專利名稱：具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液位測量儀表，具體是涉及一種具有流量和溫度補償功能的吹 泡式液位計。
背景技術(shù)：
液位計是廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各行業(yè)中測量液位高度的裝置。常用的液位計有 浮子式、連通器式、差壓式、電容式、吹泡式等，以適應(yīng)不同的使用場合。吹泡式液位 計是應(yīng)用靜壓原理測量敞口容器液位的，壓縮空氣經(jīng)過濾減壓后導(dǎo)入安裝在容器內(nèi)的導(dǎo) 管，氣體流經(jīng)導(dǎo)管后從容器底部的出口吹出。由流體力學(xué)可知，在重力加速度不變的 條件下，導(dǎo)管吹泡背壓與液位高度和液體密度有關(guān)，還與導(dǎo)管的流動阻力有關(guān)，而流動 阻力又與氣體流速和氣體密度有關(guān)，空氣密度是溫度和壓強的函數(shù)，對于既定的導(dǎo)管直 徑，流速和流量相關(guān)，因此，已知液體密度時，在氣體流量和溫度恒定的條件下，測量 背壓就可以轉(zhuǎn)換為液面高度。吹泡式液位計結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，對于液體粘度大、具 有腐蝕性或含有懸浮顆粒的液位 測量具有獨特的優(yōu)點，但由于測量裝置中的定值器不能 使壓縮空氣流量絕對恒定，也由于一年四季的環(huán)境溫度變化和背壓本身的變化而改變了 空氣的密度，所以測量精度較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，解決上述的技術(shù)問題，提供 一種高精度的具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，包括壓縮空氣進口 1、過濾器2、定 值器3、顯示單元7、計算單元8、空氣導(dǎo)管9和敞口容器10，其特征在于還包括有流 量測試單元4、溫度測試單元5、壓力測試單元6;所述的空氣導(dǎo)管9的一端與壓縮空氣 進口 1相連通，并水平依順序與過濾器2、定值器3、流量測試單元4、溫度測試單元5、 壓力測試單元6相串接，所述空氣導(dǎo)管9的另一端垂直安置在敞口容器10中；所述流量 測試單元4、溫度測試單元5和壓力測試單元6還分別通過導(dǎo)線與計算單元8相連，計算 單元8通過導(dǎo)線與顯示單元7相連。其中，所述的流量測試單元4由流量傳感器和變送器組成，流量傳感器可以是 容積式、差壓式和速度式中的任何一種；
所述的溫度測試單元5由溫度傳感器和變送器組成，溫度傳感器可以是熱電偶、熱 電阻和半導(dǎo)體中的任何一種；
所述的壓力測試單元6由壓力傳感器和變送器組成，壓力傳感器采用壓敏元件制
成；
所述的計算單元8由采集模塊11、數(shù)據(jù)存儲器12、中央處理器13、輸出模塊14和程 序存儲器15組成；其中中央處理器13分別與采集模塊11、數(shù)據(jù)存儲器12、輸出模塊14和程序存儲器15相連接。
上述具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計一套計算和顯示單元可以接入一 路或多路氣體吹泡測量系統(tǒng)，以實現(xiàn)多路液位的集中測量。上述具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計所接入的每一路氣體吹泡測量系 統(tǒng)可以分別編程標定所測液體密度和導(dǎo)管阻力系數(shù)，以實現(xiàn)對不同液體和不同導(dǎo)管布置 路線的多路液位集中測量。上述具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計中的計算單元8依據(jù)所測溫度和 背壓對氣流密度進行計算，再據(jù)以所測流量對導(dǎo)管阻力進行計算，最后依據(jù)流體力學(xué)原 理計算出所測液位高度。有益效果本發(fā)明的一種具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，由于設(shè)有 流量和溫度測試單元，使得影響測量精度的兩個主要因素得以補償修正，這將大大提高 吹泡式液位計的測量精度，又由于計算單元的編程靈活性，既可進行具有多種液體容器 的多路測量，還可對每路測量管路由于安裝路線不同產(chǎn)生的阻力差異進行標定，大大提 高安裝的靈活性。本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題和缺陷達到了根本改進，確保了吹泡 式液位測量儀表的精度和質(zhì)量。本發(fā)明的一種具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計與現(xiàn)有吹泡式液位計相 比具有以下優(yōu)點
1、流量和溫度的補償消除了導(dǎo)管阻力對測量精度的影響。2、降低了測量系統(tǒng)定值器對流量控制的要求。3、每一路吹泡測量系統(tǒng)可以分別編程標定所測液體密度和導(dǎo)管阻力系數(shù)， 可以實現(xiàn)對不同液體和不同導(dǎo)管布置路線的多路液位集中測量。


圖1、具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計系統(tǒng)示意圖； 圖2、計算單元組成框圖中1.壓縮空氣進口，2.過濾器，3.定值器，4.流量測試單元，5.溫 度測試單元，6.壓力測試單元，7.顯示單元，8.計算單元，9.空氣導(dǎo)管，10. 敞口容器，11.采集模塊，12.數(shù)據(jù)存儲器，13.中央處理器，14.輸出模塊， 15.程序存儲器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計作進一 步說明。圖1所示為一種具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，包括壓縮空氣進口 1、過濾器2、定值器3、顯示單元7、計算單元8、空氣導(dǎo)管9和敞口容器10，其特征在 于還包括有流量測試單元4、溫度測試單元5、壓力測試單元6;所述的空氣導(dǎo)管9的 一端與壓縮空氣進口 1相連通，并水平依順序與過濾器2、定值器3、流量測試單元4、溫 度測試單元5、壓力測試單元6相串接，所述空氣導(dǎo)管9的另一端垂直安置在敞口容器10 中；所述流量測試單元4、溫度測試單元5和壓力測試單元6還分別通過導(dǎo)線與計算單元8相連，計算單元8通過導(dǎo)線與顯示單元7相連。其中，所述的流量測試單元4采用差壓式流量傳感器將流量信號轉(zhuǎn)換為電信 號，由流量變送器將流量傳感器的電信號轉(zhuǎn)換為標準信號；所述的溫度測試單元5由熱 電阻溫度傳感器將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號，由溫度變送器將溫度傳感器的電信號轉(zhuǎn)換為 標準信號；所述的壓力測試單元6由壓敏元件制成的壓力傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信 號，由壓力變送器將壓力傳感器的電信號轉(zhuǎn)換為標準信號。所述的計算單元8由采集模塊11、數(shù)據(jù)存儲器12、中央處理器13、輸出模塊14 和程序存儲器15組成；其中中央處理器13分別與采集模塊11、數(shù)據(jù)存儲器12、輸出模 塊14和程序存儲器15相連接。其采集模塊11將各路標準信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，中央處理器13根據(jù)程序存儲器 15中的監(jiān)控計算程序?qū)⒉杉K11中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為液位值信號傳入輸出模塊14，計 算過程的中間變量和緩存變量存儲在數(shù)據(jù)存儲器12中。所述顯示單元7由液晶顯示器和相應(yīng)電路組成，用于顯示輸出模塊14中的液位
值信號。 上述具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計中一套計算和顯示單元可以接入 一路或多路氣體吹泡測量系統(tǒng)，以實現(xiàn)多路液位的集中測量。上述具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計所接入的每一路氣體吹泡測量系 統(tǒng)可以分別編程標定所測液體密度和導(dǎo)管阻力系數(shù)，以實現(xiàn)對不同液體和不同導(dǎo)管布置 路線的多路液位集中測量。上述具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計中的計算單元8依據(jù)所測溫度和 背壓對氣流密度進行計算，再據(jù)以所測流量對導(dǎo)管阻力進行計算，最后依據(jù)流體力學(xué)原 理計算出所測液位高度。
權(quán)利要求
1.一種具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，包括壓縮空氣進口(1)、過濾 器(2)、定值器(3)、顯示單元(7)、計算單元(8)、空氣導(dǎo)管(9)和敞口容器(10)，其特征在于還包括有流量測試單元(4)、溫度測試單元(5)、壓力測試單 元(6)；所述的空氣導(dǎo)管(9)的一端與壓縮空氣進口(1)相連通，并水平依順序與 過濾器(2)、定值器(3)、流量測試單元(4)、溫度測試單元(5)、壓力測試單元 (6)相串接，所述空氣導(dǎo)管(9)的另一端垂直安置在敞口容器(10)中；所述流量 測試單元(4)、溫度測試單元(5)和壓力測試單元(6)還分別通過導(dǎo)線與計算單元 (8)相連，計算單元(8)通過導(dǎo)線與顯示單元(7)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，其特征在于所 述的流量測試單元(4)由流量傳感器和變送器組成。
3.如權(quán)利要求2所述的具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，其特征在于所 述的流量傳感器為容積式、差壓式和速度式中的任一種。
4.如權(quán)利要求1所述的具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，其特征在于所 述的溫度測試單元(5)由溫度傳感器和變送器組成。
5.如權(quán)利要求4所述的具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，其特征在于所 述的溫度傳感器為熱電偶、熱電阻和半導(dǎo)體中的任一種。
6.如權(quán)利要求1所述的具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，其特征在于所 述的壓力測試單元(6)由壓力傳感器和變送器組成，其中壓力傳感器采用壓敏元件制 成。
7.如權(quán)利要求1所述的具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，其特征在于所 述的計算單元(8)由采集模塊(11)、數(shù)據(jù)存儲器(12)、中央處理器(13)、輸出 模塊(14)和程序存儲器(15)組成；其中中央處理器(13)分別與采集模塊(11)、 數(shù)據(jù)存儲器(12)、輸出模塊(14)和程序存儲器(15)相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有流量和溫度補償功能的吹泡式液位計，由壓縮空氣進口、過濾器、定值器、流量測試單元、溫度測試單元、壓力測試單元、顯示單元、計算單元、空氣導(dǎo)管和敞口容器組成。所述空氣導(dǎo)管的一端與壓縮空氣進口相連通，并水平依順序與過濾器、定值器、流量測試單元、溫度測試單元、壓力測試單元相串接，所述空氣導(dǎo)管的另一端垂直安置在敞口容器中；所述流量測試單元、溫度測試單元和壓力測試單元還分別通過導(dǎo)線與計算單元相連，計算單元通過導(dǎo)線與顯示單元相連。本發(fā)明由于對流量和溫度的影響進行了補償，加之計算單元的編程靈活性，既可進行多種液體容器的多路測量，還可對每路測量管路的阻力差異進行標定，大大提高安裝的靈活性和測量精度。
文檔編號G01F23/22GK102012247SQ20101052131
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者周根明, 郭霆 申請人:江蘇科技大學(xué)