流信号,控制器1根据电流信号确定反应釜内的液位信息,并通过显示器6显示液位信息。其中,第一电极2为碳纤维管,第二电极3为表面压聚聚四氟乙烯的碳纤维棒,碳纤维管为负极,表面压聚聚四氟乙烯的碳纤维棒为感应电极,而且,碳纤维材料的特殊性还可以保证第一电极2和第二电极3的耐腐蚀性能,将电容式液位计应用于强腐蚀性液体的反应釜中也不会轻易被损坏,而为了便于第二电极3的性能良好,可以将碳纤维棒和聚四氟乙烯一体成型设置,使得便不会出现聚四氟乙烯脱落,影响液位计的精准度的问题。
在一个具体的实现过程中,强腐蚀性介质的反应釜液位测量仅依靠肉眼的方式,不准确,而且强腐蚀性液体的腐蚀性气味容易造成对人员的身体伤害。通过本实施例的电容式液位计测量,将第一电极2和第二电极3插入反应釜内,且保证将第一电极2、第二电极3与反应釜的底部相接触,第一电极2和第二电极3之间充满腐蚀性液体,以此充当第一电极2和第二电极3之间的介电质,于是在第一电极2和第二电极3之间便可以形成通路。通常将显示器6可以设置于控制室内,使得操作人员在控制室也可以清晰的了解到反应釜内的液位信息,而由于显示器6的实时数据显示,与通过肉眼读取反应釜的刻度值相比,读取方便的同时还增加了数据读取的准确度。而且原理简单,控制器1控制加载于第一电极2和第二电极3之间的电压,能够准确地保证之间的电压值恒定,控制器1可以采用单片机,可以是STC系列,也可以是STM系列,例如msp430f2132型号的单片机,具体的控制器1的型号不进行明确限定。而必须保证单一变量即液位高低,才能保证液位测量值的准确性,因此必须保证第一电极2和第二电极3之间的距离值恒定,因此便可以通过防腐蚀固定片来固定第一电极2和第二电极3,在防腐蚀固定片设置有第一通孔和第二通孔,第一通孔和第二通孔之间的距离值恒定,而第一电极2穿过第一通孔第二电极3穿过第二通孔,以使第一电极2和第二电极3之间的距离值恒定,第一通孔和第二通孔的大小与第一电极2和第二电极3的直径相匹配,使得第一电极2穿过第一通孔,第二电极3穿过第二通孔后,能够保持两者之间的距离恒定,而即使是产生晃动,也不会影响第一电极2和第二电极3之间的距离值,进一步地保证了数据测量的准确度。
具体的,在使用时的工作过程大致为:将电容式液位计插至反应釜中,使得第一电极2和第二电极3与反应釜的底部接触,接通电容式液位计的电源,控制器1便在第一电极2和第二电极3之间加载一定值的电压,通过电路变送单元5采集第一电极2和第二电极3之间的电流信号,反应釜内的液位变化使得第一电极2和第二电极3之间的介电质变化,根据电容计算公式第一电极2和第二电极3之间的距离值不变,介电质便直接影响着第一电极2和第二电极3之间的电流值,根据电流值与液位高低的关系性,通过显示器6直接显示出液位的高低,电路变换单元直接将电流信号转换为对应的液位值,使得通过数据传输直接将其在显示器6进行显示,因此便可以清晰的了解到反应釜内的实际液位值。还可以实现模拟标定及单点标定,并可以实时查看反应釜内液位的液位高度,更好的保证对液位值测量的准确度。
本实用新型采用的一种电容式液位计,来测量反应釜内的液位信息,其电容式液位计包括:控制器1、第一电极2、第二电极3、支撑固定装置4、电路变送单元5和显示器6;第一电极2和第二电极3均与电路变送单元5相连,电路变送单元5和显示器6均与控制器1相连,控制器1控制加载于第一电极2和第二电极3之间的电压;将第一电极2和第二电极3插入反应釜内,且与反应釜的底部相接触,使得第一电极2和第二电极3之间的液体充当介电质,由于介电质常数不变,控制器1控制加载于第一电极2和第二电极3之间的电压保持不变,支撑固定装置4使得第一电极2和第二电极3之间的距离值不变,影响第一电极2和第二电极3之间的电流大小的唯一因素便是被测液体的液位高低,液位高低不同导致第一电极2和第二电极3之间的电流大小不同,电路变送单元5采集第一电极2和第二电极3之间的电流信号,控制器1根据电流信号确定反应釜内的实际液位高低,利用液位计来检测反应釜内的液位信息,与通过肉眼的方式相比,受外界干扰性更小,更能保证对液面高度测量的准确性,且通过显示器6对液位信息进行实时显示,还实现了对反应釜内的液位高低的实时自动监测,准确地了解到液位值能够保证对加的化工原料的量合格,保证反应的良好进行。
进一步地,在上述实施例的基础上,如图1和图2所示,本实施例的电容式液位计,还包括金属陶瓷壳体7,控制器1和电路变送单元5均设置于金属陶瓷壳体7内,第一电极2和第二电极3均穿过金属陶瓷壳体7分别与电路变送单元5相连。设置有金属陶瓷壳体7,使得可以保证控制器1和电路变送单元5减少受外界环境的干扰,保证内部集成电路板的使用安全,而且还能保证不会被腐蚀性液体损坏,进一步延长使用寿命。
而为了便于更好的将电容式液位计安装于反应釜上,如图1和图2所示,本实施例的电容式液位计,还包括耐腐蚀性法兰8,耐腐蚀性法兰8设置于金属陶瓷壳体7与反应釜接近的一侧,耐腐蚀性法兰8扣合于反应釜的开口处,第一电极2和第二电极3均穿过耐腐蚀性法兰8与金属陶瓷壳体7内部的电路变送单元5相连。耐腐性法兰直接与反应釜接触,将其采用耐腐性材料制成,可以更好的保证电容式液位计的使用寿命,耐腐蚀性法兰8采用国际化工部标准法兰,当然也可以是其他型号的法兰,在本实施例中不进行明确限定,也可以通过更换不同规格的法兰使得液位计适用于不同型号的反应釜。
进一步地,如图2所示,本实施例的电容式液位计,还包括报警器9,报警器9与控制器1相连,液位信息的数值达到预设阈值后,控制器1发出报警指令至报警器9,以使报警器9发出报警提醒。在反应釜中设置有临界刻度值,使得保证不会出现液位过高而造成液体泄露带来安全隐患的问题,因此,当检测到液位值达到预设阈值时,控制器1发出报警提示至报警器9,以使发出报警提醒,停止为反应釜继续输送液体,报警的方式可以为声音和灯光结合的方式,具体不进行限定。而为了更好的控制液体的停止发送,还包括电磁阀10,电磁阀10设置于反应釜的进液管处,且电磁阀10与控制器1相连,液位信息的数值达到预设阈值后,控制器1发送关闭指令至所述电磁阀10,电磁阀10关闭,进液管截止,以使停止向反应釜内注入液体。通过电磁的方式控制液体的注入或停止,省去了人工控制的方式,提高了关断通道的速度,提高了安全性能,电磁阀10控制的方式能够更及时的完成对液体的关断。而且还可以根据具体的液位值,来控制液体注入管道的大小,更好的保证反应釜中的液位值,以满足用户的不同需求。
进一步地,如图2所示,在上述实施例的基础上,本实施例的电容式液位计,还包括通信组件11,通信组件11与控制器1相连,控制器1通过通信组件11与目标终端进行信息交互。通信组件11使得用户可以远程完成对反应釜内液位值的了解,更加的便捷,而且可以将数据传送至不同的终端,以便于更好的了解到液位值,并对其进行良好的操控。
在一个具体的实现过程中,通信组件11可实现远程监控物联入网,液体高度采用4-20毫安叠加可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议(Highway Addressable RemoteTransducer,HART)模拟信号输出,控制室安装液位显示器6,通过报警器9实现监控预警和调节,液位数据通过2*1屏蔽电缆把信号传输至控制室显示器6,显示反应釜内实际液位高度,数字和动画同时显示,数据存储便于后期数据读取。当反应釜正在生产过程中腐蚀性介质液位过高到达设计上限及预设阈值时,控制器1控制报警器9和电磁阀10同时动作,给出报警信号的同时调节电磁阀10来关住液体主管道停止加液避免溢出的危险,造成设备损坏和人员伤亡,若低于设定值,将持续显示反应釜内的液体高度。本电容式液位计监测精度高,稳定度强,防腐蚀,结构简单、安装方便可分段测量、模拟标定及单点标定等独特功能,读数清晰、直观、可靠,采用法兰连接测量传感器和液位变送器,具有造型美观,使用方便,抗干扰能力强、密封性能好的特点,来进行全自动化控制及报警等功能。
本实施例提供一种一种反应釜,包括反应釜本体和如上述任一实施例的电容式液位计,电容式液位计设置于反应釜本体上,电容式液位计检测反应釜设备内的液位信息。关于反应釜的具体结构在本实施例中不进行明确限定,而电容式液位计与反应釜的具体的设置关系,在本实施例中也不做强制限定。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电容式液位计,其特征在于,包括:控制器、第一电极、第二电极、支撑固定装置、电路变送单元和显示器;
所述第一电极和第二电极设置在所述支撑固定装置上,以便所述第一电极和所述第二电极之间的距离值保持恒定;
所述第一电极和所述第二电极均与所述电路变送单元相连,所述电路变送单元和所述显示器均与所述控制器相连;
所述第一电极和所述第二电极均插入反应釜,且与所述反应釜的底部相接触,所述控制器控制加载于所述第一电极和所述第二电极之间的电压;
所述电路变送单元采集所述第一电极和所述第二电极之间的电流信号,所述控制器根据所述电流信号确定所述反应釜内的液位信息,并通过所述显示器显示所述液位信息。
2.根据权利要求1所述的电容式液位计,其特征在于,所述支撑固定装置为防腐蚀固定片;
所述防腐蚀固定片设置有第一通孔和第二通孔,所述第一通孔和所述第二通孔之间的距离值恒定;
所述第一电极穿过所述第一通孔,所述第二电极穿过所述第二通孔,以使所述第一电极和所述第二电极之间的距离值恒定。
3.根据权利要求1所述的电容式液位计,其特征在于,还包括金属陶瓷壳体;
所述控制器和所述电路变送单元均设置于所述金属陶瓷壳体内;
所述第一电极和所述第二电极均穿过所述金属陶瓷壳体分别与所述电路变送单元相连。
4.根据权利要求3所述的电容式液位计,其特征在于,还包括耐腐蚀性法兰;
所述耐腐蚀性法兰设置于所述金属陶瓷壳体与所述反应釜接近的一侧,所述耐腐蚀性法兰扣合于所述反应釜的开口处;
所述第一电极和所述第二电极均穿过所述耐腐蚀性法兰与所述金属陶瓷壳体内部的所述电路变送单元相连。
5.根据权利要求1所述的电容式液位计,其特征在于,所述第一电极为碳纤维管,所述第二电极为表面压聚聚四氟乙烯的碳纤维棒;
所述碳纤维管为负极,所述表面压聚聚四氟乙烯的碳纤维棒为感应电极。
6.根据权利要求5所述的电容式液位计,其特征在于,所述碳纤维棒和所述聚四氟乙烯一体成型设置。
7.根据权利要求1所述的电容式液位计,其特征在于,还包括报警器;
所述报警器与所述控制器相连;
所述液位信息的数值达到预设阈值后,所述控制器发出报警指令至所述报警器,以使所述报警器发出报警提醒。
8.根据权利要求7所述的电容式液位计,其特征在于,还包括电磁阀;
所述电磁阀设置于所述反应釜的进液管处,且所述电磁阀与所述控制器相连;
所述液位信息的数值达到预设阈值后,所述控制器发送关闭指令至所述电磁阀,所述电磁阀关闭,所述进液管截止,以使停止向所述反应釜内注入液体。
9.根据权利要求1所述的电容式液位计,其特征在于,还包括通信组件;
所述通信组件与所述控制器相连;
所述控制器通过所述通信组件与目标终端进行信息交互。
10.一种反应釜,其特征在于,包括设备本体和如上述权利要求1-9任一项所述的电容式液位计;
所述电容式液位计设置于所述设备本体上,所述电容式液位计检测所述反应釜设备内的液位信息。
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