專利名稱：碼盤式磁浮子液位計的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量裝置，更確切地說是涉及一種液面位置的測量裝置或液位傳感裝置。
磁浮子液位計是一種測量液體水平面的裝置(或傳感器)，利用磁浮子隨液面升降而升降的現(xiàn)象制作?，F(xiàn)有的各式磁浮子液位計包括導軌、滑輪、鋼帶、重錘等，隨著磁浮子移動位置的變化，其重力加速度也發(fā)生變化，為避免造成較大的測量誤差，因此要設置不同的配重塊作補償，安裝、操作、使用都很不方便。
本實用新型的目的是設計一種碼盤式磁浮子液位計，插置在液體貯罐內，當貯罐內液相與氣相的界面發(fā)生變化時，液位計中磁浮子的位置隨著氣、液相界面的變化而發(fā)生上、下位移，并由液位計將磁浮子的線位移量轉換成數(shù)字編碼信號輸出，供外接的檢測裝置換算成液面高度并指示。
本實用新型的碼盤式磁浮子液位計，包括磁浮子、滑動磁鐵和滑動傳感組件，其特征在于還包括有旋轉編碼器；所述的滑動傳感組件包括一封閉式固定管，一對上下設置并通過上、下導輪軸定位的上、下導輪，和環(huán)繞在上、下導輪間的滑線；所述的滑動磁鐵固定在滑線上，所述的上、下導輪、滑線及滑動磁鐵設置在固定管中，所述的磁浮子套置在固定管外，所述旋轉編碼器的軸與上導輪軸聯(lián)結。
所述的滑動傳感組件還包括有套置在導輪軸上的軸承、固定軸承的上軸承座與下軸承座，固定在上導輪軸上的下齒輪和固定在旋轉編碼器軸上的上齒輪；所述的上齒輪與下齒輪嚙合；所述的下軸承座套置在固定管上端口處，所述的下軸承座上開有通孔；所述的上導輪周緣通過通孔伸入固定管上端口內。
所述的旋轉編碼器是絕對型旋轉編碼器。
所述的旋轉編碼器是增量型旋轉編碼器。
所述的封閉式固定管內還設置有溫度傳感器。
所述的碼盤式液位計還包括有防護罩和支座，支座固定在固定管上端口外，防護罩固定在支座上，所述的旋轉編碼器位于防護罩內。
由于套置在固定管外的磁浮子內部設置有永久磁鐵，當磁浮子隨液面升、降而升、降時，該永久磁鐵周圍的強磁場吸引固定管內的滑動磁鐵同步上、下移動，使滑線移動，從而拖動導輪轉動，將線位移轉換成角位移，導輪的轉動帶動旋轉編碼器(俗稱碼盤)軸同步轉動，再由碼盤根據旋轉量轉換為數(shù)字量編碼輸出。
下面結合實施例及附圖進一步說明本實用新型的技術。


圖1、碼盤式磁浮子液位計結構原理示意圖圖2、圖1中固定管內部結構原理示意圖圖3、絕對型旋轉編碼器的結構原理示意圖圖4、增量型旋轉編碼器的結構原理示意圖圖5、碼盤式磁浮子中上導輪與碼盤的固定結構示意圖參見圖1、圖2，碼盤式磁浮子液位計主要包括封閉式固定管107，由上導輪101、下導輪101’、滑線105、軸承103構成的滑動傳感組件，套置在固定管107外的磁浮子108，固定在滑線105上的滑動磁鐵110，和碼盤106(旋轉編碼器)。
上導輪101及下導輪101’分別通過上導輪軸102及下導輪軸102’定位在固定管107兩端，軸聯(lián)結器104將上導輪軸102與碼盤106的軸連接在一起，滑線105則聯(lián)結上、下導輪101、101’。磁浮子108內設有永久磁鐵109，當磁浮子108隨貯液罐內的液面升、降時，滑動磁鐵110因異性相吸現(xiàn)象而同步升、降，引起滑線105位移并帶動上、下導輪101、101’轉動，最終通過碼盤軸驅動碼盤106內的動光柵轉動，從而將滑動磁鐵110的線位移量轉換成碼盤的角位移量。例如，當滑動磁鐵110位移60毫米時可使碼盤恰好旋轉一周，即產生360度的角位移量，輸出相應的數(shù)字編碼信號。
圖中111是設置在固定管107內的溫度傳感器，可用于實時檢測貯液罐內的溫度。
碼盤106輸出的數(shù)字編碼角位移信號及溫度傳感器11 1輸出的溫度信號分別經信息傳輸線112、數(shù)字接口電路201、模擬接口電路202送微型計算機203，可在鍵盤204的操作命令下由顯示器205顯示液位高度、溫度等，或由打印機206打印輸出。
信息傳輸線112一般采用電纜，但當貯液罐現(xiàn)場嚴禁煙火，有嚴格的防爆要求時，須對碼盤106進行部分改造及對溫度信號作電光轉換傳輸，將電信號轉換成光信號并由光纜輸出，再在數(shù)字、模擬接口電路201、202中作光電轉換。光電、電光轉換均為成熟的技術，且與本實用新型主題無關，在此不作詳細介紹。
參見圖3，碼盤106可采用絕對型光柵碼盤，如日本OMRON公司出品E6CP、E6F型等。主要包括碼盤軸31、八位光電晶體管32、動光柵(轉盤、圓盤)33、具有八個縫隙的靜光柵34和八位發(fā)光二極管35。該碼盤的主要特點是不管碼盤是否旋轉，與碼盤旋轉角度相對應的絕對位置信號以電碼形式并行輸出，因而不需要計數(shù)，總能確認旋轉位置；碼盤一旦安裝完畢，輸入轉軸31的零位就已確定，經常以零位置為座標原點的旋轉角度就以數(shù)字編碼方式表示，不必調整零點，其零點也不受噪聲畸變的影響，在其高速旋轉或低速旋轉或停電、再供電時，也能正確的讀取旋轉角度，在由機械轉動或振動引起抖動或由開關動作造成電噪聲時也能穩(wěn)定地工作。
動光柵33上由外而內設有按分辯率要求設置的4道透光圖形，組成8421編碼，當動光柵33轉動時，發(fā)光二極管35的光線有的被動光柵遮擋，有的則穿透過動光柵上的透光圖形被光電晶體管32接收，由相應位置處的光電晶體管轉換成電流信號，再經整形電路變成按8421編碼的數(shù)字信號輸出。
參見圖4，碼盤106也可采用增量型光柵碼盤，如日本OMRON公司出品的E6A、E6B、E6C-C型等，主要包括碼盤軸41、光電晶體管42、動光柵(轉盤、圓盤)43、具有A相縫(A)、B相縫(B)和零相信號縫(Z)的靜光柵44，和發(fā)光二極管45。該碼盤的主要特點是只在碼盤旋轉期間輸出與旋轉相對應的脈沖信號，碼盤靜止狀態(tài)時無輸出，因此需根據計數(shù)輸出的脈沖數(shù)來檢測旋轉量；增量式的脈沖信號不能單個識別，所以為了從輸入轉軸41位置推知其旋轉量，要用計數(shù)器作累加計算，從而能任意選擇其基準位置并能無限制計測旋轉量；若發(fā)展回路，將發(fā)生頻度提高2～4倍，還能提高電氣分辨率，轉一圈發(fā)送一次的Z相信號可作座標原點使用。
隨著碼盤軸41的旋轉，動光柵43旋轉，發(fā)光二極管45的光線被動光柵43遮斷或穿透過動光柵上的縫隙，穿透光被光電晶體管42接收并轉換成電流，經整形后輸出相位信號。
當采用光纖輸出碼盤的編碼信號時，只需將發(fā)光二極管及光電晶體管分別改為光纖，但圖3結構的碼盤需使用16根光纖，而圖4所示碼盤只需用6根光纖。
參見圖5，圖中示出上導輪101與封閉式固定管107及碼盤106間聯(lián)結方式的實施結構。固定管107上端管外固定有支座515，支座上通過螺栓516、墊圈517固定防護罩501，將液位計端部的滑動傳感組件及碼盤等全部罩在防護罩501內。固定彎板511通過螺釘512、墊圈513固定在防護罩501內，彎板511上可固定電路板506，用于制作溫度傳感器電路。
軸承103固定在上、下軸承座507、510間，下軸承座510通過圓柱銷514固定在固定管107的上端口處，L型支架503固定在上軸承座507上，碼盤106則固定在L型支架503上。上導輪軸102上套置有上導輪101、軸承103和下齒輪504’，碼盤106的軸上則固定有上齒輪504，上、下齒輪按1∶1設計且互相嚙合。實施時可使上導輪101轉一圈，上、下齒輪504、504’也旋轉一圈，以便于計算。碼盤輸出信號及溫度傳感器輸出信號可由接線座518導出。圖中505是螺釘，可固定齒輪。
本實用新型的碼盤式磁浮子液位計，其導輪、滑線、永久磁鐵等均封裝在固定管中，不會受管外貯罐內液體的侵蝕，其運動部件也不受貯液罐內不同液體比重的影響，因而確保了磁浮子液位計的測量精度及測量穩(wěn)定性；由上、下導輪及滑線組成的閉合回路，無論磁浮子移動到哪個位置上，滑線所受的力總是均勻的、相等的，不會由于位置不同而具有不同的重力加速度，因而大大提高了測試精度和穩(wěn)定性；導輪、滑線等的組合結構便于安裝和維護，而組裝后的液位計只須簡單插置固定在貯液罐內，使用十分方便；巧妙地使用碼盤，將線位移量轉換成角位移量，大大簡化了液位計的結構，提高了線位移量的測量靈敏度和精度。
權利要求1.一種碼盤式磁浮子液位計，包括磁浮子、滑動磁鐵和滑動傳感組件，其特征在于還包括有旋轉編碼器；所述的滑動傳感組件包括一封閉式固定管，一對上下設置并通過上、下導輪軸定位的上、下導輪，和環(huán)繞在上、下導輪間的滑線；所述的滑動磁鐵固定在滑線上，所述的上、下導輪、滑線及滑動磁鐵設置在固定管中，所述的磁浮子套置在固定管外，所述旋轉編碼器的軸與上導輪軸聯(lián)結。
2.根據權利要求1所述的碼盤式磁浮子液位計，其特征在于所述的滑動傳感組件還包括有套置在導輪軸上的軸承、固定軸承的上軸承座與下軸承座，固定在上導輪軸上的下齒輪和固定在旋轉編碼器軸上的上齒輪；所述的上齒輪與下齒輪嚙合；所述的下軸承座套置在固定管上端口處，所述的下軸承座上開有通孔；所述的上導輪周緣通過通孔伸入固定管上端口內。
3.根據權利要求1所述的碼盤式磁浮子液位計，其特征在于所述的旋轉編碼器是絕對型旋轉編碼器。
4.根據權利要求1所述的碼盤式磁浮子液位計，其特征在于所述的旋轉編碼器是增量型旋轉編碼器。
5.根據權利要求1所述的碼盤式磁浮子液位計，其特征在于所述的封閉式固定管內還設置有溫度傳感器。
6.根據權利要求1所述的碼盤式磁浮子液位計，其特征在于所述的碼盤式液位計還包括有防護罩和支座，支座固定在固定管上端口外，防護罩固定在支座上，所述的旋轉編碼器位于防護罩內。
專利摘要本實用新型涉及一種液面位置測量裝置,是一種磁浮子液位計。主要包括固定管外的磁浮子,固定管內的上、下導輪,聯(lián)結上、下導輪的滑線,固定在滑線上的滑動磁鐵和與上導輪軸聯(lián)結的增量型或絕對型碼盤。磁浮子內設有磁鐵,磁浮子隨液面而升降,吸引滑動磁鐵同步移動,帶動滑線位移并使導輪旋轉,進而使碼盤內的動光柵旋轉,從而將線位移量轉變成角位移量輸出。具有測量精度高、穩(wěn)定性好、機械結構簡單、安裝使用方便的特點。
文檔編號G01F23/30GK2290842SQ97215118
公開日1998年9月9日 申請日期1997年4月28日 優(yōu)先權日1997年4月28日
發(fā)明者王福雙 申請人:王福雙