跟蹤式物位計的製作方法
2023-04-24 10:43:36
專利名稱：跟蹤式物位計的製作方法
技術領域：
本發明涉及一類物位計。特別是涉及一類探測器與物料無接觸且能自動跟蹤物位位置的物位計。
物位計用來測量液體的液位和固體的料位，通常分別稱之為液位計和料位計。浮子式液位計應用最廣，浮子隨液位升降，但不能測量油漆、原油、瀝青之類粘稠液體。靜壓法、差壓法對此類液體測量效果也不佳，一旦粘住，儀器失效。傳統的光電式物位計只能非連續測量，通常只給出上下兩個物位的位置，以便控制泵，閥門等設備。超聲物位計與物料無接觸，但對吸聲物料或表面不平整的物料無能為力，例如糧食、麵粉、煤塊、煤粉等。射線式物位計目前比較實用的也僅僅是給出上下物位，斜透式射線物位計理論上可以連續測量，但因誤差大，從而限制了應用範圍。
本發明的目的在於提供一類可以適用於不同物料包括高溫高壓甚至有毒物料的，與物料無接觸，探測器能自動跟蹤物位的新型物位計。
本發明的目的是這樣實現的，參見附
圖1和7。由可逆電機(1)、電機轉向控制器(20)、電纜鼓(5)和(6)、電纜(7)和(8)或鏈輪(25)、鏈條(26)等組成一個聯動升降機構，驅動發射源(9)和上下鄰近的兩個探測器(10)和(11)，分別處於不同的垂線上，同步升降，並保持在同一水平上。根據物理學的原理，任何射線或波經過介質都會衰減，且符合I=Io·e-kl，公式中Io是初始強度，k是衰減係數，l為射線所通過的距離，由於空氣和物料的衰減係數差別很大，所以，當兩個探測器正好分別處與物料界面上下方時，上探測器(10)測得強信號，下探測器(11)測得弱信號。如果兩個探測器均處於物位上方，則兩個探測器均為強信號；如果兩個探測器均處於物位下方，則兩個探測器為弱信號。將探測器測得的信號輸入電機轉向控制器中的邏輯電路，就可以驅動電機正轉、反轉或停止，經過聯動裝置，帶動發射源和探測器同步上升或下降，並最終靜止於物位水平。同時，與電纜鼓或鏈條聯動的機械直讀式計數器和脈衝電子計數器就可以顯示出物位，並可以通過遠程發送與計算機聯網。該裝置中，發射源可以是不同的波長的光源、超聲發生器、雷射管、X射線管、放射性射線源等。探測器是與發射源相適配的傳感器；例如光敏電阻、光敏二極體、光電偶合器、超聲探測器、雷射探測器、X光探測器、光電倍增管、γ計數器、碘化鈉晶體等。
本發明能夠連續地測量固、液各種物料的物位，也適用於高溫、高壓、有毒和強腐蝕性的場合，精度較高，並可以通過脈衝計數器將測得的信號遠程發送，與計算機聯網。
發明的具體結構由以下的實施例及附圖給出，並作進一步的描繪。
附圖1是實施例1的結構總示意圖。
附圖2是異型管和懸掛錘的結構示意圖。
附圖3是脈衝發生器的結構示意圖。
附圖4是電機轉向控制器的電路原理方框圖。
附圖5是脈衝計數計量的電路原理方框圖。
附圖6是實施例2的示意圖。
附圖7是實施例5的機械聯動裝置軸測示意圖。
實施例1是一種懸掛式跟蹤物位計，參見圖1。該實施例中，整個裝置由可逆電機(1)、電機皮帶輪(2)、皮帶(3)、從動輪(4)、電纜鼓(5)和(6)、電纜(7)和(8)、發射源(9)、上下探測器(10)和(11)、滾輪(12)、懸掛錘(13)和(30)、立管(14)和(15)、屏蔽罩(16)、法蘭(17)、機械計數器(18)、電刷(19)、電機轉向控制器(20)、脈衝發生器(21)、脈衝計數器(22)組成。電纜和懸掛錘分別裝在下端密封的兩個立管(14)和(15)之中。兩個電纜鼓同步、同速轉動，外徑相等。發射源(9)安裝在懸掛錘(13)中，探測器(10)和(11)安裝於懸掛錘(30)中，且彼此方向相對。立管採用玻璃管、塑料管或金屬管。電機轉向控制器由電子元器件組成，將測得信號經電纜鼓側面的電刷輸送到電機，經放大、整形、比較和邏輯處理，就可以實現電機的正轉、反轉或停止，最終使懸掛錘靜止，使上探測器穩定於物位的上方，下探測器穩定於物位的下方，從而實現對物位的自動跟蹤。參見圖4。與此同時，與電纜鼓聯動的機械記數器就顯示物位，脈衝發生器發出電脈衝，參見圖5。脈衝計數器記下讀數，並將脈衝整形，遠程發送到中央控制室，與主計算機聯網。當容器中全部無料時，懸掛錘會繼續下降，造成誤動作，因此在立管(15)的下部套有屏蔽罩，以阻當光線或射線，讓懸掛錘最低停在屏蔽罩的上沿處，不再下落。為了保證發射源與探測器方向相對，懸掛錘不轉向，立管(14)和(15)採用了異形管，一般採用正多邊形截面。圖2所示的是一個正四邊型立管的橫截面，而且在懸掛錘上安裝了四個滾輪。圖3所示的是脈衝發生器的結構圖。中間是一個齒輪型的遮光板(23)，左測是光源(22)，右側是光敏傳感器(24)。光源可以採用發光二極體或燈泡，傳感器可以採用光敏電阻，光敏二極體、光電偶合器等。當然，脈衝發生器也可以用磁屏蔽、磁體、霍爾元件來組合。該裝置用來測量液體的液位，誤差不超過2釐米，用來測量固體的料位，誤差也較小。
實施例2的傳動機構可參見圖6，其特徵是，聯動機構由電纜鼓(5)和(6)、電纜(7)和(8)、懸掛錘(13)和(30)等組成，電纜(7)和裝有發射源(9)的懸掛錘(13)裝於下端密閉的立管(14)之中，電纜(8)和懸掛錘(30)位於容器的外側，兩個電纜鼓同步、同速轉動，外徑相等。發射源選用放射性同位素，探測器選用γ射線探測器。如在容器壁上刻上標尺，就可以直接讀出物位數據。立管下端密閉，採用玻璃管、塑料管或金屬管。
實施例3的傳動機構與實施例2相類似，其不同的是電纜(7)和裝有發射源(9)的懸掛錘(13)位於容器的外側，而電纜(8)和懸掛錘(30)則裝於下端密閉的立管(15)之中。
實施例4的傳動機構與實施例2相類似，其不同的是不用立管，電纜(7)和裝有發射源(9)的懸掛錘(13)位於容器的一側，而電纜(8)和懸掛錘(30)則裝於容器的另一側。
實施例5採用鏈輪(25)、鏈條(26)作為傳動系統，參見圖7。在立管(14)中運動的鏈條上安裝了發射源盒(27)，盒中裝有發射源(9)，在立管(15)中運動的鏈條上安裝有探測器盒(28)，內裝傳感器(10)和(11)。立管下端密閉，採用玻璃管、塑料管或金屬管，立管(15)的下部套有屏蔽罩。它的特點是可以使用園形的立管。
權利要求1．一種由可逆電機(1)、聯動升降機構、機械計數器(18)、電刷(19)、脈衝發生器(21)、脈衝計數器(22)等組成的跟蹤式物位計，其特徵是，具有一個發射源(9)和上下兩個相鄰近的探測器(10)與(11)、發射源和探測器分別處於兩條不同的垂線上，還具有一個使發射源和探測器，能沿垂線方向，保持同一高度，同步升降的聯動機構。
2．一種由可逆電機(1)、聯動升降機構、機械計數器(18)、電刷(19)、脈衝發生器(21)、脈衝計數器(22)等組成的跟蹤式物位計，其特徵是，具有一個由電子元件所組成，根據探測器所測得的信號，進行邏輯處理，從而控制電機運行的電機轉向控制器(20)，它具有以下的控制功能當兩個探測器均為強信號時，電機正轉，當兩個探測器均為弱信號時，電機反轉，只有在上探測器(10)測得強信號，下探測器(11)測得弱信號時，電機停止。
3．根據權利要求1和2所規定的裝置，其特徵是，所述的發射源(9)可以是不同波長的光源、超聲發生器、雷射管、X射線管、放射性射線源等，探測器是與發射源相適配的傳感器。
4．根據權利要求1、2和3所規定的裝置，其特徵是，聯動機構由電機皮帶輪(2)、皮帶(3)、從動輪(4)、電纜鼓(5)和(6)、電纜(7)和(8)、懸掛錘(13)和(30)組成，、兩個電纜鼓同步、同速轉動，外徑相等，懸掛錘掛在立管(14)、(15)或者物料容器之外，懸掛錘(13)中裝有發射源(9)，懸掛錘(14)中裝有探測器(10)和(11)，安裝探測器的立管(15)下端罩有屏蔽罩(16)。
5．根據權利要求1、2、3和4所規定的裝置，其特徵是，所述的立管(14)和(15)具有正多邊形截面，所述的懸掛錘(13)和(30)上安裝有與正多邊形頂角相適應的滾輪(12)，立管下端密閉，材料為玻璃、塑料或金屬。
6．根據權利要求1、2、3、4和5所規定的實施例1，其特徵是，兩根立管(14)和(15)均在容器內部，懸掛錘(13)和(30)均安裝在立管之中。
7．根據權利要求1、2、3、4和5所規定的實施例2，其特徵是，立管(14)在容器內部，懸掛錘(13)安裝在立管(14)之中，懸掛錘(30)安裝在容器之外。
8．根據權利要求1、2、3、4和5所規定的實施例3，其特徵是，懸掛錘(13)在容器之外，懸掛錘(30)在立管(15)之中，立管安裝在物料容器之內。
9．根據權利要求1、2、3、4和5所規定的實施例4，其特徵是，不採用立管，懸掛錘(13)和(30)均在容器之外，一個在容器的一側，另一個在容器的另一側。
10．根據權利要求1、2和3所規定的實施例5，其特徵是，聯動機構由鏈輪(25)、鏈條(26)、源盒(27)、探測器盒(28)組成，源盒和探測器盒由鏈條牽引，垂直運動，鏈輪直徑相等，立管下端密閉，材料為玻璃、塑料或金屬，在立管(15)下端罩有屏蔽罩(16)。
專利摘要一種由電機轉向控制器、可逆電機、發射源、上下兩個相鄰的探測器、同步驅動機構等組成的物位計,根據探測器測得信號的強弱,進行邏輯分析,控制電機的正反轉或停止,帶動發射源和探測器垂直升降,最終穩定在物位水平,從而測得物位,並可以經脈衝發生器產生脈衝,供遠程發送,該物位計與物料無接觸,能測量固體和液體的物位,而且適用於高溫、高壓的場合。
文檔編號G01F23/28GK2344758SQ9824182
公開日1999年10月20日 申請日期1998年10月23日 優先權日1998年10月23日
發明者楊毅 申請人:楊毅