專利名稱：一種液體比重液位測量單元的制作方法
一種液體比重液位測量單元，它適用于化工、石油以及其它需測量液體比重、液面高度等的地方，特別適用于已部分實現(xiàn)機(jī)電一體化測量、控制或是管理的地方。
現(xiàn)在的液體比重測量多是用比重計用手工測量，液面位置高度的測量是用連通管或是直接插入標(biāo)尺測量，測量精度較低。也有一些自動化儀表，可以減輕測量人員的勞動強(qiáng)度，提高測量精度，但是由于自動化儀表價格較貴，各個測量裝置之間不能有機(jī)的結(jié)合在一起，不便于機(jī)電一體化的實施。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種機(jī)電一體化的液體比重以及液位測量單元，它可以同時測量液體比重和液面高度，并便于擴(kuò)充。
本發(fā)明如附

圖1所示，它有壓力傳感元件(1)，壓力傳感元件(2)，其特征在于有一端帶有節(jié)流小孔的長管(3)和一端帶有節(jié)流小孔的短管(4)，在長管(3)和短管(4)上分別裝有壓力傳感元件(1)和壓力傳感元件(2)，在長管(3)和短管(4)的節(jié)流小孔端接有壓縮空氣源(5)，有可為整個系統(tǒng)所共有的中央控制計算機(jī)(6)和與其它單元共有的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(7)，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(7)的插槽中分別插有與壓力傳感元件(1)和(2)相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(8)，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(7)通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與中央控制計算機(jī)(6)相連。
本發(fā)明使用長短兩管垂直插于被測液體容器中，保持兩管的下端口有一固定的高程差H，而且兩管下端都應(yīng)低于液面。在工作時，壓縮空氣源(5)通過節(jié)流小孔向兩管連續(xù)供氣，讓氣體保持不斷從長管(3)和短管(4)的下端溢出，保證兩管中都沒有液體。這時，長管(3)中的氣體壓力(相對于液體容器中的上部氣體壓力)為長管(3)下端口部距液面的高度L1所產(chǎn)生的液柱壓力P1，而短管(4)中的氣體壓力(相對于液體容器中上部氣體壓力)為短管(4)下端口部距液面的高度L2所產(chǎn)生的液柱壓力P2，假設(shè)液體比重為d，那么P1＝d×L1P2＝d×L2
因為L1-L2＝H為常值，故有P1-P2＝d×(L1-L2)d＝(P1-P2)/H因此，我們可以通過上面的公式，用兩管的壓力差值求出液體的比重，而在知道液體比重后，可通過L1＝P1/d或L2＝P2/d求得液面的位置高度。
本發(fā)明使用簡單的壓力傳感元件(1)和(2)，用插于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(簡稱RTU)(7)中的模數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(8)進(jìn)行測量，中央控制計算機(jī)(6)在需要被測液體的比重和液位時，通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口發(fā)出地址選通命令，先后選通與壓力傳感元件(1)和(2)相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(8)，適配模塊(8)把壓力傳感元件的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后回送到中央控制計算機(jī)(6)，中央控制計算機(jī)(6)通過數(shù)據(jù)處理，便得到液體的比重，液面高度等信息，由于本發(fā)明采用了這種機(jī)電一體化的形式，擴(kuò)充十分方便，如要測量液體的溫度時，只須加入溫度傳感元件和相應(yīng)的適配模塊。而中央控制計算機(jī)(6)是與其它設(shè)備共用的，將其通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與RTU(7)相連，在需要測量數(shù)據(jù)時，發(fā)送命令。一般標(biāo)準(zhǔn)的RTU都有16個插槽，因此也可以與其它的機(jī)電一體化單元共用。
本發(fā)明中的壓縮空氣源(5)可以是一個小型空氣壓縮機(jī)或是壓縮空氣貯氣瓶或其它壓縮空氣源。其長管(3)和短管(4)的節(jié)流小孔可以較小，只要保證有少量的空氣不斷進(jìn)入兩管中并從兩管下端溢出，使兩管中沒有液體即可。但太小時液體容器液面的波動對測量影響較大。節(jié)流小孔起到了限制氣體流量和隔絕氣源壓力對兩管壓力影響的作用。
本發(fā)明中的長管(3)和短管(4)可以并在一起做成一體，這樣便于本發(fā)明在液體容器中的安放。管的截面形狀可以是各種形狀，如園形、方形、六邊形等。本發(fā)明中長管(3)和短管(4)上分別裝的壓力傳感元件(1)和(2)也可以換為在長管(3)和短管(4)之間跨裝一個壓差傳感元件和在其中之一上裝一個壓力傳感元件，使壓力差值的測量誤差減少。
權(quán)利要求
1.一種液體比重液位測量單元，它有壓力傳感元件(1)，壓力傳感元件(2)，其特征在于有一端帶有節(jié)流小孔的長管(3)和一端帶有節(jié)流小孔的短管(4)，在長管(3)和短管(4)上分別裝有壓力傳感元件(1)和壓力傳感元件(2)，在長管(3)和短管(4)的節(jié)流小孔端接有壓縮空氣源(5)，有可為整個系統(tǒng)所共有的中央控制計算機(jī)(6)和與其它單元共有的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(7)，在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(7)的插槽中分別插有與壓力傳感元件(1)和(2)相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(8)，標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面(7)通過標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與中央控制計算機(jī)(6)相連。
全文摘要
一種液體比重液位測量單元，它適用于化工、石油以及其它需測量液體比重、液面高度的地方。它使用插于被測液體中的兩根一端帶有節(jié)流小孔的長短不同和管子，通過節(jié)流小孔通入壓縮空氣后兩管產(chǎn)生一定的氣體壓力和壓差，經(jīng)測量它們的壓力值就能得到液比重和液面高度。本發(fā)明用機(jī)電一體化的形式，通過計算機(jī)進(jìn)行自動采集計算?？梢园驯景l(fā)明加入到整個機(jī)電一體化的測控系統(tǒng)中。
文檔編號G01D21/02GK1053125SQ9010002
公開日1991年7月17日 申請日期1990年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月6日
發(fā)明者石行, 尤裝 申請人:北京市西城新開通用試驗廠