CN211553657U - 一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，涉及液体密度测量计技术领域。本实用新型包括磁致伸缩位移传感器部分，磁致伸缩位移传感器部分包括磁致伸缩测杆、电子仓，磁致伸缩测杆上设置有上挡圈和下挡圈，磁致伸缩测杆上套接且滑动配合有一浮球，浮球内沿限位孔道均布环绕内嵌有永久磁铁，磁致伸缩测杆上套接有弹簧；弹簧设置有一个连接于浮球与上挡圈之间，或连接于浮球与下挡圈之间，或同时设置有两个分别连接于浮球与上挡圈、下挡圈之间。本实用新型充分利用的磁致伸缩液位移传感器的性能优势，长期工作稳定性好，使用方便，便于操作，具有可靠性好、精度高、使用方便、价格适中的特点，该产品造价相对较低，性价比高。

Description

一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计

技术领域

本实用新型属于液体密度测量计技术领域，特别是涉及一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计。

背景技术

要确定一个物体的密度，一般首先要确定它的体积和重量，然后通过计算获得密度数据。对于液体的密度测量，实验室中也常采用浮力法，即根据阿基米德定律，通过测量一定体积的物体在液体中所受的浮力的方法，来确定液体的密度，但是，上述这种方法基本是用于实验室中。

如何直接对工业在线测量的产品进行检，保证可在线实时监测液体密度，精度高、性能可靠、长期稳定性好、使用方便、成本适中是需要解决的问题，因此针对以上问题，提供一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，充分利用的磁致伸缩液位移传感器的性能优势，长期工作稳定性好，使用方便，便于操作，具有可靠性好、精度高、使用方便、价格适中的特点，该产品造价相对较低，性价比高。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，包括磁致伸缩位移传感器部分，所述磁致伸缩位移传感器部分包括竖直设置的磁致伸缩测杆、设置于磁致伸缩测杆顶部的电子仓，所述磁致伸缩测杆上设置有不可移动的上挡圈和下挡圈，所述磁致伸缩测杆上位于上挡圈和下挡圈之间套接且滑动配合有一浮球，所述浮球内竖直设置有一与磁致伸缩测杆间隙配合的限位孔道，所述浮球内沿限位孔道均布环绕内嵌有环形永久磁铁，所述磁致伸缩测杆上套接有弹簧。

进一步地，所述弹簧设置有一个连接于浮球与上挡圈之间，或连接于浮球与下挡圈之间，或同时设置有两个分别连接于浮球与上挡圈、下挡圈之间。

进一步地，所述环形永久磁铁的内侧端与外侧端极性相反，所述环形永久磁铁于磁致伸缩测杆周侧形成环形磁场。

进一步地，所述弹簧的受力与其产生的位移变形量成正比。

进一步地，所述电子仓内设置有与磁致伸缩测杆顶端相配合的前阻尼器以及用于回波检测的回波检出机构。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型是将电浮筒液位计和磁致伸缩位移传感器有机地结合在一起，形成了一种新型产品，充分利用的磁致伸缩液位移传感器的性能优势，长期工作稳定性好，使用方便，便于操作，具有可靠性好、精度高、使用方便、价格适中的特点，该产品造价相对较低，性价比高。同时，该产品也扩宽的磁致伸缩位移传感器的应用范围，可以直接应用于工业在线测量，为磁致伸缩技术的发展和推广开辟了新的领域。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型实施例1的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计的结构示意图；

图4为本实用新型中磁致伸缩位移传感器的工作原理示意图；

图5为本实用新型的磁致伸缩位移传感器工作时的回波的波形示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-电子仓，2-磁致伸缩测杆，3-上挡圈，4-弹簧，5-浮球，501-环形永久磁铁，502-限位孔道，6-下挡圈，7-前阻尼器，8-回波检出机构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“竖直”、“顶部”、“间隙配合”、“内”、“周侧”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1：

请参阅图1所示，本实用新型的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，包括磁致伸缩位移传感器部分，磁致伸缩位移传感器部分包括竖直设置的磁致伸缩测杆2、设置于磁致伸缩测杆2顶部的电子仓1，磁致伸缩测杆2 上设置有不可移动的上挡圈3和下挡圈6，磁致伸缩测杆2上位于上挡圈3 和下挡圈6之间套接且滑动配合有一浮球5，浮球5内竖直设置有一与磁致伸缩测杆2间隙配合的限位孔道502，浮球5内沿限位孔道502均布环绕内嵌有环形永久磁铁501，磁致伸缩测杆2上套接有弹簧4。

其中，弹簧4设置有一个连接于浮球5与上挡圈3之间，弹簧4的两端分别与浮球5顶端以及上挡圈3底端固定相连。

其中，环形永久磁铁501的内侧端与外侧端极性相反，环形永久磁铁501 于磁致伸缩测杆2周侧形成环形磁场。

其中，弹簧4的受力与其产生的位移变形量成正比。

其中，电子仓1内设置有与磁致伸缩测杆2顶端相配合的前阻尼器7以及用于回波检测的回波检出机构8。

本液体密度测量计利用阿基米德定律，浮球5在密度越大的液体中所受浮力越大的现象，浮球5的浮力作用在弹簧4上，产生形变，浮球5中内嵌有环形永久磁铁501，磁致伸缩位移传感器可测量出浮球5相对磁致伸缩测杆2的位置，然后可计算出液体的密度数据，本液体密度测量计可以同时测量液位、界面和密度等多个参数。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，弹簧4设置有一个连接于浮球5与下挡圈6之间，弹簧4的两端分别与浮球5的底端以及下挡圈6的顶端固定相连。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，弹簧4同时设置有两个且分别连接于浮球5与上挡圈3、下挡圈6之间，一弹簧4的两端分别与浮球5顶端以及上挡圈3底端固定相连，另一弹簧4的两端分别与浮球5的底端以及下挡圈 6的顶端固定相连。

本实用新型的工作原理是：

本液体密度测量计利用阿基米德定律，浮球5在密度越大的液体中所受浮力越大的现象，浮球5的浮力作用在弹簧4上，产生形变，浮球5中内嵌有环形永久磁铁501，电子仓1可测量出浮球5相对磁致伸缩测杆2的位置，然后可计算出浮球5所处液体的密度数据，测量时，为保证精度，磁致伸缩测杆2要竖直，被测液体的液面要浸没到上挡圈3之上；

如图4所示，该图表示了磁致伸缩位移传感器的主要的内部结构，包括：波导丝(相当于磁致伸缩测杆2)、回波检出机构8、磁环(相当于浮球5)、环形永久磁铁501、前阻尼器7、后阻尼器(相当于弹簧4)；波导丝由磁致伸缩材料制成，当磁致伸缩位移传感器工作时，测量电路首先产生一个电流激励，该电流在波导丝周围形成一个环形磁场，并以光速传播。当该环形磁场和磁环(浮球5)内部的环形永久磁铁501产生的磁场相交时，波导丝将由于磁致伸缩效应，产生一个机械扭力震动。该震动以机械波的形式回传，并由回波检出机构8拾取。多余的回波将被前阻尼器7和弹簧4吸收掉。通过测量“发射脉冲”和“回波脉冲”之间的时间差，可以计算出磁环(浮球 5)在测杆上的相对位置，从而达到磁环(浮球5)的位置数据。

如图5所示，该图给出了磁致伸缩位移传感器工作时的回波的波形示意图。横轴为时间坐标，纵轴为回波检出信号的电压幅度。图中：L为磁环(浮球5)相对磁致伸缩测杆2的位置长度；t为发射脉冲和回波脉冲之间的回波传播时间。当测量得到t时，就可以根据回波在波导丝传播的速度v，计算出所需要的磁环(浮球5)位置数据。公式为：L＝v·t。

弹簧4可以采用拉伸弹簧或压缩弹簧。其前提是，弹簧的一段要和浮球固定在一起，另一端应和上挡圈或下挡圈固定在一起。

本实用新型与现有技术相比包括有以下优点：

本实用新型是将电浮筒液位计和磁致伸缩位移传感器有机地结合在一起，形成了一种新型产品，充分利用的磁致伸缩液位移传感器的性能优势，长期工作稳定性好，使用方便，便于操作，具有可靠性好、精度高、使用方便、价格适中的特点，该产品造价相对较低，性价比高。同时，该产品也扩宽的磁致伸缩位移传感器的应用范围，可以直接应用于工业在线测量，为磁致伸缩技术的发展和推广开辟了新的领域。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，包括磁致伸缩位移传感器部分，所述磁致伸缩位移传感器部分包括竖直设置的磁致伸缩测杆(2)、设置于磁致伸缩测杆(2)顶部的电子仓(1)，其特征在于：

所述磁致伸缩测杆(2)上设置有不可移动的上挡圈(3)和下挡圈(6)，所述磁致伸缩测杆(2)上位于上挡圈(3)和下挡圈(6)之间套接且滑动配合有一浮球(5)，所述浮球(5)内竖直设置有一与磁致伸缩测杆(2)间隙配合的限位孔道(502)，所述浮球(5)内沿限位孔道(502)均布环绕内嵌有环形永久磁铁(501)，所述磁致伸缩测杆(2)上套接有弹簧(4)。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，其特征在于，所述弹簧(4)设置有一个连接于浮球(5)与上挡圈(3)之间，或连接于浮球(5)与下挡圈(6)之间，或同时设置有两个分别连接于浮球(5)与上挡圈(3)、下挡圈(6)之间。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，其特征在于，所述环形永久磁铁(501)的内侧端与外侧端极性相反，所述环形永久磁铁(501)于磁致伸缩测杆(2)周侧形成环形磁场。

4.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，其特征在于，所述弹簧(4)的受力与其产生的位移变形量成正比。

5.根据权利要求1所述的一种基于磁致伸缩原理的液体密度测量计，其特征在于，所述电子仓(1)内设置有与磁致伸缩测杆(2)顶端相配合的前阻尼器(7)以及用于回波检测的回波检出机构(8)。

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