專(zhuān)利名稱(chēng)：鐵基塊體非晶高精度液位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鐵基塊體非晶高精度液位計(jì)。
背景技術(shù)：
液位計(jì)應(yīng)用場(chǎng)合極不相同，因而種類(lèi)也繁多。包括應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程中類(lèi)塔釜罐液位的檢測(cè)、罐區(qū)儲(chǔ)罐液位的檢測(cè)、污水處理、水池、水箱的液位檢測(cè)以及燃油、機(jī)油的液位檢測(cè)等。現(xiàn)有測(cè)量方式有磁浮子式、浮筒式、電容式液位、壓力或差壓變送器、磁致伸縮式、超聲波式和射頻導(dǎo)納式液位計(jì)等。其中，應(yīng)用于車(chē)用燃油、機(jī)油及其他易燃、易爆等惡劣環(huán)境下的液位檢測(cè)的研究比較少，技術(shù)比較落后，發(fā)展緩慢。
傳統(tǒng)液位測(cè)量(燃油及機(jī)油)主要采用的方式一類(lèi)是滑動(dòng)電位器為基本檢測(cè)元件，是由浮子帶動(dòng)電位器，再用歐姆表檢測(cè)其阻值變化，從而達(dá)到顯示油位的目的。但使用時(shí)油污極易覆蓋電位器，導(dǎo)致阻值發(fā)生變化，造成誤差太大，基本不能使用，壽命太短。另一類(lèi)用電感線圈為基本檢測(cè)元件，主要采用振蕩電路的振蕩頻率變化，再通過(guò)頻率計(jì)檢測(cè)其頻率來(lái)測(cè)量油位。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試麻煩，易出現(xiàn)故障，使用受到限制，不能廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)液位(油位)測(cè)量的綜合缺點(diǎn)是電流、電壓的導(dǎo)入不可避免，不能用于易燃易爆、高溫、強(qiáng)振動(dòng)的惡劣環(huán)境，可維修性差，壽命短，大大降低了液位測(cè)量的綜合精度。
浮球式是比較有前景的一種檢測(cè)方式。即利用浮球內(nèi)的磁鐵去吸引磁簧開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)，通過(guò)磁簧開(kāi)關(guān)的通斷，采集變化的信號(hào)，從而測(cè)出油位高度的傳感器。這種方式測(cè)量精度高，可根據(jù)要求制定精確度，不產(chǎn)生電火花，使用安全。但是如果被測(cè)液中含有鐵屑，會(huì)影響浮球開(kāi)關(guān)的正確動(dòng)作。且磁簧開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)電易疲勞，容易出現(xiàn)故障。
總之，已有的液位測(cè)量方式無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)燃油、機(jī)油等易燃、易爆環(huán)境下的精確檢測(cè)，且存在潛在的危險(xiǎn)性，急需一種安全、高精度、寬量程和長(zhǎng)壽命的替代產(chǎn)品。
鐵基非晶材料被世界公認(rèn)為是目前綜合性能最好的軟磁材料?，F(xiàn)已廣泛用于共模扼流圈、高頻開(kāi)關(guān)電源、高頻逆變器、防偽標(biāo)簽、磁頭等許多器件，有著廣闊的發(fā)展空間。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是利用鐵基塊體非晶優(yōu)異的軟磁性能提供一種適用于易燃、易爆、腐蝕性、有毒液位檢測(cè)，尤其適用于車(chē)用燃油、機(jī)油的液位檢測(cè)的鐵基塊體非晶高精度液位計(jì)。
本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿、浮子、磁感應(yīng)裝置、引線，其特征是磁感應(yīng)裝置由鐵基塊體非晶、信號(hào)線、線圈、稀土永磁體、外殼組成，在外殼內(nèi)鐵基塊體非晶與稀土永磁體間隙相對(duì)，線圈套在鐵基塊體非晶上，信號(hào)線與線圈聯(lián)接，并引出外殼外，在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿的每個(gè)設(shè)定的刻度位上均設(shè)置一個(gè)磁感應(yīng)裝置，磁感應(yīng)裝置的信號(hào)線在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿內(nèi)與引線聯(lián)接，引線從非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿的上部引出；在浮子上設(shè)有稀土永磁體，浮子套裝在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿上，或套裝在一個(gè)與非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿平行設(shè)置的非導(dǎo)磁性導(dǎo)桿上，并且浮子上的稀土永磁體與非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿間隙相對(duì)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1)整體結(jié)構(gòu)美觀、緊湊，拆裝方便，免維修。應(yīng)用中不會(huì)產(chǎn)生電火花，抗振動(dòng)性及安全性好，適用于對(duì)燃油、機(jī)油及其他易燃、易爆、具有腐蝕性的液位檢測(cè)。
(2)性能穩(wěn)定，測(cè)試精度高，量程、精度可根據(jù)測(cè)試要求調(diào)整，耐溫達(dá)到-45℃-150℃，標(biāo)尺桿內(nèi)分布排列的磁感應(yīng)裝置，其通斷次數(shù)達(dá)到500萬(wàn)次，使用壽命長(zhǎng)。
(3)鐵基塊體非晶材料具有優(yōu)良的軟磁性能，其最大磁導(dǎo)率μmax為60000，晶化溫度大于500℃，矯頑力Hc≤5A/m；能夠準(zhǔn)確地捕捉此到弱磁信號(hào)，脈沖尖銳，無(wú)顫動(dòng)，輸出電壓信號(hào)3-12mV，支持指針、數(shù)字顯示方式。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖3為磁感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型包括非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿5、浮子3、磁感應(yīng)裝置2、引線1，磁感應(yīng)裝置2由鐵基塊體非晶7、信號(hào)線10、線圈8、稀土永磁體11、外殼9組成，在外殼9內(nèi)鐵基塊體非晶7與稀土永磁體11間隙相對(duì)，線圈8套在鐵基塊體非晶7上，信號(hào)線10與線圈8聯(lián)接，并引出外殼9外，在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿5的每個(gè)設(shè)定的刻度位上均設(shè)置一個(gè)磁感應(yīng)裝置2，磁感應(yīng)裝置2的信號(hào)線10在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿5內(nèi)與引線1聯(lián)接，引線1從非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿5的上部引出；在浮子3上設(shè)有稀土永磁體4，浮子3套裝在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿5上，或套裝在一個(gè)與非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿5平行設(shè)置的非導(dǎo)磁性導(dǎo)桿6上，并且浮子上的稀土永磁體4與非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿5間隙相對(duì)。
稀土永磁體11、4可采用釹鐵硼、釤鈷、釤鐵氮等高性能永磁體，耐高溫達(dá)到150℃。浮子3中的永磁體4形狀可為環(huán)形或磁性微珠；磁感應(yīng)裝置中的永磁體11形狀可為圓柱形或長(zhǎng)方形。鐵基塊體非晶7采用FeCoNiZrNbB成分，還可以選用Fe(Al，Ga)(P，C，B，Si)、Fe(Cr，Mo，Nb)(Al，Ga)(P，C，B)、(Fe，Co，Ni)(Zr，Hf，Nb)B軟磁性能優(yōu)異的鐵基塊體非晶合金系，直徑采用Φ1-Φ1.5mm，塊體非晶晶化溫度≥500℃。標(biāo)尺桿5和導(dǎo)桿6采用無(wú)磁不銹鋼，耐腐蝕性好，耐溫達(dá)到200℃。磁感應(yīng)裝置2的磁感應(yīng)距離為0-2mm。浮子3可選用尼龍、PP、PVDF等耐酸堿塑料材質(zhì)，和標(biāo)尺桿5或?qū)U6有1-3mm的間隙可調(diào)，如果油中磁性雜質(zhì)比較多，可選用較大的間隙，以防磁性雜質(zhì)被吸附影響浮子隨液面的上下運(yùn)動(dòng)。浮子3上的永磁體4與磁感應(yīng)裝置2中的永磁體11吸引力應(yīng)嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)，不能影響浮子上下自由運(yùn)動(dòng)。磁體性能可根據(jù)浮子重量進(jìn)行選擇。當(dāng)浮子隨液面下降時(shí)，浮子就會(huì)與磁感應(yīng)裝置中相互吸引，由于浮子與標(biāo)尺桿5或?qū)U有一定間隙，浮子會(huì)向磁感應(yīng)裝置方向移動(dòng)，氣隙變小，鐵基塊體非晶7的磁通量急劇變化，使得纏繞其上的線圈8產(chǎn)生感應(yīng)脈沖電壓幅值為3-12mV。根據(jù)測(cè)試，磁感應(yīng)裝置通斷可達(dá)到500萬(wàn)次，相對(duì)于普通磁簧開(kāi)關(guān)200萬(wàn)次通斷壽命大大提高。由于液面下降比較緩慢，不能產(chǎn)生較大的磁場(chǎng)變化，且磁感應(yīng)距離小于2mm，其他的磁感應(yīng)裝置不會(huì)有干擾信號(hào)。
本實(shí)用新型的液位計(jì)性能指標(biāo)如下(1)、量程范圍(100mm-1000mm)；(2)、檢測(cè)靈敏度(2.5mm、5mm、7.5mm、10mm、20mm、30mm)；(3)、顯示方式指針式、數(shù)字式；(4)、整體結(jié)構(gòu)立柱式；(5)、輸出信號(hào)電壓信號(hào)(6)、工作溫度-45℃-150℃；實(shí)施例一如圖1所示，本實(shí)施例包括標(biāo)尺桿5、浮子3、磁感應(yīng)裝置2、引線1，其中，磁感應(yīng)裝置2由鐵基塊體非晶7、線圈8、信號(hào)線10、稀土永磁體11及外殼9組成。永磁體11選用高性能釹鐵硼稀土永磁材料，直徑為φ1-2mm，長(zhǎng)度4-6mm，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.3-0.5T。鐵基塊體非晶7的直徑φ1-1.5mm，長(zhǎng)度4-6mm，成份選擇為FeCoNiZrNbB非晶合金。在鐵基塊體非晶7上纏繞600匝線圈8，稀土永磁體11與塊體非晶7間隙相對(duì)(如圖3)，其作用是提供穩(wěn)定的磁場(chǎng)，同時(shí)吸引浮子3產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。外殼9為無(wú)磁不銹鋼或銅材料，整體尺寸為長(zhǎng)10mm、寬5mm、高2.5mm的長(zhǎng)方體。其中，放置鐵基塊體非晶7的一端緊貼內(nèi)壁。在標(biāo)尺桿5的每個(gè)設(shè)定的刻度位上均設(shè)置一個(gè)磁感應(yīng)裝置2，標(biāo)尺桿5采用φ15mm無(wú)磁不銹鋼或銅材料，壁厚為0.2mm，長(zhǎng)度可按實(shí)際要求制定。浮子3可采用尼龍制作，與標(biāo)尺桿5間隙為1mm。浮子3內(nèi)壁鑲有環(huán)形稀土永磁體4，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.3-0.5T。隨著被測(cè)液面下降，浮子3將會(huì)被磁感應(yīng)裝置2吸引到，在這個(gè)過(guò)程中，將會(huì)產(chǎn)生急劇的磁場(chǎng)變化，纏繞在鐵基塊體非晶上的線圈8將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，通過(guò)信號(hào)線提供尖銳的電壓脈沖信號(hào)(如圖3)。油面下降到每一個(gè)磁感應(yīng)裝置，就會(huì)產(chǎn)生脈沖信號(hào)。同時(shí)由于液面下降緩慢，不會(huì)使其鄰近的磁感應(yīng)裝置產(chǎn)生干擾信號(hào)。整個(gè)裝置具有耐溫、抗震、安全性好；測(cè)量精度高、壽命長(zhǎng)、免維修；刻度及量程可根據(jù)實(shí)際測(cè)量情況設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)施例2稀土永磁體11選用釤鈷高性能永磁材料，直徑為φ1-2mm，長(zhǎng)度4-6mm，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.3-0.5T。鐵基塊體非晶7直徑φ1-1.5mm，長(zhǎng)度4-6mm，成份選擇為FeGaPCSiB塊體非晶合金。被測(cè)液體含有較多磁性雜質(zhì)，標(biāo)尺桿5與浮子3間隙提高到3mm。浮子選用PP塑料材質(zhì)，內(nèi)壁鑲嵌一圈磁性微珠。其他同實(shí)施例1。
實(shí)施例3稀土永磁體11選用釤鐵氮高性能永磁材料，直徑為φ1-2mm，長(zhǎng)度4-6mm，磁場(chǎng)強(qiáng)度0.3-0.5T。鐵基塊體非晶7直徑φ1-1.5mm，長(zhǎng)度4-6mm，成份選擇為FeAlPCSiB塊體非晶合金。在本實(shí)施例中設(shè)置了與非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿5平行設(shè)非導(dǎo)磁性導(dǎo)桿6，浮子3套裝在非導(dǎo)磁性導(dǎo)桿6上，如圖2所示，浮子3在導(dǎo)桿6上上下運(yùn)動(dòng)。浮子3選用PVDF塑料材質(zhì)，浮子3外壁鑲嵌環(huán)狀稀土永磁體4。浮子3與導(dǎo)桿6間隙2mm，與標(biāo)尺桿5距離1-3mm。其他同實(shí)施例1。
權(quán)利要求1.一種鐵基塊體非晶高精度液位計(jì)包括非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿、浮子、磁感應(yīng)裝置、引線，其特征是磁感應(yīng)裝置由鐵基塊體非晶、信號(hào)線、線圈、稀土永磁體、外殼組成，在外殼內(nèi)鐵基塊體非晶與稀土永磁體間隙相對(duì)，線圈套在鐵基塊體非晶上，信號(hào)線與線圈聯(lián)接，并引出外殼外，在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿的每個(gè)設(shè)定的刻度位上均設(shè)置一個(gè)磁感應(yīng)裝置，磁感應(yīng)裝置的信號(hào)線在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿內(nèi)與引線聯(lián)接，引線從非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿的上部引出；在浮子上設(shè)有稀土永磁體，浮子套裝在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿上，或套裝在一個(gè)與非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿平行設(shè)置的非導(dǎo)磁性導(dǎo)桿上，并且浮子上的稀土永磁體與非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿間隙相對(duì)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種鐵基塊體非晶高精度液位計(jì)包括非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿、浮子、磁感應(yīng)裝置、引線，其特征是磁感應(yīng)裝置由鐵基塊體非晶、信號(hào)線、線圈、稀土永磁體、外殼組成，在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿的每個(gè)設(shè)定的刻度位上均設(shè)置一個(gè)磁感應(yīng)裝置，磁感應(yīng)裝置的信號(hào)線在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿內(nèi)與引線聯(lián)接，引線從非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿的上部引出；在浮子上設(shè)有稀土永磁體，浮子套裝在非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿上，或套裝在一個(gè)與非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿平行設(shè)置的非導(dǎo)磁性導(dǎo)桿上，并且浮子上的稀土永磁體與非導(dǎo)磁性標(biāo)尺桿間隙相對(duì)。其優(yōu)點(diǎn)是性能穩(wěn)定，測(cè)試精度高，應(yīng)用中不會(huì)產(chǎn)生電火花，抗振動(dòng)性及安全性好，適用于對(duì)燃油、機(jī)油及其他易燃、易爆、具有腐蝕性的液位檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01F23/72GK2886516SQ200620112750
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者孫曉華, 趙軍, 孫廣杰, 吳晉彬, 羅蒙 申請(qǐng)人:包頭稀土研究院