機電式高精度液位測量儀的製作方法

2023-11-04 05:52:12 2

專利名稱：機電式高精度液位測量儀的製作方法
技術領域：
本發明是關於測量液位的儀表裝置，更具體的說，本發明涉及一種高精度液位測量儀。
背景技術：
目前，高精度液位測量系統在全世界應用較為普遍的是美國羅斯蒙特公司HTG系 統，該系統的核心部件是高精度智能壓力變送器，這種傳感器其內置的存儲器存有多條溫 度補償曲線，以克服HTG系統中變送器因溫度變化帶來的誤差，精度可達0. 05% FS以下，適 用原油儲罐中的液位檢測，其不足之處是HTG系統價格昂貴一直很難為國內大多數企業所 接受。如中國專利公開號CN2067824U公開的是一種光柵式儲罐液位測量儀，它是由浮筒、 牽引繩、導向繩、滑輪組、光柵尺、電纜、接口和計算機等零部件組成，下方設有重錘的浮筒 通過牽引繩懸吊在液體儲罐中，掛有重錘、固定在儲罐頂部的導向繩置於焊在浮筒兩側的 導向耳中，滑輪組上裝有可將位移信號轉為脈衝信號的光柵尺，光柵尺通過電纜與可將脈 衝信號轉換成數位訊號的接口連接，由計算機計算出液位高度，其不足之處是浮筒吃水深 度變化較大，傳動穩定性差，定位精度不高，測量誤差偏大。
發明內容本發明克服了現有技術中的不足，提供一種精度高，結構簡單，可靠性好，價格便 宜的機電式高精度液位測量儀。本發明的目的是通過下述技術方案予以實現，本發明是由電機2、減速機3、編碼 器1、絲槓11、螺母9、液位傳感器13、支撐架4、支撐架6、傳感器位移裝置、平衡裝置、儲罐 15、接近開關5和控制器構成；所述的傳感器位移裝置包括螺母9和固定在螺母9上的導向 杆10以及固聯在導向杆10上的液位傳感器13，導向杆10穿過支撐架6上的導向孔，在初 始位置狀態，傳感器位移裝置在儲罐15頂部由接近開關5定位；所述的平衡裝置包括平衡 塊12、鋼絲繩7和滑輪8，滑輪8固定於儲罐15的頂部，鋼絲繩7 —端與螺母9相聯，另一 端與平衡塊12相聯；支撐架4和支撐架6固定於儲罐15的內壁上，編碼器1固聯在電機2 尾軸上，電機2和減速機3固聯在支撐架4上，絲槓11上端與減速器3的輸出軸連接，下端 與支撐架6固聯，螺母9上安裝有導向杆10，導向杆10通過支撐架6的導向孔導向；支撐 架4、支撐架6安裝在儲罐15的內壁上；電機2、編碼器1、接近開關5、液位傳感器13的信 號線和動力線與控制器連接。所述的電機2為防爆電機或步進電機或為帶鎖緊裝置的電機；所述的傳感器位移 裝置中固聯在導向杆10上的液位傳感器13的數量為1-10個，液位傳感器13為微差壓傳 感器。所述的控制器以單片機為核心，液位傳感器的信號經A/D轉換接入單片機，編碼器的 信號接入單片機內部的計數器T0，接近開關5接入單片機PO 口，單片機的輸出口與固態繼 電器相接，用於驅動電機，單片機的輸出口通過顯示驅動電路驅動顯示器和鍵盤。本發明與現有技術相比的有益效果是1.機電機構簡單，操作安全可靠。2.測量精度可以達到毫米級。3.測量裝置成本低。
圖1為機電式高精度液位測量儀結構簡圖；圖中編碼器1電機2減速機3支撐架4接近開關5支撐架6鋼絲繩7 滑輪8螺母9導向杆10絲槓11平衡塊12液位傳感器13液位傳感器14儲罐15圖2為本發明的控制器方框具體實施方式
以下結合附圖對本發明作進一步的描述。如圖1示，石油儲罐一般高度在10米左右，而絲槓11越長，加工工藝越複雜，且總 體誤差較大，所以優選方案將絲槓11設計成2米長，螺母9上安裝兩根8-10米長的導向杆 10，導向杆10上每隔2米距離固聯一個液位傳感器13，一共串聯5個；這樣在使用2米長 的絲槓11進行傳動情況下，測量儀可以在10米範圍內精確測量儲罐液位。測量前，電機2旋轉帶動絲槓11旋轉，螺母9向上運動，當螺母9頂端靠近接近開 關5時觸發開關，單片機接近開關5控制電路收到觸發信號，並同時發出停止電機旋轉信 號，電機2停止，調零結束，即是檢測的基準點。接近開關5距灌底的高度已知，液位傳感器 13距接近開關5的位置已知。測量時，電機2驅動絲槓11帶動螺母9向下運動，5個液位傳感器也同時向下移 動。編碼器1與電機同軸聯接，編碼器2可以檢測出絲槓11的旋轉圈數，檢測到的脈衝數 據輸入到單片機，通過單片機的運算能得到絲槓11的位移距離S。測量過程中，單片機自上而下在線巡檢5個液位傳感器的信號變化量，並將信號 輸入到控制器中進行運算，可以求出介質每個毫米液位狀態下的密度梯度、質量變化值和 油水分界面(對原油介質)。測量完後，傳感器位移裝置回到儲罐15頂部由接近開關5復 位。為了減小電機功率，增加防爆安全性，增加絲槓副自鎖性能，本發明中設計了由平 衡塊12、滑輪8和鋼絲繩7組成的平衡裝置，用來平衡螺母副、導向杆和5個微差壓傳感器
等的重量。
權利要求一種機電式高精度液位測量儀，其特徵是由電機(2)、減速機(3)、編碼器(1)、絲槓(11)、螺母(9)、液位傳感器(13)、支撐架(4)、支撐架(6)、傳感器位移裝置、平衡裝置、接近開關(5)和控制器構成；所述的傳感器位移裝置包括螺母(9)和固定在螺母(9)上的導向杆(10)以及固聯在導向杆(10)上的液位傳感器(13)，導向杆(10)穿過支撐架(6)上的導向孔，在初始位置狀態，傳感器位移裝置在儲罐(15)頂部由接近開關(5)定位；所述的平衡裝置包括平衡塊(12)、鋼絲繩(7)和滑輪(8)，滑輪(8)固定於儲罐(15)的頂部，鋼絲繩(7)一端與螺母(9)相聯，另一端與平衡塊(12)相聯；支撐架(4)和支撐架(6)固定於儲罐(15)的內壁上，編碼器(1)固聯在電機(2)尾軸上，電機(2)和減速機(3)固聯在支撐架(4)上，絲槓(11)上端與減速器(3)的輸出軸連接，下端與支撐架(6)固聯，螺母(9)上安裝有導向杆(10)，導向杆(10)通過支撐架(6)的導向孔導向；支撐架(4)、支撐架(6)安裝在儲罐(15)的內壁上；電機(2)、編碼器(1)、接近開關(5)、液位傳感器(13)的信號線和動力線與控制器連接。
2.根據權利要求1所述的機電式高精度液位測量儀，其特徵是，所述的電機(2)為防爆 電機。
3.根據權利要求1所述的機電式高精度液位測量儀，其特徵是，所述的電機(2)為步進 電機。
4.根據權利要求1所述的機電式高精度液位測量儀，其特徵是，所述的電機(2)為帶鎖 緊裝置的電機。
5.根據權利要求1所述的機電式高精度液位測量儀，其特徵是，所述的傳感器位移裝 置中固聯在導向杆(10)上的液位傳感器(13)的數量為1-10個。
6.根據權利要求1所述的機電式高精度液位測量儀，其特徵是，所述的液位傳感器 (13)為微差壓傳感器。
專利摘要本實用新型公開了一種機電式高精度液位測量儀，旨在提供一種精度高，結構簡單，可靠性好，價格便宜的儲罐液位測量裝置。它是由電機、減速機、編碼器、絲槓、螺母、液位傳感器、支撐架、支撐架、傳感器位移裝置、平衡裝置、儲罐、接近開關和控制器構成；所述的傳感器位移裝置包括螺母和固定在螺母上的導向杆以及固聯在導向杆上的液位傳感器，導向杆穿過支撐架上的導向孔；所述的平衡裝置包括平衡塊、鋼絲繩和滑輪；支撐架和支撐架固定於儲罐的內壁上，編碼器固聯在電機尾軸上，電機和減速機固聯在支撐架上，絲槓上端與減速器的輸出軸連接，下端與支撐架固聯，螺母上安裝有導向杆，導向杆通過支撐架的導向孔導向。本實用新型具有測量精度高、操作簡便、價廉、安全等優點。
文檔編號G01F23/00GK201672954SQ20102018976
公開日2010年12月15日 申請日期2010年4月26日 優先權日2010年4月26日
發明者冷護基, 趙新宇 申請人:馬鞍山市力翔機械自動化科技有限公司