專利名稱：磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量液體參數(shù)的綜合測(cè)量?jī)x器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的測(cè)量液體參數(shù)的測(cè)量?jī)x器存在著以下缺點(diǎn)一是不能對(duì)密閉容器內(nèi)的液體和管道內(nèi)的流動(dòng)液體的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；二是不能對(duì)液體內(nèi)任意處的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；三是每隔數(shù)月必須標(biāo)定一次，這樣即造成了使用不便，又常常使測(cè)量準(zhǔn)確度低；四是其結(jié)構(gòu)為開(kāi)放式，測(cè)量時(shí)受外界影響較大，因此精度低；五是適應(yīng)范圍窄、量程小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是設(shè)計(jì)一種磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x。該測(cè)量?jī)x解決了已有的測(cè)量?jī)x存在的不能對(duì)密封容器內(nèi)的液體和管道內(nèi)的流動(dòng)液體的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，以及不能測(cè)量液體內(nèi)任意處的參數(shù)的問(wèn)題。本發(fā)明包含有傳感器1、磁性的密度浮子2和硬質(zhì)管3，中心開(kāi)有通孔4的密度浮子2套在硬質(zhì)管3的外面，密度浮子2能沿硬質(zhì)管3上下移動(dòng)，本發(fā)明還包含有筒5、鏈條6和磁性的液面浮子13，硬質(zhì)管3垂直設(shè)置在筒5內(nèi)部的中心處，至少兩根鏈條6的內(nèi)端與密度浮子2固定連接，鏈條6的外端固定連接在筒5的內(nèi)壁上，鏈條6在密度浮子2周?chē)鶆蚍植?，中心帶有通?4的液面浮子13位于密度浮子2的上方，液面浮子13套在硬質(zhì)管3上并能沿硬質(zhì)管3上下移動(dòng)。本發(fā)明還包含有磁性的沉積水液面浮子15，中心帶有通孔16的沉積水液面浮子15位于密度浮子2的下方，沉積水液面浮子15套在硬質(zhì)管3上并能沿硬質(zhì)管3上下移動(dòng)。當(dāng)被測(cè)液體的密度不同時(shí)，密度浮子2會(huì)在不同浮力作用下升降，與密度浮子2相連的下垂鏈條部分的長(zhǎng)度l也會(huì)發(fā)生變化。本發(fā)明正是利用了l的變化來(lái)補(bǔ)償由于液體密度的變化而引起的受力不平衡。下面是通過(guò)受力平衡來(lái)分析密度的計(jì)算問(wèn)題設(shè)密度浮子的重量為G、體積為V，n條鏈條的拉力相等各為F，液體的密度為ρ1，則密度浮子受力平衡為G+n·F＝ρ1·V·g……(1)。設(shè)鏈條單位長(zhǎng)度的體積為S、單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為m，則每個(gè)鏈條的受力平衡為m·l·g＝ρ1·g·S·l+F ……(2)。由算式(1)和(2)得n(m-ρ1·S)·l·g+G＝V·ρ1·g……(3)，變換后為 ，上述中變量l可以通過(guò)傳感器1測(cè)出密度浮子2上下移動(dòng)量經(jīng)計(jì)算得到。上述的密度浮子2始終是位于液面之下的，因此它不會(huì)對(duì)液面浮子13造成影響。工作時(shí)，傳感器1產(chǎn)生的波動(dòng)電磁場(chǎng)在各個(gè)磁性的浮子處同浮子磁場(chǎng)作用產(chǎn)生一個(gè)差動(dòng)脈沖，然后脈沖波返回。其脈沖圖如圖3所示，其中1為激勵(lì)脈沖，2為液面浮子13返回脈沖，3為密度浮子2返回脈沖，4為容器底部沉積水液面浮子15返回脈沖。液位測(cè)量原理為激勵(lì)脈沖與液面浮子返回脈沖之間的時(shí)間和液面至傳感器1內(nèi)的激勵(lì)器9之間的距離的關(guān)系為L(zhǎng)＝t1×V，其中L為激勵(lì)器到液面浮子13之間的距離，t1為激勵(lì)脈沖到液面浮子返回脈沖之間的時(shí)間，V為脈沖沿波導(dǎo)管傳播的速度。再根據(jù)液面浮子的高度即可計(jì)算出液體的液位。同理可計(jì)算出密度浮子2和沉積水液面浮子15在液體中的高度，從而計(jì)算出液體的密度和含水量。該測(cè)量?jī)x的密度浮子是位于液面之下的，因此它可以對(duì)密閉容器內(nèi)的液體和管道內(nèi)的流動(dòng)液體的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)還可測(cè)量液體內(nèi)部任意處的參數(shù)。該測(cè)量?jī)x的浮子是設(shè)在筒5的內(nèi)部，這種封閉式結(jié)構(gòu)使浮子在測(cè)量時(shí)受外界影響小，因此精度較高。該測(cè)量?jī)x在出廠標(biāo)定后，即不必再進(jìn)行標(biāo)定，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。該測(cè)量?jī)x還具有使用方便、適應(yīng)范圍大、量程大的優(yōu)點(diǎn)。該測(cè)量?jī)x的測(cè)量位移范圍是90～15000mm，測(cè)量位移分辯率為0.1mm，位移重復(fù)精度是0.2mm，測(cè)量位移誤差是±1mm，密度測(cè)量精度是萬(wàn)分之五，密度測(cè)量靈敏度是萬(wàn)分之二，密度測(cè)量范圍是0.69～1.2Kg/m2。


圖1是具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的C-C剖視圖，圖3是沿波導(dǎo)管7返回的差動(dòng)脈沖的波形圖。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施方式由傳感器1、磁性的密度浮子2、硬質(zhì)管3、筒5、鏈條6、磁性的液面浮子13、磁性的沉積水液面浮子15、微計(jì)算機(jī)11和顯示器12組成。筒5是上下封閉的圓柱體結(jié)構(gòu)，在筒5側(cè)壁的上端開(kāi)有上通孔5-1，在筒5側(cè)壁的下端開(kāi)有下通孔5-2，在下通孔5-2中設(shè)有堵頭5-3，在測(cè)量時(shí)可將堵頭5-3拔下，將筒5伸至被測(cè)液體中，液體即可通過(guò)下通孔5-2和上通孔5-1將筒5注滿；還可將下通孔5-2用堵頭5-3堵注，通過(guò)上通孔5-1注入液體。硬質(zhì)管3垂直設(shè)置在筒5內(nèi)部的中心處，中心開(kāi)有通孔4的密度浮子2套在硬質(zhì)管3的外面，密度浮子2能沿硬質(zhì)管3上下移動(dòng)。在密度浮子2的周?chē)鶆蚍植加腥湕l6，三根鏈條6的內(nèi)端分別固定連接在密度浮子2上以其軸線上一點(diǎn)為圓心的同一圓周上的三個(gè)等分點(diǎn)A1、A2和A3上，三根鏈條6的外端固定連接在筒5內(nèi)壁的同一高度的三個(gè)等分點(diǎn)B1、B2和B3上。液面浮子13為圓柱體結(jié)構(gòu)，中心帶有通孔14的液面浮子13位于密度浮子2的上方，液面浮子13套在硬質(zhì)管3上，并能沿硬質(zhì)管3上下移動(dòng)。沉積水液面浮子15為圓柱體結(jié)構(gòu)，中心帶有通孔16的沉積水液面浮子15位于密度浮子2的下方，沉積水液面浮子15套在硬質(zhì)管3上，并能沿硬質(zhì)管3上下移動(dòng)。傳感器1由波導(dǎo)管7、激勵(lì)器8、波導(dǎo)吸收器9和殼體10組成，殼體10固定連接在筒5的上方，波導(dǎo)吸收器9固定連接在筒5底部的上面，激勵(lì)器8設(shè)置在殼體10內(nèi)，波導(dǎo)管7的上端與激勵(lì)器8相連接，波導(dǎo)管7的下端與波導(dǎo)吸收器9相連接，在殼體10內(nèi)還設(shè)有微計(jì)算機(jī)11，微計(jì)算機(jī)11通過(guò)導(dǎo)線與顯示器12相連接。工作時(shí)微計(jì)算機(jī)11定時(shí)輸出一個(gè)定脈沖給激勵(lì)器8，激勵(lì)器8沿波導(dǎo)管7產(chǎn)生一個(gè)波動(dòng)電磁場(chǎng)，波動(dòng)電磁場(chǎng)在各磁性的浮子處同浮子磁場(chǎng)作用產(chǎn)生差動(dòng)脈沖，此差動(dòng)脈沖再沿波導(dǎo)管7返回，由微計(jì)算機(jī)11接收，從而可以測(cè)量各浮子至激勵(lì)器8的距離。
權(quán)利要求
1.磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x，它包含有傳感器(1)、磁性的密度浮子(2)和硬質(zhì)管(3)，中心開(kāi)有通孔(4)的密度浮子(2)套在硬質(zhì)管(3)的外面，密度浮子(2)能沿硬質(zhì)管(3)上下移動(dòng)，其特征在于它還包含有筒(5)、鏈條(6)和磁性的液面浮子(13)，硬質(zhì)管(3)垂直設(shè)置在筒(5)內(nèi)部的中心處，至少兩根鏈條(6)的內(nèi)端與密度浮子(2)固定連接，鏈條(6)的外端固定連接在筒(5)的內(nèi)壁上，鏈條(6)在密度浮子(2)周?chē)鶆蚍植迹行膸в型?14)的液面浮子(13)位于密度浮子(2)的上方，液面浮子(13)套在硬質(zhì)管(3)上并能沿硬質(zhì)管(3)上下移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x，其特征在于它還包含有磁性的沉積水液面浮子(15)，中心帶有通孔(16)的沉積水液面浮子(15)位于密度浮子(2)的下方，沉積水液面浮子(15)套在硬質(zhì)管(3)上并能沿硬質(zhì)管(3)上下移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x，其特征在于筒(5)是上下封閉的圓柱體結(jié)構(gòu)，在筒(5)側(cè)壁的上端開(kāi)有上通孔(5-1)，在筒(5)側(cè)壁的下端開(kāi)有下通孔(5-2)，在下通孔(5-2)中設(shè)有堵頭(5-3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x，其特征在于在密度浮子(2)的周?chē)鶆蚍植加腥湕l(6)，三根鏈條(6)的內(nèi)端分別固定連接在密度浮子(2)上以其軸線上一點(diǎn)為圓心的同一圓周上的三個(gè)等分點(diǎn)A1、A2和A3上，三根鏈條(6)的外端固定連接在筒(5)內(nèi)壁的同一高度的三個(gè)等分點(diǎn)B1、B2和B3上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x，其特征在于液面浮子(13)為圓柱體結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x，其特征在于沉積水液面浮子(15)為圓柱體結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x，其特征在于傳感器(1)由波導(dǎo)管(7)、激勵(lì)器(8)、波導(dǎo)吸收器(9)和殼體(10)組成，殼體(10)固定連接在筒(5)的上方，波導(dǎo)吸收器(9)固定連接在筒(5)底部的上面，激勵(lì)器(8)設(shè)置在殼體(10)內(nèi)，波導(dǎo)管(7)的上端與激勵(lì)器(8)相連接，波導(dǎo)管(7)的下端與波導(dǎo)吸收器(9)相連接，在殼體(10)內(nèi)還設(shè)有微計(jì)算機(jī)(11)，微計(jì)算機(jī)(11)通過(guò)導(dǎo)線與顯示器(12)相連接。
全文摘要
磁致伸縮式液體液位、密度及質(zhì)量測(cè)量?jī)x,它涉及一種測(cè)量液體參數(shù)的綜合測(cè)量?jī)x器。它包含有傳感器(1)、磁性的密度浮子(2)和硬質(zhì)管(3),中心開(kāi)有通孔(4)的密度浮子(2)套在硬質(zhì)管(3)的外面,密度浮子(2)能沿硬質(zhì)管(3)上下移動(dòng)。它還包含有筒(5)、鏈條(6)、磁性的液面浮子(13)和沉積水液面浮子(15)。硬質(zhì)管垂直設(shè)置在筒內(nèi)部的中心處,至少兩根鏈條的內(nèi)端與密度浮子固定連接,鏈條的外端固定連接在筒的內(nèi)壁上,液面浮子位于密度浮子上方,沉積水液面浮子位于密度浮子下方。該測(cè)量?jī)x的密度浮子是位于液面之下的,因此它可以對(duì)密閉容器內(nèi)的液體和管道內(nèi)的流動(dòng)液體的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)還可測(cè)量液體內(nèi)部任意處的參數(shù)。
文檔編號(hào)G01F23/72GK1374513SQ0210944
公開(kāi)日2002年10月16日 申請(qǐng)日期2002年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月6日
發(fā)明者徐晗 申請(qǐng)人:徐晗