專利名稱：一種光電液位計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種光電液位計技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于液位計領(lǐng)域，尤其涉及一種光電液位計。
背景技術(shù)：
[0002]目前石油、化工、冶金、醫(yī)藥、食品等行業(yè)的罐區(qū)的液位測量，使用的液位計大多是伺服液位計，其工作原理是:測量浮子處于被測液體的表面，其上連接有測量絲，測量絲的張力表現(xiàn)為測量浮子所受重力和浮力之合力。當(dāng)液位變化時，浮子浮態(tài)也發(fā)生變化，帶動測量絲拉緊或放松，引起其上張力的變化。為了保持測量絲的張力不變，需要通過伺服電機收放測量鋼絲。此時即可根據(jù)伺服電機的轉(zhuǎn)動步數(shù)來推算容器內(nèi)液位的變化。[0003]這種伺服液位計需要通過檢測測量絲的固有頻率來測量其張力，要求測量絲做的很細(0.5_)，很容易被拉斷；測量絲拉斷會造成測量系統(tǒng)失靈，留下安全隱患。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實用新型的目的在于提供一種光電液位計，旨在解決傳統(tǒng)的伺服液位計測量絲容易拉斷的問題。[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種光電液位計，包括浮子、傳感器、激光編碼器、智能主板、手持通訊器和顯示板:[0006]所述浮子、傳感器安裝在待測容器內(nèi)；[0007]所述智能主板和顯示板安裝在待測容器外殼上；[0008]所述浮子漂浮在待測容器內(nèi)的液面上，與傳感器的輸入端相連；[0009]所述傳感器的輸出端經(jīng)過激光編碼器連接至智能主板；[0010]所述智能主板的一條輸出端與顯示板相連，另一條輸出端連接至控制室，控制端與手持通訊器相連。[0011]進一步，所述浮子可以為球形浮子或圓柱形浮子。[0012]進一步，所述浮子周圍可以安裝穩(wěn)流管或?qū)蜾摻z，穩(wěn)流管或?qū)蜾摻z固定在容器外殼上。[0013]進一步，所述傳感器是由同心軸、鋼帶和恒力簧所組成:[0014]所述鋼帶的一端安裝在同心軸上，另一端與浮子相連接；[0015]所述恒力簧的一端安裝在同心軸上，另一端與容器外殼相連接；[0016]所述同心軸的端部連接至激光編碼器。[0017]進一步，所述激光編碼器包括內(nèi)磁鋼輪、外磁鋼輪和光電編碼器:[0018]所述內(nèi)磁鋼輪安裝在同心軸上，位于容器外殼之內(nèi)；[0019]所述外磁鋼輪與內(nèi)磁鋼輪同軸安裝，位于容器外殼之外，兩者通過磁耦合同步旋轉(zhuǎn)，并由容器外殼實現(xiàn)電氣隔離；[0020]所述光電編碼器的輸入端與外磁鋼輪相連，輸出端與智能主板相連。[0021]進一步，所述智能主板由數(shù)據(jù)采集器、微處理器、信號轉(zhuǎn)換器和信號發(fā)射器組成:[0022]所述數(shù)據(jù)采集器的輸入端與激光編碼器相連，其輸出端連接至微處理器；端口連接至顯示板，信號發(fā)射端口經(jīng)信號轉(zhuǎn)換器連接至信號發(fā)射器；[0023]所述信號發(fā)射器連接至控制室。[0024]進一步，所述液位計可以配置置地顯示器，安裝在待測容器旁的地面上，置地顯示器與所述微處理器的信號顯示端口相連。[0025]進一步，所述液位計可以配置初始液面檢查裝置，安裝在待測容器外殼上。[0026]本實用新型通過采用恒力簧將液位的變化轉(zhuǎn)化成同心軸的轉(zhuǎn)動角度，進而通過激光編碼器轉(zhuǎn)化成脈沖信號，取代了傳統(tǒng)伺服液位計中的測量絲，從而提高了測量裝置的耐久性，解決了測量絲易斷的問題；同時，采用激光編碼器使得本儀表測量精度高、工作穩(wěn)定、安裝便捷、維修量??；本儀表可滿足單一或多項測量要求，可對罐區(qū)內(nèi)所有罐的液位、溫度、壓力等進行集中測量、控制、顯示及打印報表等，并可根據(jù)以上參數(shù)實行罐區(qū)的自動化計量及數(shù)據(jù)的上傳，從而真正做到了“方便”、“直觀”，實現(xiàn)了現(xiàn)代化罐區(qū)的智能化管理。


[0027]圖1是本實用新型實施例提供的光電液位計的結(jié)構(gòu)示意圖。[0028]圖2是本實用新型實施例提供的穩(wěn)流管和導(dǎo)向鋼絲的安裝示意圖。[0029]圖中:1、浮子；11、穩(wěn)流管；12、導(dǎo)向鋼絲；2、傳感器；21、同心軸；22、鋼帶；23、恒力簧；3、激光編碼器；31、內(nèi)磁鋼輪；32、外磁鋼輪；33、光電編碼器；4、智能主板；41、數(shù)據(jù)采集器；42、微處理器；43、信號轉(zhuǎn)換器；44、信號發(fā)射器；5、初始液面檢查裝置；6、顯示板；7、容器外殼；8、置地顯示器。
具體實施方式
[0030]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。[0031]圖1、2示出了本實用新型實施例提供的光電液位計的結(jié)構(gòu)。[0032]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種光電液位計，包括浮子1、傳感器2、激光編碼器3、智能主板4、手持通訊器和顯示板6:[0033]浮子1、傳感器2安裝在待測容器內(nèi)；[0034]智能主板4和顯示板6安裝在待測容器外殼7上；[0035]浮子I漂浮在待測容器內(nèi)的液面上，與傳感器2的輸入端相連；[0036]傳感器2的輸出端經(jīng)過激光編碼器3連接至智能主板4 ；[0037]智能主板4的一條輸出端與顯示板6相連,另一條輸出端連接至控制室,控制端與手持通訊器相連。[0038]作為本實用新型實施例的一優(yōu)選方案，浮子I可以為球形浮子或圓柱形浮子。[0039]作為本實用新型實施例的一優(yōu)選方案，當(dāng)罐內(nèi)液體的液面變化比較劇烈時，可按圖2在浮子I周圍安裝穩(wěn)流管11或?qū)蜾摻z12，穩(wěn)流管11或?qū)蜾摻z12固定在容器外殼7上。[0040]作為本實用新型實施例的一優(yōu)選方案，傳感器2是由同心軸21、鋼帶22和恒力簧23所組成；[0041]鋼帶22的一端安裝在同心軸21上，另一端與浮子I相連接；[0042]恒力簧23的一端安裝在同心軸21上,另一端與容器外殼7相連接；[0043]同心軸21的端部連接至激光編碼器3。[0044]作為本實用新型實施例的一優(yōu)選方案，激光編碼器3包括內(nèi)磁鋼輪31、外磁鋼輪32和光電編碼器33:[0045]內(nèi)磁鋼輪31安裝在同心軸21上，位于容器外殼7之內(nèi)；[0046]外磁鋼輪32與內(nèi)磁鋼輪31同軸安裝，位于容器外殼7之外，兩者通過磁耦合同步旋轉(zhuǎn)，并由容器外殼7實現(xiàn)電氣隔離；[0047]光電編碼器33的輸入端與外磁鋼輪32相連，輸出端與智能主板4相連，待測液位每發(fā)生1_的變化量，光電編碼器33其就發(fā)出I個脈沖信號供智能主板4之用。[0048]作為本實用新型實施例的一優(yōu)選方案，智能主板4由數(shù)據(jù)采集器41、微處理器42、信號轉(zhuǎn)換器43和信號發(fā)射器44組成:[0049]數(shù)據(jù)采集器41的輸入端與激光編碼器3相連，其輸出端連接至微處理器42 ；[0050]微處理器42具有信號顯示端口和信號發(fā)射端口兩個輸出端口，信號顯示端口連接至顯示板6，信號發(fā)射端口經(jīng)信號轉(zhuǎn)換器43連接至信號發(fā)射器44 ；[0051]信號發(fā)射器44連接至控制室。[0052]作為本實用新型實施例的一優(yōu)選方案，信號發(fā)射器44的發(fā)射信號可以為模擬信號，數(shù)字信號或無線數(shù)字信號。[0053]數(shù)字信號可以通過Modbus通訊實現(xiàn)，當(dāng)罐區(qū)現(xiàn)場使用多臺光電液位計，并且儀表安裝比較集中時，可以選用此方式；[0054]無線數(shù)字信號可以通過GPRS短信通訊實現(xiàn)，當(dāng)罐區(qū)現(xiàn)場距離儀表控制室很遠時，可以采用此方式。[0055]作為本實用新型實施例的一優(yōu)選方案，當(dāng)儲液罐很高，工作人員不便上罐時可以配置置地顯示器8，安裝在待測容器旁的地面上，置地顯示器8與微處理器42的信號顯示端口相連。[0056]作為本實用新型實施例的一優(yōu)選方案，液位計可以配置初始液面檢查裝置5，安裝在待測容器外殼7上。[0057]本實用新型實施例提供的光電液位計的測量是基于浮力平衡的原理而設(shè)計的。浮子I同時受到3個力的作用:浮子I的本體重力G、浮力F和恒力簧23的拉力L。液位不發(fā)生變化時，3個力的關(guān)系為:F+L = G0[0058]當(dāng)液位下降時，浮子I所受浮力L減小，則鋼帶22上的張力增加，帶動同心軸21旋轉(zhuǎn)；此時恒力簧23放開，拉力F增大，直至F+L = G。同心軸21的旋轉(zhuǎn)角度通過內(nèi)磁鋼輪31和外磁鋼輪32的同步旋轉(zhuǎn)傳遞給激光編碼器3，激光編碼器3將旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)化為脈沖信號，傳遞給智能主板4，計算后得到液面的高度值。將液位的高度值變成標(biāo)準(zhǔn)信號后即可通過信號發(fā)射器44傳輸給控制室。[0059]液位計工作前需要通過手持通訊器設(shè)定初始液位值；如果容器內(nèi)初始液位值不易測量，可以通過配置初始液面檢查裝置5來測量初始液位值。[0060]手持通訊器具有在線操作的特點，可以設(shè)定零點和量程范圍，自動進行設(shè)備識別、自診斷和設(shè)備診斷，還可以實現(xiàn)過程變量實時監(jiān)測顯示。[0061]本實用新型通過采用恒力簧23將液位的變化轉(zhuǎn)化成同心軸21的轉(zhuǎn)動角度，進而通過激光編碼器3轉(zhuǎn)化成脈沖信號，取代了傳統(tǒng)伺服液位計中的測量絲，從而提高了測量裝置的耐久性，解決了測量絲易斷的問題；同時，采用激光編碼器3使得本儀表測量精度高、工作穩(wěn)定、安裝便捷、維修量小；本儀表可滿足單一或多項測量要求，可對罐區(qū)內(nèi)所有罐的液位、溫度、壓力等進行集中測量、控制、顯示及打印報表等，并可根據(jù)以上參數(shù)實行罐區(qū)的自動化計量及數(shù)據(jù)的上傳，從而真正做到了“方便”、“直觀”，實現(xiàn)了現(xiàn)代化罐區(qū)的智能化管理。[0062]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種光電液位計，其特征在于，該液位計包括浮子、傳感器、激光編碼器、智能主板、手持通訊器和顯示板: 所述浮子、傳感器安裝在待測容器內(nèi)； 所述智能主板和顯示板安裝在待測容器外殼上； 所述浮子漂浮在待測容器內(nèi)的液面上，與傳感器的輸入端相連； 所述傳感器的輸出端經(jīng)過激光編碼器連接至智能主板； 所述智能主板的一路輸出端與顯示板相連，另一路輸出端連接至控制室，控制端與手持通訊器相連進行儀表調(diào)試。
2.按權(quán)利要求1所述的液位計，其特征在于，所述浮子可以為球形浮子或圓柱形浮子。
3.按權(quán)利要求1所述的液位計，其特征在于，所述浮子周圍可以安裝穩(wěn)流管或?qū)蜾摻z，穩(wěn)流管或?qū)蜾摻z固定在容器外殼上。
4.按權(quán)利要求1所述的液位計，其特征在于，所述傳感器是由同心軸、鋼帶和恒力簧所組成: 所述鋼帶的一端安裝在同心軸上，另一端與浮子相連接； 所述恒力簧的一端安裝在同心軸上，另一端與容器外殼相連接； 所述同心軸的端部連接至激光編碼器。
5.按權(quán)利要求1所述的液位計，其特征在于，所述激光編碼器包括內(nèi)磁鋼輪、外磁鋼輪和光電編碼器: 所述內(nèi)磁鋼輪安裝在同心軸上，位于容器外殼之內(nèi)； 所述外磁鋼輪與內(nèi)磁鋼輪同軸安裝，位于容器外殼之外，兩者通過磁耦合同步旋轉(zhuǎn)，并由容器外殼實現(xiàn)電氣隔離； 所述光電編碼器的輸入端與外磁鋼輪相連，輸出端與智能主板相連。
6.按權(quán)利要求1所述的液位計，其特征在于，所述智能主板由數(shù)據(jù)采集器、微處理器、信號轉(zhuǎn)換器和信號發(fā)射器組成: 所述數(shù)據(jù)采集器的輸入端與激光編碼器相連，其輸出端連接至微處理器； 所述微處理器具有信號顯示端口和信號發(fā)射端口兩個輸出端口，信號顯示端口連接至顯示板，信號發(fā)射端口經(jīng)信號轉(zhuǎn)換器連接至信號發(fā)射器； 所述信號發(fā)射器連接至控制室。
7.按權(quán)利要求6所述的液位計，其特征在于，所述液位計可以配置置地顯示器，安裝在待測容器旁的地面上，置地顯示器與所述微處理器的信號顯示端口相連。
8.按權(quán)利要求1所述的液位計，其特征在于，所述液位計可以配置初始液面檢查裝置，安裝在待測容器外殼上。
專利摘要本實用新型適用于液位計領(lǐng)域，提供了一種光電液位計，包括浮子、傳感器、激光編碼器、智能主板、手持通訊器和顯示板所述浮子、傳感器安裝在待測容器內(nèi)；所述智能主板和顯示板安裝在待測容器外殼上；所述浮子漂浮在待測容器內(nèi)的液面上，與傳感器的輸入端相連；所述傳感器的輸出端經(jīng)過激光編碼器連接至智能主板；所述智能主板的一路輸出端與顯示板相連，另一路輸出端連接至控制室，控制端與手持通訊器相連進行儀表調(diào)試。本實用新型通過采用恒力簧將液位的變化轉(zhuǎn)化成同心軸的轉(zhuǎn)動角度，進而通過激光編碼器轉(zhuǎn)化成脈沖信號，取代了傳統(tǒng)伺服液位計中的測量絲，從而提高了測量裝置的耐久性，解決了測量絲易斷的問題。
文檔編號G01F23/40GK202928662SQ201220641840
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者劉興海 申請人:遼陽自控儀表有限公司