一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，包括測量系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，其中，測量系統(tǒng)包括顯示儀表（16）、料位測量浮球（15）及位于料位測量浮球（15）正上方的液位測量浮球（14）。驅(qū)動系統(tǒng)包括提升架（22）、驅(qū)動提升架（22）上下移位的提升裝置（21）、以及位于液位測量浮球（14）正上方的浮球回落驅(qū)動機構(gòu)（23），提升架（22）橫向設(shè)置且其一端位于料位測量浮球（15）正下方構(gòu)成浮球支承結(jié)構(gòu)。本實用新型整體結(jié)構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)，成本低，在進行測量前便于使物料平整，能避免浮球不上浮、不下落，進而能提高測量精度。
【專利說明】一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及測量【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)中將物料與水混合存儲在存貯槽的現(xiàn)象非常普遍，為監(jiān)控存貯槽中的物料與水的位置，需配置相應(yīng)的雙界位測量儀表。目前雙界位測量儀表普遍采用雙浮球式，其中一個浮球的密度小于水的密度，另一個浮球的密度大于水的密度而小于物料的密度，兩個浮球分別用來測量物料界面和液面高度。采用現(xiàn)有雙界位測量儀表在工程應(yīng)用中常常會出現(xiàn)以下問題:一、物料不平整，測量點不能代表實際位置；二、物料將浮球掩蓋，浮球不能正常上浮；三、浮球與測量桿之間的縫隙被雜質(zhì)堵塞，浮球不能順暢下落。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其能解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的物料不平整和浮球不能正常上浮下落而帶來的測量失敗問題，并能提高測量精度。
[0004]本實用新型的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，包括測量系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)包括顯示儀表、料位測量浮球及位于料位測量浮球正上方的液位測量浮球，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括提升架、驅(qū)動提升架上下移位的提升裝置、以及位于液位測量浮球正上方的浮球回落驅(qū)動機構(gòu)，所述提升架橫向設(shè)置且其一端位于料位測量浮球正下方構(gòu)成浮球支承結(jié)構(gòu)。其中，液位測量浮球的密度小于水的密度，料位測量浮球的密度大于水的密度而小于物料的密度。本實用新型應(yīng)用時，將液位測量浮球、料位測量浮球及提升架均置于具有物料與水的混合物的存貯槽內(nèi)，提升裝置設(shè)于存貯槽上方，測量前通過提升裝置帶動提升架上移，浮球支承結(jié)構(gòu)支承液位測量浮球和料位測量浮球，在提升架的帶動下使液位測量浮球和料位測量浮球脫離液面，然后向存貯槽內(nèi)鼓泡使物料平整，待鼓泡完成后再通過提升裝置帶動提升架下降，浮球在浮球回落驅(qū)動機構(gòu)的作用下順暢下落，從而將液位測量浮球和料位測量浮球放回測量界面，進而進行相應(yīng)的測量。
[0005]為了平整物料時更加便捷，進一步的，一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，還包括鼓泡系統(tǒng)，所述鼓泡系統(tǒng)包括空壓機及一端與空壓機連接的通氣管。
[0006]進一步的，所述提升裝置為氣缸，所述提升架一端與氣缸的活塞桿連接。本實用新型采用氣缸作為提升動力源，在具體設(shè)置時氣缸應(yīng)倒立安裝于存貯槽上方，在常態(tài)下氣缸的活塞桿處于伸長狀態(tài)，活塞桿一端伸至存貯槽的底部，在進行鼓泡時則將活塞桿收縮。
[0007]為了便于浮球支承結(jié)構(gòu)的制造，進一步的，所述浮球支承結(jié)構(gòu)為提升架位于料位測量浮球正下方一端構(gòu)成的具有U型狀缺口的結(jié)構(gòu)，浮球支承結(jié)構(gòu)的開口寬度小于粒位測量浮球的直徑。
[0008]進一步的，所述浮球回落驅(qū)動機構(gòu)采用內(nèi)設(shè)彈簧的壓縮儲能裝置構(gòu)成的彈性構(gòu)件。本實用新型在提升架上移到一定位置時，浮球會對浮球回落驅(qū)動機構(gòu)進行壓縮，當提升架到位時，浮球回落驅(qū)動機構(gòu)被充分壓縮并儲能，當提升架下降時，浮球回落驅(qū)動機構(gòu)釋放能量并伸長，為浮球下滑提供一個初始驅(qū)動，從而克服浮球的卡阻力與其靜摩擦力。
[0009]進一步的，所述測量系統(tǒng)還包括傳感頭、上端與傳感頭連接的波導管及設(shè)于波導管內(nèi)的波導絲，所述波導絲上端與傳感頭連接，所述波導管下端由上至下依次穿過液位測量浮球、料位測量浮球及浮球支承結(jié)構(gòu)，所述液位測量浮球和料位測量浮球內(nèi)均設(shè)有環(huán)繞波導管的環(huán)形磁鐵。本實用新型在波導管的限位作用下，液位測量浮球和料位測量浮球均只能上下移位，如此，采用浮球支承結(jié)構(gòu)支承液位測量浮球和料位測量浮球進行上下移位時更加便捷。
[0010]進一步的，所述浮球回落驅(qū)動機構(gòu)安裝在傳感頭的正下方。
[0011]進一步的，一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，還包括微處理器，所述傳感頭包括脈沖發(fā)生器和磁致伸縮液位儀，所述波導絲上端同時與傳感頭中的脈沖發(fā)生器和磁致伸縮液位儀連接，所述磁致伸縮液位儀和顯示儀表均與微處理器連接。
[0012]進一步的，所述微處理器連接有電源電路，所述脈沖發(fā)生器至波導絲的線路上依次串聯(lián)有分頻器、單穩(wěn)態(tài)電路及放大器，所述磁致伸縮液位儀至微處理器之間的線路上依次串聯(lián)有檢測線圈、濾波器、放大器、比較器及波形整形電路，脈沖發(fā)生器至波導絲之間線路上的放大器和磁致伸縮液位儀至微處理器之間線路上的放大器均與電源電路連接。
[0013]本實用新型在具體應(yīng)用時，微處理器還可外接采用計算機實現(xiàn)的工控機，工控機內(nèi)置軟件處理模塊，其中，軟件處理模塊主要包括順序動作模塊、液位和界位檢測模塊、超限報警模塊、報表生成模塊及登陸和權(quán)限管理模塊，工控機全面控制各個器件工作，微處理器負責把相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳遞給遠程的工控機，并受到工控機的集中控制。如此，使本實用新型應(yīng)用時，更便于智能控制。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:本實用新型包括驅(qū)動系統(tǒng)，其中，驅(qū)動系統(tǒng)包括提升架、驅(qū)動提升架上下移位的提升裝置、以及位于液位測量浮球正上方的浮球回落驅(qū)動機構(gòu)，提升架橫向設(shè)置且其一端位于料位測量浮球正下方構(gòu)成浮球支承結(jié)構(gòu)，本實用新型應(yīng)用時，可通過提升裝置驅(qū)動提升架上下移位，而在提升架上移時通過浮球支承結(jié)構(gòu)可使液位測量浮球和料位測量浮球脫離液面，在液位測量浮球和料位測量浮球脫離液面后，可通過鼓泡使存貯槽內(nèi)物料平整，待鼓泡完成后提升裝置帶動提升架下降，浮球在浮球回落驅(qū)動機構(gòu)的作用下順暢下落，分別停留在料位界面和液位界面上。如此，本實用新型應(yīng)用時能保證物料平整，并能避免物料將浮球掩蓋而導致浮球不能正常上浮，同時避免因雜質(zhì)卡塞而使浮球不能順暢下落，進而能保證測量精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中提升架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為圖1中測量系統(tǒng)的波導管局部斷開和液位測量浮球剖開后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為測量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖中附圖標記所對應(yīng)的名稱為:11、傳感頭，12、波導管，13、波導絲，14、液位測量浮球，15、料位測量浮球，16、顯示儀表，21、氣缸，22、提升架，23、浮球回落驅(qū)動機構(gòu)，31、空壓機，32、通氣管。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0021]實施例1
[0022]如圖1所示，一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，包括測量系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，測量系統(tǒng)包括顯示儀表16、液位測量浮球14及料位測量浮球15，液位測量浮球14位于料位測量浮球15正上方，其中，顯示儀表16用于顯示測量的數(shù)據(jù)，液位測量浮球14的密度小于水的密度，料位測量浮球15的密度大于水的密度而小于物料的密度。驅(qū)動系統(tǒng)包括提升架22、提升裝置21及浮球回落驅(qū)動機構(gòu)23，提升裝置21用于驅(qū)動提升架22進行上升或下降，浮球回落驅(qū)動機構(gòu)23采用內(nèi)設(shè)彈簧的壓縮儲能裝置構(gòu)成的彈性構(gòu)件，其位于液位測量浮球14正上方，提升架22橫向設(shè)置且其一端位于料位測量浮球15正下方構(gòu)成浮球支承結(jié)構(gòu)。本實施例的提升裝置21可采用液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)、直線電機等實現(xiàn)。
[0023]本實施例應(yīng)用時液位測量浮球14、料位測量浮球15及提升架22置于存貯槽內(nèi)，需將物料來平整時，通過提升裝置21帶動提升架22上升，進而帶動液位測量浮球14和料位測量浮球15脫離液面，然后通過向存貯槽內(nèi)鼓泡，待物料平整后，再由提升裝置21帶動提升架22下降，浮球在浮球回落驅(qū)動機構(gòu)23的作用下順暢下落，液位測量浮球14位于液位界面，料位測量浮球15位于物料界面，進而可進行相應(yīng)的測量。
[0024]本實施例的測量裝置選用工業(yè)樹脂做為試驗對象，以陰、陽、混合三類工業(yè)樹脂在常溫(25°C)下、在150mm?750mm的測量范圍內(nèi)進行試驗，試驗數(shù)據(jù)如下:
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[0028]上述試驗證明:一、測量系統(tǒng)運行良好，測量精度能有效地控制在±5mm之內(nèi)，滿足工程應(yīng)用要求；二、驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)置合理、可靠性高，驅(qū)動系統(tǒng)完全解決了以往工程測量中出現(xiàn)的浮球因物料掩埋而不能正常上浮的問題和浮球因雜物卡澀而不能順暢下落的問題，在多次試驗過程中未出現(xiàn)機械故障。
[0029]實施例2
[0030]本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上做出了如下進一步改進:為了便于鼓泡，本實施例還包括鼓泡系統(tǒng)，其中，鼓泡系統(tǒng)包括空壓機31及一端與空壓機31連接的通氣管32。在具體設(shè)計時，在空壓機31和通氣管32上設(shè)置相應(yīng)的控制閥門。
[0031]實施例3
[0032]本實施例在實施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上做出了如下進一步限定:本實施例的提升裝置21為氣缸，其中，提升架22 —端與氣缸的活塞桿連接。本實施例的氣缸優(yōu)選采用彈簧復位單作用氣缸，不動作時，活塞桿在彈簧的作用下向外伸出，動作時，通過向氣缸右腔充氣使活塞桿縮回氣缸內(nèi)。氣缸的活塞桿下端側(cè)面設(shè)置螺紋孔，提升架22 —端設(shè)置與該螺紋孔匹配的螺紋頭，提升架22通過其螺紋頭嵌入活塞桿的螺紋孔內(nèi)與活塞桿連接。本實施例的驅(qū)動系統(tǒng)采用了機械式提升及機械式回落，設(shè)備可靠性高。
[0033]實施例4
[0034]如圖2所示，本實施例在實施例1?3中任意一個實施例的基礎(chǔ)上做出了如下進一步限定:本實施例的提升架22位于料位測量浮球15正下方一端構(gòu)成具有U型狀缺口的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為浮球支承結(jié)構(gòu)，為了便于對料位測量浮球15進行支承，浮球支承結(jié)構(gòu)的開口寬度小于粒位測量浮球15的直徑。
[0035]實施例5
[0036]如圖1、圖3及圖4所示，本實施例在實施例1?4中任意一個實施例的基礎(chǔ)上做出了如下進一步限定:本實施例的測量系統(tǒng)還包括傳感頭11、上端與傳感頭11連接的波導管12及設(shè)于波導管12內(nèi)的波導絲13，浮球回落驅(qū)動機構(gòu)23安裝在傳感頭11的正下方，其中，傳感頭11包括脈沖發(fā)生器和磁致伸縮液位儀，波導絲13上端同時與傳感頭11中的脈沖發(fā)生器和磁致伸縮液位儀連接，波導管12下端由上至下依次穿過液位測量浮球14、料位測量浮球15及浮球支承結(jié)構(gòu)，液位測量浮球14和料位測量浮球15內(nèi)均設(shè)有環(huán)繞波導管12的環(huán)形磁鐵。
[0037]本實施例還包括微處理器，微處理器連接有電源電路，磁致伸縮液位儀和顯示儀表16均與微處理器連接。脈沖發(fā)生器至波導絲13的線路上依次串聯(lián)有分頻器、單穩(wěn)態(tài)電路及放大器，磁致伸縮液位儀至微處理器之間的線路上依次串聯(lián)有檢測線圈、濾波器、放大器、比較器及波形整形電路，脈沖發(fā)生器至波導絲13之間線路上的放大器和磁致伸縮液位儀至微處理器之間線路上的放大器均與電源電路連接。
[0038]本實施例用于測量時傳感頭11安裝于存貯槽上方，波導管12連同波導絲13從存貯槽頂部插入液體內(nèi)，液位測量浮球14和料位測量浮球15浮于被測面上，隨著液體變化而沿波導管12上下滑動。本實施例應(yīng)用時，傳感頭11中的脈沖發(fā)生器首先在波導絲13上施加一個激勵脈沖信號，根據(jù)電磁場理論，此脈沖會產(chǎn)生一個環(huán)型磁場，以光速沿波導絲向下傳遞，當磁致伸縮材料所處的磁場變化時，材料本身的尺寸也發(fā)生變化，因此，當環(huán)型磁場遇到液位測量浮球14和料位測量浮球15中環(huán)形磁鐵產(chǎn)生的磁場而形成合成磁場后，使波導絲13產(chǎn)生扭曲變形，從而激發(fā)扭轉(zhuǎn)波，該扭轉(zhuǎn)波沿波導絲13以超聲波的形式回傳到傳感頭11中的磁致伸縮液位儀中，這段時間間隔內(nèi)脈沖與超聲波傳播的距離即對應(yīng)著浮球與傳感頭11之間的高度。
[0039]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的【具體實施方式】只局限于這些說明。對于本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其特征在于:包括測量系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，所述測量系統(tǒng)包括顯示儀表(16)、料位測量浮球(15)及位于料位測量浮球(15)正上方的液位測量浮球(14)，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括提升架(22)、驅(qū)動提升架(22)上下移位的提升裝置(21)、以及位于液位測量浮球(14)正上方的浮球回落驅(qū)動機構(gòu)(23)，所述提升架(22)橫向設(shè)置且其一端位于料位測量浮球(15)正下方構(gòu)成浮球支承結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其特征在于:還包括鼓泡系統(tǒng)，所述鼓泡系統(tǒng)包括空壓機(31)及一端與空壓機(31)連接的通氣管(32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其特征在于:所述提升裝置(21)為氣缸，所述提升架(22) —端與氣缸的活塞桿連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其特征在于:所述浮球支承結(jié)構(gòu)為提升架(22)位于料位測量浮球(15)正下方一端構(gòu)成的具有U型狀缺口的結(jié)構(gòu)，浮球支承結(jié)構(gòu)的開口寬度小于料位測量浮球(15)的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其特征在于:所述浮球回落驅(qū)動機構(gòu)(23)采用內(nèi)設(shè)彈簧的壓縮儲能裝置構(gòu)成的彈性構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一項所述的一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其特征在于:所述測量系統(tǒng)還包括傳感頭(11)、上端與傳感頭(11)連接的波導管(12)及設(shè)于波導管(12)內(nèi)的波導絲(13)，所述波導絲(13)上端與傳感頭(11)連接，所述波導管(12)下端由上至下依次穿過液位測量浮球(14)、料位測量浮球(15)及浮球支承結(jié)構(gòu)，所述液位測量浮球(14)和料位測量浮球(15)內(nèi)均設(shè)有環(huán)繞波導管(12)的環(huán)形磁鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其特征在于:所述浮球回落驅(qū)動機構(gòu)(23)安裝在傳感頭(11)的正下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其特征在于:還包括微處理器，所述傳感頭(11)包括脈沖發(fā)生器和磁致伸縮液位儀，所述波導絲(13)上端同時與傳感頭(11)中的脈沖發(fā)生器和磁致伸縮液位儀連接，所述磁致伸縮液位儀和顯示儀表(16)均與微處理器連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于測量液位和料位的雙界位測量裝置，其特征在于:所述微處理器連接有電源電路，所述脈沖發(fā)生器至波導絲(13)的線路上依次串聯(lián)有分頻器、單穩(wěn)態(tài)電路及放大器，所述磁致伸縮液位儀至微處理器之間的線路上依次串聯(lián)有檢測線圈、濾波器、放大器、比較器及波形整形電路，脈沖發(fā)生器至波導絲(13)之間線路上的放大器和磁致伸縮液位儀至微處理器之間線路上的放大器均與電源電路連接。
【文檔編號】G01F23/72GK203929177SQ201420363296
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】汪海, 司丹丹, 童明炎 申請人:中國核動力研究設(shè)計院