CN86105681A - 压差计 - Google Patents

Abstract

提出一种压差计，其导杆(20，44)的一端和计量膜相连，上面安排一个位移传感器(28)，可以在纵向上通过一个导向膜(24，46)滑动，由测量压力造成的力，和大气压在计量膜或导向膜上作用时产生的力的差异，在导杆上作用。

Description

本发明与压差计有关。

为了测量槽箱中的液面高度，已知可用放在槽箱底部高度上的压力计。底部的压头和注液的高度正比。活塞式压力表和弹簧压力表，都是已知的压力测量装置，弹簧压力表大部分用于工业检验仪表。可以用指示装置，记录和控制系统和压力计连接。

本发明试图解决的问题，是研制一种测量注液高度的压力计，对液体柱高度作非常精确的测量。

根据本发明所提出，该问题用压差计解决，其有一端与计量膜连接的导杆，可以通过一个导向膜作纵向滑动，上面安排有一个位移传感器的导杆，测量压力产生的力和大气压对计量或导向膜作用产生的力的差别，在导杆上作用。

这安排所依据的原理，是借助于产生一个作用于测量器械上的力，这个力和大气压成正比，对测量压力反作用，来消除测量时叠加在槽箱或类似器械中液柱压力上的大气压力的影响。这安排的主要优点，是使气压变化不对液高测量产生假象。本发明安排还可用于测量和大气隔绝的槽箱里的液柱，排除作用在计量和导向膜上的反压力，不是排除空气的反压力，而是排除作用在槽箱中的液体上的气体反压力。

本发明的其他优点，在于导杆滑动，无须克服机械摩擦力，并且轴承没有游隙。既没有机械摩擦也没有轴承游隙影响测量。这便一方面对液高可作非常精确的测量，而另一方面，可以使测量数值有很好的一致性。

在一个理想实施方案中，提出把计量膜和导向膜，在壳体的圆柱形腔内互相有间距地放置，在导向膜和计量膜包围的空间里，导杆上安排一个无触点位移传感器的被动部分，其主动部分放在壳体内和被动部分相对。在该安排中，有诸如圆柱形外表面的壳体，可以方便地安装在要求测量液高的槽箱的底部上。这里的计量膜朝向槽箱的内空间，而导向膜伸到槽箱外的空间中。可以用一个无触点位移传感器，例如差接变压器，其铁芯作为一个被动件，它装在导杆上。这安排的特别大的一个优点，是结构简单，有可能经济制造。

一个有利的实施方案，在于导向膜和计量膜在一个壳体的圆柱形腔内，作互相有间距的放置，计量膜和导向膜包围的空间，通过壳体上的一个孔，和大气接通。在该安排中，位移传感器不放在膜包围的空间中。这是特别便于接近位移传感器进行保养的原因。

在另外一个理想实施方案中，是把计量膜和导向膜，在一个壳体圆柱形腔中作互相有间距的放置，在伸过导向膜的导杆的一端上，固定柱塞式电容器的半部，当导杆活动时，半部的极板，相对于安排在中空体内的另一半电容器的极板滑动，因此一方面是计量膜和导向膜之间的空间，另一方面是容放柱塞型电容器的空间，通过中空体壁上的孔，和中空体及中空外侧上的波纹管所包围的空间接通，这些互相接通的空间则对大气气密。在这安排中，有一个无触点柱塞式电容器作为位移传感器。该安排特别适宜于经济制造。由于波纹管和中空体的内部空间对大气气密，大气湿度便不能对中空体内含有的气体影响。因为这个缘故，柱塞式电容器的容量不随大气湿度变化。因此，内部空间的密封可以提高装置的测量精度。

最好导杆和壳体都用相同的材料制造。因此导杆和壳体有相同的热胀系数。这样，当温度变化在压差计上作用时，注液高度的测量精度也不受影响。

在下文中，利用附图所给实施方案，对本发明作了详尽的解说，附图内容如下：

图1为纵贯压差计的剖视，

图2为纵贯另一形式的压差计的剖视，

图3为纵贯气密封接的压差计的剖视。

压差计5中有一个圆柱形中空体10作为壳体，紧接中空体10前侧12，有一个计量膜14，边缘用适当的安装件16和中空体10的内壁连接。在圆计量膜14的中心上，固定一个圆锥形体18，伸入中空体10的导杆20的一端，和圆锥体18相连。

导杆20的另一端，和与导向膜24中心相连另一个圆锥体22固定，膜24的边缘利用安装件16，和中空体10的内壁相连，与计量膜14边缘的固定方式相同。膜14，24，圆锥体18，22和安装件16，把中空体10内的膜14，24包围的空间密封，和中空体10外部周围隔绝。

位移传感器28的组件26，大致放在导杆20的中点上。组件26是无触点位置传感器28的一个被动元件，由位移传感器28的一个主动元件30环绕。主动元件30通过腹板32和中空体10的内壁连接。可以采用诸如差接变压器之类作为位移传感器，其被动元件26是一个铁芯。用一个初级绕组和一个初级绕组作主动元件30。图中对绕组未详示。

导杆20在纵向上通过两个膜14，24滑动。当杆20滑动时，元件26在元件30中改变位置。

中空体10插在图中未详示的槽箱底壁34的一个相应的开孔中，槽箱中有要求测量高度的液柱。液柱压力和在液柱表面上加载的大气压，在计量膜14上作用，计量膜14的外侧和槽箱中的液体接触（图中未明示）。液压和大气压在图1中用箭头36及38象征示意;该箭头尖指向计量膜14。导向膜24的外侧和围绕槽箱的大气接通，图未详示。因此，大气压直接在导向膜24上作用，如箭头40所示，其尖部指向膜24。包括液压36和大气压28的测量压力，和大气压40的方向相反，如图1所示，图1有关包括元件10至32的压差计。由于这个缘故，测量压力造成的力，和与之相反并由于大气压在导向膜上作用产生的力，在导杆20上作用。38和40之间的压力差，以导向膜24的高度和大气压在上面作用的液面的高度的差为基础，而这压差很小，所以压力38和40基本相同。因此压力38和40在导杆20中产生的力互相平衡。因此，导杆20的滑动，连带元件26，只和压力36正比，而与大气压无关，也就是和液柱高度成正比。利用有元件10至32的压差计测量注液高度时，大气压给予的影响便可以消除，从而大气压变化时可以避免测量误差。

图2所示的压差计5中，有一个圆柱形中空壳体42，其量度和圆柱形中空体10近似。和中空体10的情况相似，中空壳体42设有一个计量膜14，通过安装件16，和中空体42的内壁连接。根据图1所示的安排，圆锥体18和膜16的中心连接。一个导杆44的一端和圆锥体18固定。通过安装件16和中空体42内壁相连的导向膜46，在和壳体42里的计量膜14有固定距离处放置。在导向膜46的中心，设置圆锥形体48，和导杆44相连。导杆44的伸过导向膜46和圆锥体48的另一端上，安装一个用号26标志的被动位移传感器，因为它的实施方法和图1所示的安排相同。位移传感器28的其余组件30和32，和图1及2中所示的安排一致。在中空体42内由膜14和46包围的空间，通过一个孔50和大气接通。中空壳体42和中空体10相似，插入图中未详细绘示的槽箱的底壁上的一个孔中，槽箱中盛放要求测量液面高度的液体。

一个包括液体压力36和大气压38的测量压力，在和液体接触的计量膜14的外侧作用，液体在图中未详示。计量膜14通过孔50，受到大气压40的冲击。因此，只有一个相当于测量压力和大气压40的压差，使导杆44滑动的力，传达到导杆44上。于是导杆44连同元件26的滑动，和液柱的高度成正比，而与液柱表面上的大气压无关，液柱在图中未准确表示。因此，大气压的变化不能造成任何测量误差。这便是可提高测量精度的原因。

图3所示的压差计5，揭示了中空壳体10，其前表面12的附近，设置计量膜14，边缘通过适当的安装件16，和中空体10的内壁连接。在计量膜14的中心，固定一个圆锥体18，伸入中空体内部的导杆44的一端在上面固定。导杆44的另一端和没有明确示出的短轴连接，短轴连接一个没有明确示出的圆盘，圆盘上安装柱塞式电容器半部的圆柱形极板19，该诸板以互相同心关系放置。此外，边缘通过安装件16和中空体10内壁连接的导向膜46和短轴固定。柱塞式电容器25的另一半部有圆柱形极板21，互相同心放置，固定在一个未详细解说的圆盘上，并连接短轴15，短轴15从中空体10另一前表面上设置的孔23中穿过，由一块未详细叙述的板遮盖。短轴15上设有有凹槽17，其中插入图未详示的电插头件。板21带上面固定的圆盘和短轴15，用不导电材料制造的中间件13，和中空体10绝缘。

在中空体表面上部分伸展的波纹管11，和中空体10的外表面固定。波纹管11放在大气围绕的中空体10的一段上。中空体10插在图未详示的槽箱底壁34上的一个孔中，槽箱中盛放液体，其液面高度要求测量。伸进槽箱内的中空体的部分，有该液体的压力在上面作用。

波纹管11和中空体外壁圈围的空间，通过壳壁上的孔27及29，和另一空间接通，这另一空间一方面由计量膜14及导向膜46，另一方面由容放柱塞式电容器25的中空体10的部分内部圈围。膜14和46之间的空间，放置柱塞式电容器25的空间，和中空体10外面的波纹器11圈围的空间，对大气气密。

包含液压36和大气压力38的空气压力，在和图中未详示的液体接触的计量膜的外侧上作用。波纹管11受大气压的冲击，大气压的变化也相应可以在膜14，46包围的空间，和柱塞式电容器25的容纳空间中感测。因此，大气压的变化，在计量膜14的两侧上作用。因此，导杆44受到测量压力产的力和大气压的差压冲击。由于压差形成，大气压部分消失。因此，极板19向柱塞式电容器25的极板的滑动，和图未详示的液压成正比。由于这个原因，大气压的变化不致造成任何测量误差。大气湿度的变化，也不会对中空体10的内部有任何影响。遇到大气湿度变化时，中空体10中的气体的电介常数不变化。于是，电容器25的电容，与大气湿度无关。利用这种手段，便可提高压差计5的测量精度。

在图1，2和3所示的压差计5中，导杆20，44只在膜14，24，46中滑动。按上述类型的布置方式，导杆20及44滑动时，没有需要克服的机械摩擦。本发明除可取得极高的测量精度外，测量数值也极真实。

而且，由于和导杆20，44连接，元件26具有无游隙的布置。这更提高了测量的精度。

导杆20，44和壳体10，42用相同的材料制造。当压差计5升温时，壳体10，42和导杆20，44因为有相同的热胀系数，故有相同的膨胀比例。温度影响造成的测量误差可以避免。上文所述的测量可进一步提高测量精度。

Claims (5)

1、一种压差计，其特征为导杆(20，44)的一端连接一个计量膜(14)，上面安排一个位移传感器(28)，在纵向上通过一个导向膜(24，46)滑动，导杆(20，44)设计成随测量压力造成的力，和大气压在计量膜或导向膜(14，24)上作用产生的力之间的差异而作用。

2、如权利要求第1项中之压差计，特征为计量膜和导向膜（14，24），在壳体（10）的圆柱形腔内，作有互相间距的放置，在导向膜和计量膜（24，14）包围的空间中，有无触点位移传感器（28）的一个被动元件（26）放在导杆（20）上，该位移传感器的主动部分（30），在壳体（10）中和被动元件（26）相对放置。

3、如权利要求第1项中之压差计，特征为计量膜和导向膜（14，46），在壳体（42）的圆柱形腔内，有相互间的距离，由计量膜和导向膜围绕的空间，通过壳（42）上的一个孔（50）和大气接通，导杆（44）的伸过导向膜（46）的一端上，安排无触点位移传感器（28）的被动元件（26），主动元件（30）放在壳体（42）中和被动元件相对。

4、如权利要求第1项中之压差计，特征为计量膜和导向膜（14，46）在壳体（10）的圆柱形腔中，相互间有一个距离，在伸过导向膜（44）的导杆（44）的一端上，固定柱塞式电容器（25）的半部，其极板（19）在导杆（44）活动时，相对于在中空体（10）内部的另一半部的极板（21）滑动;一方面计量膜及导向膜（14，46）之间的空间，和另一方面的容放柱塞式电容器（25）的空间，通过中空体（10）壁上的孔（27，29），与中空体（10）所围绕的空间及该中空体（10）外面的波纹管（11）所围绕的空间接通，互相接通的各个空间和大气气密封接。

5、如权利要求1至4项任何权利要求中之压差计，特征为导杆（20，44）和壳体（10，42）用相同的材料制造。

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