專利名稱：一種液體比重液位測(cè)量單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種液體比重液位測(cè)量單元，它適用于化工、石油以及其它需測(cè)量液體比重、液面高度等的地方，特別適用于已部分實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化測(cè)量、控制或是管理的地方。
現(xiàn)在的液體比重測(cè)量多是用比重計(jì)用手工測(cè)量，液面位置高度的測(cè)量是用連通管或是直接插入標(biāo)尺測(cè)量，測(cè)量精度較低。也有一些自動(dòng)化儀表，可以減輕測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高測(cè)量精度，但是由于自動(dòng)化儀表價(jià)格較貴，各個(gè)測(cè)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(shí)施。
本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種機(jī)電一體化的液體比重以及液位測(cè)量單元，它可以同時(shí)測(cè)量液體比重和液面高度，并便于擴(kuò)充。
本實(shí)用新型如附

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(zhǎng)管(3)和一端帶有節(jié)流小孔的短管(4)，在長(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)系統(tǒng)所共有的中央控制計(jì)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與中央控制計(jì)算機(jī)(6)相連。
本實(shí)用新型使用長(zhǎng)短兩管垂直插于被測(cè)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(shí)，壓縮空氣源(5)通過(guò)節(jié)流小孔向兩管連續(xù)供氣，讓氣體保持不斷從長(zhǎng)管(3)和短管(4)的下端溢出，保證兩管中都沒(méi)有液體。這時(shí)，長(zhǎng)管(3)中的氣體壓力(相對(duì)于液體容器中的上部氣體壓力)為長(zhǎng)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(duì)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?yàn)長(zhǎng)1－L2＝H為常值，故有P1－P2＝d×(L1－L2)d＝(P1－P2)／H因此，我們可以通過(guò)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(guò)L1＝P1／d或L2＝P2／d求得液面的位置高度。
本實(shí)用新型使用簡(jiǎn)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(jiǎn)稱RTU)(7)中的模數(shù)轉(zhuǎn)換適配模塊(8)進(jìn)行測(cè)量，中央控制計(jì)算機(jī)(6)在需要被測(cè)液體的比重和液位時(shí)，通過(guò)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(jì)算機(jī)(6)，中央控制計(jì)算機(jī)(6)通過(guò)數(shù)據(jù)處理，便得到液體的比重，液面高度等信息，由于本實(shí)用新型采用了這種機(jī)電一體化的形式，擴(kuò)充十分方便，如要測(cè)量液體的溫度時(shí)，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(jì)算機(jī)(6)是與其它設(shè)備共用的，將其通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與RTU(7)相連，在需要測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送命令。一般標(biāo)準(zhǔn)的RTU都有16個(gè)插槽，因此也可以與其它的機(jī)電一體化單元共用。
本實(shí)用新型中的壓縮空氣源(5)可以是一個(gè)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(zhǎng)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(méi)有液體即可。但太小時(shí)液體容器液面的波動(dòng)對(duì)測(cè)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(duì)兩管壓力影響的作用。
本實(shí)用新型中的長(zhǎng)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。本實(shí)用新型中長(zhǎng)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(zhǎng)管(3)和短管(4)之間跨裝一個(gè)壓差傳感元件和在其中之一上裝一個(gè)壓力傳感元件，使壓力差值的測(cè)量誤差減少。
權(quán)利要求1.一種液體比重液位測(cè)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(zhǎng)管(3)和一端帶有節(jié)流小孔的短管(4)，在長(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)系統(tǒng)所共有的中央控制計(jì)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通訊接口與中央控制計(jì)算機(jī)(6)相連。
專利摘要一種液體比重液位測(cè)量單元，它適用于化工、石油以及其它需測(cè)量液體比重、液面高度的地方。它使用插于被測(cè)液體中的兩根一端帶有節(jié)流小孔的長(zhǎng)短不同的管子，通過(guò)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(cè)量它們的壓力值就能得到液比重和液面高度。本實(shí)用新型用機(jī)電一體化的形式，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)采集計(jì)算?？梢园驯緦?shí)用新型加入到整個(gè)機(jī)電一體化的測(cè)控系統(tǒng)中。
文檔編號(hào)G01N9/26GK2058989SQ9020002
公開(kāi)日1990年7月4日 申請(qǐng)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(qǐng)人:北京市西城新開(kāi)通用試驗(yàn)廠