CN2886516Y

CN2886516Y - 铁基块体非晶高精度液位计

Info

Publication number: CN2886516Y
Application number: CN 200620112750
Authority: CN
Inventors: 孙晓华; 赵军; 孙广杰; 吴晋彬; 罗蒙
Original assignee: Baotou Rare Earth Research Institute
Current assignee: Baotou Rare Earth Research Institute
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2016-04-13

Abstract

本实用新型涉及一种铁基块体非晶高精度液位计包括非导磁性标尺杆、浮子、磁感应装置、引线，其特征是：磁感应装置由铁基块体非晶、信号线、线圈、稀土永磁体、外壳组成，在非导磁性标尺杆的每个设定的刻度位上均设置一个磁感应装置，磁感应装置的信号线在非导磁性标尺杆内与引线联接，引线从非导磁性标尺杆的上部引出；在浮子上设有稀土永磁体，浮子套装在非导磁性标尺杆上，或套装在一个与非导磁性标尺杆平行设置的非导磁性导杆上，并且浮子上的稀土永磁体与非导磁性标尺杆间隙相对。其优点是：性能稳定，测试精度高，应用中不会产生电火花，抗振动性及安全性好，适用于对燃油、机油及其他易燃、易爆、具有腐蚀性的液位检测。

Description

铁基块体非晶高精度液位计

技术领域：

本实用新型涉及一种铁基块体非晶高精度液位计。

背景技术：

液位计应用场合极不相同，因而种类也繁多。包括应用于生产过程中类塔釜罐液位的检测、罐区储罐液位的检测、污水处理、水池、水箱的液位检测以及燃油、机油的液位检测等。现有测量方式有磁浮子式、浮筒式、电容式液位、压力或差压变送器、磁致伸缩式、超声波式和射频导纳式液位计等。其中，应用于车用燃油、机油及其他易燃、易爆等恶劣环境下的液位检测的研究比较少，技术比较落后，发展缓慢。

传统液位测量(燃油及机油)主要采用的方式：一类是滑动电位器为基本检测元件，是由浮子带动电位器，再用欧姆表检测其阻值变化，从而达到显示油位的目的。但使用时油污极易覆盖电位器，导致阻值发生变化，造成误差太大，基本不能使用，寿命太短。另一类用电感线圈为基本检测元件，主要采用振荡电路的振荡频率变化，再通过频率计检测其频率来测量油位。其结构复杂，调试麻烦，易出现故障，使用受到限制，不能广泛应用。传统液位(油位)测量的综合缺点是：电流、电压的导入不可避免，不能用于易燃易爆、高温、强振动的恶劣环境，可维修性差，寿命短，大大降低了液位测量的综合精度。

浮球式是比较有前景的一种检测方式。即利用浮球内的磁铁去吸引磁簧开关的接点，通过磁簧开关的通断，采集变化的信号，从而测出油位高度的传感器。这种方式测量精度高，可根据要求制定精确度，不产生电火花，使用安全。但是如果被测液中含有铁屑，会影响浮球开关的正确动作。且磁簧开关触点电易疲劳，容易出现故障。

总之，已有的液位测量方式无法满足对燃油、机油等易燃、易爆环境下的精确检测，且存在潜在的危险性，急需一种安全、高精度、宽量程和长寿命的替代产品。

铁基非晶材料被世界公认为是目前综合性能最好的软磁材料。现已广泛用于共模扼流圈、高频开关电源、高频逆变器、防伪标签、磁头等许多器件，有着广阔的发展空间。

发明内容：

本实用新型的目的是：利用铁基块体非晶优异的软磁性能提供一种适用于易燃、易爆、腐蚀性、有毒液位检测，尤其适用于车用燃油、机油的液位检测的铁基块体非晶高精度液位计。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：

本实用新型包括非导磁性标尺杆、浮子、磁感应装置、引线，其特征是：磁感应装置由铁基块体非晶、信号线、线圈、稀土永磁体、外壳组成，在外壳内铁基块体非晶与稀土永磁体间隙相对，线圈套在铁基块体非晶上，信号线与线圈联接，并引出外壳外，在非导磁性标尺杆的每个设定的刻度位上均设置一个磁感应装置，磁感应装置的信号线在非导磁性标尺杆内与引线联接，引线从非导磁性标尺杆的上部引出；在浮子上设有稀土永磁体，浮子套装在非导磁性标尺杆上，或套装在一个与非导磁性标尺杆平行设置的非导磁性导杆上，并且浮子上的稀土永磁体与非导磁性标尺杆间隙相对。

本实用新型的优点是：

(1)整体结构美观、紧凑，拆装方便，免维修。应用中不会产生电火花，抗振动性及安全性好，适用于对燃油、机油及其他易燃、易爆、具有腐蚀性的液位检测。

(2)性能稳定，测试精度高，量程、精度可根据测试要求调整，耐温达到-45℃-150℃，标尺杆内分布排列的磁感应装置，其通断次数达到500万次，使用寿命长。

(3)铁基块体非晶材料具有优良的软磁性能，其最大磁导率μ_max为60000，晶化温度大于500℃，矫顽力Hc≤5A/m；能够准确地捕捉此到弱磁信号，脉冲尖锐，无颤动，输出电压信号3-12mV，支持指针、数字显示方式。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图之一；图2为本实用新型的结构示意图之二；图3为磁感应装置的结构示意图。

具体实施方式：

本实用新型包括非导磁性标尺杆5、浮子3、磁感应装置2、引线1，磁感应装置2由铁基块体非晶7、信号线10、线圈8、稀土永磁体11、外壳9组成，在外壳9内铁基块体非晶7与稀土永磁体11间隙相对，线圈8套在铁基块体非晶7上，信号线10与线圈8联接，并引出外壳9外，在非导磁性标尺杆5的每个设定的刻度位上均设置一个磁感应装置2，磁感应装置2的信号线10在非导磁性标尺杆5内与引线1联接，引线1从非导磁性标尺杆5的上部引出；在浮子3上设有稀土永磁体4，浮子3套装在非导磁性标尺杆5上，或套装在一个与非导磁性标尺杆5平行设置的非导磁性导杆6上，并且浮子上的稀土永磁体4与非导磁性标尺杆5间隙相对。

稀土永磁体11、4可采用钕铁硼、钐钴、钐铁氮等高性能永磁体，耐高温达到150℃。浮子3中的永磁体4形状可为环形或磁性微珠；磁感应装置中的永磁体11形状可为圆柱形或长方形。铁基块体非晶7采用FeCoNiZrNbB成分，还可以选用Fe(Al，Ga)(P，C，B，Si)、Fe(Cr，Mo，Nb)(Al，Ga)(P，C，B)、(Fe，Co，Ni)(Zr，Hf，Nb)B软磁性能优异的铁基块体非晶合金系，直径采用Φ1-Φ1.5mm，块体非晶晶化温度≥500℃。标尺杆5和导杆6采用无磁不锈钢，耐腐蚀性好，耐温达到200℃。磁感应装置2的磁感应距离为0-2mm。浮子3可选用尼龙、PP、PVDF等耐酸碱塑料材质，和标尺杆5或导杆6有1-3mm的间隙可调，如果油中磁性杂质比较多，可选用较大的间隙，以防磁性杂质被吸附影响浮子随液面的上下运动。浮子3上的永磁体4与磁感应装置2中的永磁体11吸引力应严格控制在一定范围内，不能影响浮子上下自由运动。磁体性能可根据浮子重量进行选择。当浮子随液面下降时，浮子就会与磁感应装置中相互吸引，由于浮子与标尺杆5或导杆有一定间隙，浮子会向磁感应装置方向移动，气隙变小，铁基块体非晶7的磁通量急剧变化，使得缠绕其上的线圈8产生感应脉冲电压幅值为3-12mV。根据测试，磁感应装置通断可达到500万次，相对于普通磁簧开关200万次通断寿命大大提高。由于液面下降比较缓慢，不能产生较大的磁场变化，且磁感应距离小于2mm，其他的磁感应装置不会有干扰信号。

本实用新型的液位计性能指标如下：

(1)、量程范围：(100mm-1000mm)；

(2)、检测灵敏度：(2.5mm、5mm、7.5mm、10mm、20mm、30mm)；

(3)、显示方式：指针式、数字式；

(4)、整体结构：立柱式；

(5)、输出信号：电压信号

(6)、工作温度：-45℃-150℃；

实施例一

如图1所示，本实施例包括标尺杆5、浮子3、磁感应装置2、引线1，其中，磁感应装置2由铁基块体非晶7、线圈8、信号线10、稀土永磁体11及外壳9组成。永磁体11选用高性能钕铁硼稀土永磁材料，直径为φ1-2mm，长度4-6mm，磁场强度0.3-0.5T。铁基块体非晶7的直径φ1-1.5mm，长度4-6mm，成份选择为FeCoNiZrNbB非晶合金。在铁基块体非晶7上缠绕600匝线圈8，稀土永磁体11与块体非晶7间隙相对(如图3)，其作用是提供稳定的磁场，同时吸引浮子3产生变化的磁场。外壳9为无磁不锈钢或铜材料，整体尺寸为长10mm、宽5mm、高2.5mm的长方体。其中，放置铁基块体非晶7的一端紧贴内壁。在标尺杆5的每个设定的刻度位上均设置一个磁感应装置2，标尺杆5采用φ15mm无磁不锈钢或铜材料，壁厚为0.2mm，长度可按实际要求制定。浮子3可采用尼龙制作，与标尺杆5间隙为1mm。浮子3内壁镶有环形稀土永磁体4，磁场强度0.3-0.5T。随着被测液面下降，浮子3将会被磁感应装置2吸引到，在这个过程中，将会产生急剧的磁场变化，缠绕在铁基块体非晶上的线圈8将会产生感应电压，通过信号线提供尖锐的电压脉冲信号(如图3)。油面下降到每一个磁感应装置，就会产生脉冲信号。同时由于液面下降缓慢，不会使其邻近的磁感应装置产生干扰信号。整个装置具有耐温、抗震、安全性好；测量精度高、寿命长、免维修；刻度及量程可根据实际测量情况设计等优点。

实施例2

稀土永磁体11选用钐钴高性能永磁材料，直径为φ1-2mm，长度4-6mm，磁场强度0.3-0.5T。铁基块体非晶7直径φ1-1.5mm，长度4-6mm，成份选择为FeGaPCSiB块体非晶合金。被测液体含有较多磁性杂质，标尺杆5与浮子3间隙提高到3mm。浮子选用PP塑料材质，内壁镶嵌一圈磁性微珠。其他同实施例1。

实施例3

稀土永磁体11选用钐铁氮高性能永磁材料，直径为φ1-2mm，长度4-6mm，磁场强度0.3-0.5T。铁基块体非晶7直径φ1-1.5mm，长度4-6mm，成份选择为FeAlPCSiB块体非晶合金。在本实施例中设置了与非导磁性标尺杆5平行设非导磁性导杆6，浮子3套装在非导磁性导杆6上，如图2所示，浮子3在导杆6上上下运动。浮子3选用PVDF塑料材质，浮子3外壁镶嵌环状稀土永磁体4。浮子3与导杆6间隙2mm，与标尺杆5距离1-3mm。其他同实施例1。

Claims

1、一种铁基块体非晶高精度液位计包括非导磁性标尺杆、浮子、磁感应装置、引线，其特征是：磁感应装置由铁基块体非晶、信号线、线圈、稀土永磁体、外壳组成，在外壳内铁基块体非晶与稀土永磁体间隙相对，线圈套在铁基块体非晶上，信号线与线圈联接，并引出外壳外，在非导磁性标尺杆的每个设定的刻度位上均设置一个磁感应装置，磁感应装置的信号线在非导磁性标尺杆内与引线联接，引线从非导磁性标尺杆的上部引出；在浮子上设有稀土永磁体，浮子套装在非导磁性标尺杆上，或套装在一个与非导磁性标尺杆平行设置的非导磁性导杆上，并且浮子上的稀土永磁体与非导磁性标尺杆间隙相对。