專利名稱：一種磁致伸縮液位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體探測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種磁致伸縮液位計(jì)。
技術(shù)背景
當(dāng)前的磁致伸縮液位計(jì)具有一根探測(cè)桿，探測(cè)桿內(nèi)部有一根具有磁致伸縮作用的波導(dǎo)絲，且在探測(cè)桿中嵌有包含磁環(huán)的浮子，在探測(cè)桿上部有探棒電子艙，同時(shí)，所述探棒電子艙通過(guò)探測(cè)桿上的接口與一個(gè)遠(yuǎn)程的控制臺(tái)相連接，探棒電子艙包括電流脈沖發(fā)生器和應(yīng)變脈沖檢測(cè)電路。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，所述電流脈沖發(fā)生器首先在波導(dǎo)絲上施加一個(gè)電流脈沖，電流脈沖同時(shí)伴隨有一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)，所述環(huán)形磁場(chǎng)以光速沿波導(dǎo)絲向下傳播。當(dāng)該磁場(chǎng)遇到浮子中的磁環(huán)形成的磁場(chǎng)時(shí)，兩個(gè)磁場(chǎng)進(jìn)行疊加，波導(dǎo)絲會(huì)發(fā)生瞬間形變，因此產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖，所述應(yīng)變脈沖向波導(dǎo)絲的兩端傳播，當(dāng)傳播到探測(cè)桿上端時(shí)，被所述應(yīng)變脈沖檢測(cè)電路接收，電流脈沖發(fā)生時(shí)間和應(yīng)變脈沖接收的時(shí)間乘以應(yīng)變脈沖的傳播速度即為探棒電子艙和浮子之間的距離，根據(jù)此磁致伸縮原理，就能夠獲取液位，進(jìn)而將該液位通過(guò)控制臺(tái)進(jìn)行顯示，從而實(shí)現(xiàn)許多場(chǎng)合下液位的測(cè)量。例如，在加油站，通過(guò)在磁致伸縮液位計(jì)中設(shè)置的包含水位浮子磁環(huán)的水位浮子和包含油位浮子磁環(huán)的油位浮子，就能夠測(cè)量出油罐中的水位高度和油位高度。
但是，發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的磁致伸縮液位計(jì)只能測(cè)量出液位，而不能測(cè)量出液體的密度，例如只能測(cè)量出油罐中的水位高度和油位高度，當(dāng)需要測(cè)量油罐中油的密度時(shí)，需要配置專門用于測(cè)量密度的密度計(jì)，并將油罐打開再進(jìn)行測(cè)量，導(dǎo)致整個(gè)測(cè)量過(guò)程繁瑣、復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種磁致伸縮液位計(jì)，用于在測(cè)量液位時(shí)，同時(shí)測(cè)量出液體的密度，具體實(shí)施方案如下
一種磁致伸縮液位計(jì)，包括探測(cè)桿、水位浮子和含有油位浮子磁環(huán)的油位浮子，同時(shí)所述磁致伸縮液位計(jì)還包括
套接于所述探測(cè)桿上，內(nèi)部設(shè)置密度浮子磁環(huán)的密度浮子，所述密度浮子包括內(nèi)部設(shè)置有油位浮子的空腔、便于液體進(jìn)入所述空腔的孔洞；
采集液位值、所述密度浮子磁環(huán)高度值與所述油位浮子磁環(huán)高度值的探棒電子艙；
與所述探棒電子艙相連接的，依據(jù)測(cè)量值及接收到的輸入?yún)?shù)得到液體密度并顯示的控制臺(tái)，所述輸入?yún)?shù)至少包括所述油位浮子和密度浮子的質(zhì)量、油位浮子下部分和密度浮子下部分不規(guī)則區(qū)域的體積、油位浮子上部分和密度浮子上部分規(guī)則區(qū)域的表面積、密度浮子的所述孔洞上端距離內(nèi)壁水平面的距離、空氣中所述密度浮子磁環(huán)與所述油位浮子磁環(huán)的距離，所述測(cè)量值至少包括液體中所述密度浮子磁環(huán)與所述油位浮子磁環(huán)的高度值。
優(yōu)選的，所述密度浮子還包括
設(shè)置在空腔上部的密度浮子蓋，所述密度浮子蓋與所述探測(cè)桿的連接位置為花瓣形部件；
設(shè)置在密度浮子底部，調(diào)節(jié)配重，以使密度浮子具有不同質(zhì)量的配重部件。
優(yōu)選的，所述控制臺(tái)包括
接收所述輸入?yún)?shù)的輸入單元；
處理所述輸入?yún)?shù)及測(cè)量值，以獲取液體密度的處理單元；
顯示獲取的所述液體密度的顯示單元。
優(yōu)選的，所述輸入?yún)?shù)還包括液體密度允許范圍。
優(yōu)選的，所述控制臺(tái)還包括
在獲取到的所述液體密度不在液體密度允許范圍內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警指令的指令產(chǎn)生單元。
優(yōu)選的，所述磁致伸縮液位計(jì)還包括接收到報(bào)警指令后，執(zhí)行報(bào)警操作的報(bào)警模塊。其中，所述報(bào)警模塊包括音頻報(bào)警部件和/或視頻報(bào)警部件。所述音頻報(bào)警部件具體為蜂鳴器，所述視頻報(bào)警部件包括顯示屏和/或發(fā)光二極管LED閃光燈。
通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例所公開的磁致伸縮液位計(jì)，根據(jù)輸入到控制臺(tái)的輸入?yún)?shù)和測(cè)量值，即可計(jì)算出液體的密度，使密度測(cè)量的過(guò)程更為簡(jiǎn)便。同時(shí)，當(dāng)所述液體密度超過(guò)其允許范圍時(shí)，即進(jìn)行報(bào)警，便于工作人員進(jìn)行檢查處理。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種磁致伸縮液位計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種磁致伸縮液位計(jì)中的油位浮子和密度浮子的剖面圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種磁致伸縮液位計(jì)中的油位浮子的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種磁致伸縮液位計(jì)中的密度浮子的結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種磁致伸縮液位計(jì)中置于空氣中時(shí)的狀態(tài)示意圖6為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種磁致伸縮液位計(jì)中置于油罐中時(shí)的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
本發(fā)明提供了一種磁致伸縮液位計(jì)，用于在測(cè)量液位時(shí)，同時(shí)測(cè)量出液體的密度， 具體實(shí)施方案如下
一種磁致伸縮液位計(jì)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括探測(cè)桿1、水位浮子2、含有油位浮子磁環(huán)31的油位浮子3，并且，所述磁致伸縮液位計(jì)還包括密度浮子4、探棒電子艙 5和控制臺(tái)6，其中，
所述密度浮子4套接于所述探測(cè)桿上，內(nèi)部設(shè)置密度浮子磁環(huán)41，同時(shí)，所述密度浮子4包括內(nèi)部設(shè)置有油位浮子的空腔42、便于液體進(jìn)入所述空腔的孔洞43 ；實(shí)際應(yīng)用時(shí)，所述密度浮子的直徑為4寸，所述油位浮子的直徑為3寸，但并沒(méi)有具體要求，所述密度浮子和所述油位浮子的直徑也可以選取其他值。
所述探棒電子艙5用于采集液位值、所述密度浮子磁環(huán)高度值與所述油位浮子磁環(huán)高度值。
所述控制臺(tái)6通過(guò)位于所述探測(cè)桿1上的接口與所述探棒電子艙4相連接，用于依據(jù)測(cè)量值及接收到的輸入?yún)?shù)得到液體密度并顯示，所述輸入?yún)?shù)至少包括所述油位浮子和密度浮子的質(zhì)量M油和M密、油位浮子3下部分和密度浮子4下部分不規(guī)則區(qū)域的體積V油下和V密下，油位浮子3上部分和密度浮子4上部分規(guī)則區(qū)域的表面積S油和S密、 密度浮子的所述孔洞上端距離內(nèi)壁水平面的距離hi、空氣中所述密度浮子磁環(huán)與所述油位浮子磁環(huán)的距離H，所述測(cè)量值至少包括液體中所述密度浮子磁環(huán)與所述油位浮子磁環(huán)的高度值。通過(guò)所述高度值，可以得到液體中所述密度浮子磁環(huán)與所述油位浮子磁環(huán)的距離HI。
所述密度浮子4和所述油位浮子3的剖面圖如圖2所示，所述密度浮子4還包括所述空腔42上部的密度浮子蓋44，保證了密度浮子4在所述探測(cè)桿1上的豎直性，提高了測(cè)量的精度，所述密度浮子蓋44通過(guò)花瓣形部件套接在所述探測(cè)桿上，所述花瓣形部件的存在，極大的減小了浮子和桿之間的摩擦力。同時(shí)，所述密度浮子4還包括設(shè)置在密度浮子底部，調(diào)節(jié)配重，以使密度浮子4具有不同質(zhì)量的配重部件45。
所述控制臺(tái)6包括輸入單元、處理單元以及顯示單元。其中，所述輸入單元用于接收所述輸入?yún)?shù)，便于使用者進(jìn)行參數(shù)的輸入；所述處理單元用于處理所述輸入?yún)?shù)及測(cè)量值，以獲取液體密度；所述顯示單元用于顯示獲取的所述液體密度，以便工作人員觀看。
另外，為了便于查錯(cuò)，本發(fā)明實(shí)施例所公開的磁致伸縮液位計(jì)還包括報(bào)警功能。在這種情況下，輸入?yún)?shù)還包括液體密度允許范圍，所述控制臺(tái)6還包括在獲取到的所述液體密度，不在液體密度允許范圍內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警指令的指令產(chǎn)生單元，同時(shí)，所述磁致伸縮液位計(jì)還包括接收到報(bào)警指令后，執(zhí)行報(bào)警操作的報(bào)警模塊。所述報(bào)警模塊包括音頻報(bào)警部件和/或視頻報(bào)警部件。其中，所述音頻報(bào)警部件具體為蜂鳴器，所述視頻報(bào)警部件包括顯示屏和/或發(fā)光二極管LED閃光燈。
參見圖3，油面浮子在水平線A和水平線B之間的部分橫截面積是規(guī)則的，參見圖 4，密度浮子在水平線C和水平線D之間的部分橫截面積是規(guī)則的。當(dāng)將所述磁致伸縮液位計(jì)放在油罐中時(shí)，油位會(huì)在水平線A和水平線B之間、水平線C和水平線D之間規(guī)則區(qū)域進(jìn)行變化。同時(shí)，在規(guī)則的區(qū)域內(nèi)，內(nèi)部盛裝的液體的高度和密度之間呈線性關(guān)系。另外，當(dāng)放在空氣中時(shí)，所述密度浮子4和所述油位浮子3的狀態(tài)如圖5所示，兩個(gè)磁環(huán)之間的距離為H，其中H的具體數(shù)值可以通過(guò)所述液位計(jì)測(cè)得的液體中油位浮子磁環(huán)與密度浮子磁環(huán)的高度值相減即可得到。同時(shí)，設(shè)定油位浮子3水平線以下的體積為V油下，對(duì)應(yīng)高度為H油下，密度浮子4水平線以下的體積為V密下，對(duì)應(yīng)高度為H密下，假設(shè)油位浮子AB之間截面積為S油，密度浮子處于CD之間的截面積是S密，油位浮子的重量為M油，密度浮子的重量為M密。
參見圖6所示，表示所述磁致伸縮液位計(jì)置于油罐中時(shí)，所述密度浮子4和所述油位浮子3的狀態(tài)。在該圖中，所述密度浮子磁環(huán)41和所述油位浮子磁環(huán)31之間的距離為 H1，可以通過(guò)液位儀測(cè)得。圖中hi可以表示所述密度浮子4中的孔洞43的開孔最上端距離內(nèi)壁水平面的距離，hi的值是提前設(shè)計(jì)好的，為選取的一個(gè)具體的固定值，如果所述孔洞 43是不規(guī)則的圖形，則所述hi的尺寸大小一定不小于開孔處不規(guī)則截面。另外，H3是密度浮子4除了下部分不規(guī)則區(qū)域外浸沒(méi)在油中的高度。H2是油位浮子3除了小部分不規(guī)則區(qū)域外浸沒(méi)在油中的高度。圖6中可以看出，h = H1-H，所述h為所述油位浮子3與所述密度浮子4之間的最小距離。
對(duì)油位浮子3和密度浮子4分別運(yùn)用阿基米德原理m = pgv排，利用液位儀測(cè)得高度，并利用上述高度關(guān)系得到以下公式
對(duì)油位浮子M油=pg (V油下+S油H2)......①
對(duì)密度浮子M密=pg (V密下+S密H3)......②
對(duì)于高度一 h = Hl-H......③(圖5和圖6可見)
對(duì)于高度二 H3-H2 = H油下+h_hl.........④(圖6可見)
由③④合并可知H3-H2 = H油下+ (Hl-H) -hi......⑤
①②⑤中
油位浮子和密度浮子的質(zhì)量M油、M密可以事先經(jīng)過(guò)稱重獲得，H油下部分對(duì)應(yīng)的體積V油下、H密下部分對(duì)應(yīng)的體積V密下、油位浮子H2段的橫截面積S油、密度浮子H3段的橫截面積S密、H油下、hi都是可以在圖紙上測(cè)得計(jì)算的已知量，H是指的在空氣中兩個(gè)磁環(huán)間的間距，這幾個(gè)具體的數(shù)值在將所述磁致伸縮液位計(jì)放入油罐前，即可獲得，并將其具體數(shù)值通過(guò)所述控制臺(tái)6輸入；Hl可以通過(guò)所述磁致伸縮液位計(jì)放入油罐中后在油中測(cè)得，為當(dāng)時(shí)的油位浮子高度減去密度浮子高度。
剩下p，H3，H2三個(gè)未知量，三個(gè)方程可以求得，而ρ即為油罐中液體的密度。所述控制臺(tái)6將所述密度值計(jì)算出后，會(huì)進(jìn)行顯示，方便工作人員讀取。
通過(guò)本發(fā)明公開的磁致伸縮液位計(jì)，在放入油罐之前，發(fā)明人還可以通過(guò)控制臺(tái)6 中的輸入單元61輸入液體密度允許范圍，如汽油的密度浮子檢測(cè)范圍在0. 71-0. 79，柴油的密度浮子檢測(cè)范圍在0. 81-0. 89之間。通過(guò)配重部件45，能夠調(diào)節(jié)所述密度浮子4的重量，從而能夠檢測(cè)多種液體的密度。當(dāng)檢測(cè)汽油時(shí)，可輸入液體密度允許范圍為0. 71-0. 79， 當(dāng)測(cè)得當(dāng)前實(shí)際的密度不在這個(gè)范圍中時(shí)，所述控制臺(tái)6可以產(chǎn)生報(bào)警指令，通知工作人員注意，及時(shí)采取措施。其中，所述報(bào)警模塊可以包括音頻報(bào)警部件和/或視頻報(bào)警部件， 所述音頻報(bào)警部件可以選擇蜂鳴器，通過(guò)蜂鳴聲提醒工作人員注意，所述視頻報(bào)警部件可選擇顯示屏和/或發(fā)光二極管LED閃光燈，顯示密度高于或低于液體密度允許范圍的信息， 發(fā)光二極管LED閃光燈能夠進(jìn)行閃爍，以提醒工作人員注意。
本發(fā)明公開的磁致伸縮液位計(jì)具體工作流程如下在將所述磁致伸縮液位計(jì)放入油罐之前，先取得各項(xiàng)輸入?yún)?shù)，并通過(guò)控制臺(tái)中的輸入單元進(jìn)行輸入。放入油罐后，根據(jù)測(cè)得的油位浮子、密度浮子的高度，所述控制臺(tái)即可計(jì)算出油罐中液體的密度。在測(cè)得的實(shí)際密度不在提前輸入的液體密度允許范圍內(nèi)時(shí)，報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警，提醒工作人員注意，及時(shí)采取措施。
由此，本發(fā)明實(shí)施例所公開的磁致伸縮液位計(jì)能夠在測(cè)得當(dāng)時(shí)液體高度的同時(shí)， 檢測(cè)出液體的密度，使測(cè)試過(guò)程更為簡(jiǎn)潔。另外，能夠在液體密度不在允許范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，提高了系統(tǒng)的可靠性、安全性。
對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁致伸縮液位計(jì)，包括探測(cè)桿、水位浮子和含有油位浮子磁環(huán)的油位浮子，其特征在于，所述磁致伸縮液位計(jì)還包括套接于所述探測(cè)桿上，內(nèi)部設(shè)置密度浮子磁環(huán)的密度浮子，所述密度浮子包括內(nèi)部設(shè)置有油位浮子的空腔、便于液體進(jìn)入所述空腔的孔洞；采集液位值、所述密度浮子磁環(huán)高度值與所述油位浮子磁環(huán)高度值的探棒電子艙； 與所述探棒電子艙相連接的，依據(jù)測(cè)量值及接收到的輸入?yún)?shù)得到液體密度并顯示的控制臺(tái)，所述輸入?yún)?shù)至少包括所述油位浮子和密度浮子的質(zhì)量、油位浮子下部分和密度浮子下部分不規(guī)則區(qū)域的體積、油位浮子上部分和密度浮子上部分規(guī)則區(qū)域的表面積、密度浮子的所述孔洞上端距離內(nèi)壁水平面的距離、空氣中所述密度浮子磁環(huán)與所述油位浮子磁環(huán)的距離，所述測(cè)量值至少包括液體中所述密度浮子磁環(huán)與所述油位浮子磁環(huán)的高度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮液位計(jì)，其特征在于，所述密度浮子還包括設(shè)置在空腔上部的密度浮子蓋，所述密度浮子蓋與所述探測(cè)桿的連接位置為花瓣形部件；設(shè)置在密度浮子底部，調(diào)節(jié)配重，以使密度浮子具有不同質(zhì)量的配重部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮液位計(jì)，其特征在于，所述控制臺(tái)包括 接收所述輸入?yún)?shù)的輸入單元；處理所述輸入?yún)?shù)及測(cè)量值，以獲取液體密度的處理單元； 顯示獲取的所述液體密度的顯示單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁致伸縮液位計(jì)，其特征在于，所述輸入?yún)?shù)還包括 液體密度允許范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁致伸縮液位計(jì)，其特征在于，所述控制臺(tái)還包括 在獲取到的所述液體密度不在液體密度允許范圍內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警指令的指令產(chǎn)生單兀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁致伸縮液位計(jì)，其特征在于，所述磁致伸縮液位計(jì)還包括 接收到報(bào)警指令后，執(zhí)行報(bào)警操作的報(bào)警模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁致伸縮液位計(jì)，其特征在于，所述報(bào)警模塊包括 音頻報(bào)警部件和/或視頻報(bào)警部件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁致伸縮液位計(jì)，其特征在于，所述音頻報(bào)警部件具體為蜂鳴器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁致伸縮液位計(jì)，其特征在于，所述視頻報(bào)警部件包括顯示屏和/或發(fā)光二極管LED閃光燈。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開的一種磁致伸縮液位計(jì)，包括探測(cè)桿、水位浮子和油位浮子，以及包含密度浮子磁環(huán)的密度浮子、探棒電子艙和依據(jù)測(cè)量值、輸入?yún)?shù)得到液體密度并顯示的控制臺(tái)。本發(fā)明實(shí)施例所公開的磁致伸縮液位計(jì)能夠在測(cè)得當(dāng)時(shí)液體高度的同時(shí)，檢測(cè)出液體的密度，使測(cè)試過(guò)程更為簡(jiǎn)潔。另外，能夠在液體密度不在允許范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，提高了系統(tǒng)的可靠性、安全性。
文檔編號(hào)G01N9/12GK102519553SQ20121000380
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者劉高, 曹琛, 薛文寶, 鄒光輝, 郭曉燕 申請(qǐng)人:青島澳科儀器有限責(zé)任公司