氣泡式液位計(jì)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種氣泡式液位計(jì)，包括智能控制單元和擴(kuò)散硅差壓傳感器，還包括：與智能控制單元電連接的驅(qū)動(dòng)裝置；與驅(qū)動(dòng)裝置相連的曲柄連桿；與曲柄連桿相連的活塞式氣缸；與活塞式氣缸相通的測(cè)壓室；一端與測(cè)壓室底部連通的吹氣管，該吹氣管的另一端插入液體中，與位于液體中的氣體容器相連通；所述擴(kuò)散硅差壓傳感器一端與測(cè)壓室連通，另一端與大氣連通；所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)曲柄連桿驅(qū)動(dòng)活塞式氣缸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將空氣壓縮后注入測(cè)壓室，并從吹氣管和氣體容器排出。本發(fā)明能有效延長(zhǎng)氣泡式液位計(jì)的使用壽命，并提高測(cè)量精度，實(shí)現(xiàn)高精度的液位測(cè)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】氣泡式液位計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液位測(cè)量設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氣泡式液位計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]液位傳感器是一種用于液位高度測(cè)量的裝置。氣泡式液位計(jì)是一種技術(shù)先進(jìn)的壓力式液位傳感器，它借助密封容器內(nèi)靜止空氣壓力相等的物理學(xué)原理，將液體底部的壓力轉(zhuǎn)換成壓縮空氣的壓力，并通過(guò)壓縮空氣的無(wú)損壓力傳遞作用，將液體底部的壓力通過(guò)吹氣管傳導(dǎo)至液面以上，采用精密的擴(kuò)散硅壓力傳感器，可測(cè)得壓縮空氣的壓力，然后，通過(guò)微處理器的換算，可獲得精確的液位數(shù)據(jù)。
[0003]氣泡液位計(jì)采用的是一種非接觸測(cè)量方法，壓力傳感器只需與潔凈的壓縮空氣接觸，而無(wú)需深入液體底部并與液體接觸，因此，測(cè)量精度和穩(wěn)定性較高，并具有維護(hù)方便的特點(diǎn)。
[0004]根據(jù)壓縮氣源的產(chǎn)生方法不同，氣泡式液位計(jì)可分為兩種:一種是采用高壓氣瓶通過(guò)預(yù)存高壓氮?dú)庾鳛闅庠囱b置，另一種是采用活塞式氣泵作為產(chǎn)生壓縮氣源裝置。由于前一種方案需要定期更換氮?dú)馄?，給使用帶來(lái)極大不便，已逐漸被淘汰。目前主要流行使用的是采用活塞式氣泵作為壓縮氣源產(chǎn)生裝置的氣泡式產(chǎn)品。
[0005]目前國(guó)內(nèi)自主研發(fā)和生產(chǎn)的氣泡式液位計(jì)產(chǎn)品，尚存在以下三方面的不足:
[0006]1、采用“搖擺活塞式氣泵”作為壓縮空氣產(chǎn)生裝置，這種氣泵的特點(diǎn)是活塞運(yùn)動(dòng)行程短、運(yùn)轉(zhuǎn)速度高，通常約50周/秒。活塞的這種高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致活塞密封圈與氣缸壁產(chǎn)生劇烈摩擦，特別在低溫環(huán)境下，所使用的橡膠密封圈磨損迅速，影響裝置的使用壽命。
[0007]2、擴(kuò)散硅差壓傳感器 作為精密壓力測(cè)量元件，仍然存在較大的溫度漂移和時(shí)間漂移，特別是在長(zhǎng)期承載壓力的使用環(huán)境下，壓力傳感器的零點(diǎn)漂移十分顯著，無(wú)法滿(mǎn)足在戶(hù)外溫度環(huán)境下和長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)的高精度(≥0.1%)要求。
[0008]3、被測(cè)液體的比重是與溫度緊密相關(guān)的，當(dāng)將壓力值換算成液位值時(shí)，如果采用液體的標(biāo)稱(chēng)比重進(jìn)行計(jì)算，將產(chǎn)生很大的誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的主要目的在于提供一種氣泡式液位計(jì)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中橡膠密封圈磨損迅速，影響裝置的使用壽命的技術(shù)問(wèn)題。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種氣泡式液位計(jì)，包括智能控制單元和擴(kuò)散硅差壓傳感器，其還包括:
[0011]與智能控制單元電連接的驅(qū)動(dòng)裝置；
[0012]與驅(qū)動(dòng)裝置相連的曲柄連桿；
[0013]與曲柄連桿相連的活塞式氣缸；
[0014]與活塞式氣缸相通的測(cè)壓室；
[0015]一端與測(cè)壓室底部連通的吹氣管，該吹氣管的另一端插入液體中，與位于液體中的氣體容器相連通；所述擴(kuò)散硅差壓傳感器一端與測(cè)壓室連通，另一端與大氣連通；所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)曲柄連桿驅(qū)動(dòng)活塞式氣缸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將空氣壓縮后注入測(cè)壓室，并從吹氣管和氣體容器排出。
[0016]優(yōu)選地,上述氣泡式液位計(jì)還可包括:
[0017]位于所述測(cè)壓室的頂部、且與智能控制單元相連的三通電磁閥；所述三通電磁閥在智能控制單元的控制下動(dòng)作時(shí)，擴(kuò)散硅差壓傳感器的兩個(gè)測(cè)量端都與大氣連通。
[0018]優(yōu)選地，上述氣泡式液位計(jì)還可包括與智能控制單元相連、用于測(cè)量液體溫度的溫度傳感器，所述智能控制單元按以下公式測(cè)算液位值:
[0019]h=P/ P g ；
[0020]其中:h指液位深度；
[0021]P指液下壓力；
[0022]P指液體比重；
[0023]g指重力加速度。
[0024]優(yōu)選地，所述智能控制單元設(shè)有鍵盤(pán)和顯示器。
[0025]優(yōu)選地，上述氣泡式液位計(jì)還包括與活塞式氣缸相通的空氣過(guò)濾器，該空氣過(guò)濾器與所述活塞式氣缸之間設(shè)有進(jìn)氣單向閥，所述活塞式氣缸與測(cè)壓室之間設(shè)有排氣單向閥。
[0026]所述驅(qū)動(dòng)裝置為行星輪減速電機(jī)。
[0027]由上可知，本發(fā)明氣泡式液位計(jì)采用活塞式氣缸作為壓縮空氣的產(chǎn)生裝置，通過(guò)曲柄連桿驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該活塞式氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的壓縮空氣流量相當(dāng)于約50倍“搖擺活塞式氣泵”所產(chǎn)生的壓縮空氣流量，因此，活塞的往復(fù)運(yùn)行速度大大降低，可有效克服因劇烈摩擦所導(dǎo)致的活塞密封圈磨損，大大降低了活塞密封圈的摩擦損耗，能有效延長(zhǎng)氣泡式液位計(jì)的使用壽命。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中氣泡式液位計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0030]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例提供一種氣泡式液位計(jì)，參照?qǐng)D1，本發(fā)明實(shí)施例中，氣泡式液位計(jì)至少包括:智能控制單元11、擴(kuò)散硅差壓傳感器9，還包括:
[0032]與智能控制單元11電連接的驅(qū)動(dòng)裝置I ;
[0033]與驅(qū)動(dòng)裝置I相連的曲柄連桿2 ；
[0034]與曲柄連桿2相連的活塞式氣缸3 ；
[0035]與活塞式氣缸3相通的測(cè)壓室7 ；
[0036]一端與測(cè)壓室3底部連通的吹氣管15，該吹氣管15的另一端插入液體中，與位于液體中的氣體容器14相連通；所述擴(kuò)散硅差壓傳感器9 一端與測(cè)壓室7連通，另一端與大氣連通；所述驅(qū)動(dòng)裝置I通過(guò)曲柄連桿2驅(qū)動(dòng)活塞式氣缸3作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將空氣壓縮后注入測(cè)壓室7，并從吹氣管15和氣體容器14排出。
[0037]本發(fā)明氣泡式液位計(jì)采用活塞式氣缸3作為壓縮空氣的產(chǎn)生裝置，通過(guò)曲柄連桿2驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該活塞式氣缸3運(yùn)轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的壓縮空氣流量相當(dāng)于約50倍“搖擺活塞式氣泵”所產(chǎn)生的壓縮空氣流量，因此，活塞的往復(fù)運(yùn)行速度大大降低，可有效克服因劇烈摩擦所導(dǎo)致的活塞密封圈磨損，大大降低了活塞密封圈的摩擦損耗，能有效延長(zhǎng)氣泡式液位計(jì)的使用壽命。
[0038]為了克服擴(kuò)散硅差壓傳感器9的零點(diǎn)漂移誤差，本發(fā)明實(shí)施例中，上述氣泡式液位計(jì)還可包括:位于測(cè)壓室7的頂部、且與智能控制單元11相連的三通電磁閥8 ;所述三通電磁閥8在智能控制單元11的控制下動(dòng)作時(shí)，擴(kuò)散硅差壓傳感器9的兩個(gè)測(cè)量端都與大氣連通。本發(fā)明實(shí)施例中，為了克服擴(kuò)散硅差壓傳感器9的溫度漂移和時(shí)間漂移，智能控制單元11按照一定的時(shí)間間隔驅(qū)動(dòng)三通電磁閥8的切換動(dòng)作，將擴(kuò)散硅差壓傳感器9的兩個(gè)測(cè)量端短接到空氣中，與大氣連通，并將此時(shí)擴(kuò)散硅差壓傳感器9的測(cè)量值作為零點(diǎn)保存智能控制單元11的本地存儲(chǔ)器中。在此后的壓縮空氣壓力測(cè)量中，在每一次測(cè)量液下壓力時(shí)，自動(dòng)將該零點(diǎn)漂移值從測(cè)量結(jié)果中減去，從而消除擴(kuò)散硅差壓傳感器9的零點(diǎn)漂移，獲得穩(wěn)定而精確的液下壓力值。
[0039]本發(fā)明實(shí)施例中，上述智能控制單元包括微處理器和存儲(chǔ)器，可用于保存擴(kuò)散硅差壓傳感器的測(cè)量值。上述氣泡式液位計(jì)還可包括與智能控制單元11相連、用于測(cè)量液體溫度的溫度傳感器10。本發(fā)明實(shí)施例中，采用溫度傳感器10實(shí)時(shí)檢測(cè)液體溫度，智能控制單元11根據(jù)實(shí)測(cè)溫度值，通過(guò)預(yù)存在存儲(chǔ)器中的液體比重與溫度的對(duì)應(yīng)表，對(duì)液體比重隨溫度的變化進(jìn)行補(bǔ)償，可有效消除因液體溫度變化導(dǎo)致的液位換算誤差。
[0040]進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例中，智能控制單元11還可設(shè)有鍵盤(pán)13和顯示器12。鍵盤(pán)13可用于輸入重力、液體比重等參數(shù)，顯示器12可用于顯示各種測(cè)算結(jié)果。
[0041]本發(fā)明實(shí)施例中，智能控制單元11可按以下公式測(cè)算液位值:
[0042]h=P/ P g ；
[0043]其中:h指液位深度；
[0044]P指液下壓力；
[0045]P指液體比重；
[0046]g指重力加速度。
[0047]液體比重P是與實(shí)際溫度相關(guān)的參數(shù)，因此，本發(fā)明采用溫度傳感器10測(cè)量液體溫度，并根據(jù)智能控制單元11中預(yù)存的液體比重與溫度的對(duì)應(yīng)表，可查得液體比重的實(shí)際值。
[0048]重力加速g主要與使用地點(diǎn)的緯度相關(guān),地點(diǎn)確定,重力加速度就是一個(gè)恒定值。重力加速g可根據(jù)各地區(qū)的重力加速度分布表查得，并通過(guò)智能控制單元11的鍵盤(pán)13輸入和存儲(chǔ)。
[0049]參照?qǐng)D1,本發(fā)明實(shí)施例中，上述氣泡式液位計(jì)還包括與活塞式氣缸3相通的空氣過(guò)濾器4，該空氣過(guò)濾器4與所述活塞式氣缸3之間設(shè)有進(jìn)氣單向閥5，所述活塞式氣缸3與測(cè)壓室7之間設(shè)有排氣單向閥6。
[0050]本發(fā)明實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)裝置I優(yōu)選為行星輪減速電機(jī)。在其他的實(shí)施例中，也可為任一可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)曲柄連桿2的動(dòng)力機(jī)構(gòu)。[0051]本發(fā)明實(shí)施例中，氣泡式液位計(jì)的工作過(guò)程如下:智能控制單元11根據(jù)設(shè)定的控制程序，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置I運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)裝置I通過(guò)曲柄連桿2驅(qū)動(dòng)活塞式氣缸3作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)空氣過(guò)濾器4和進(jìn)氣單向閥5吸入空氣，將空氣壓縮后經(jīng)排氣單向閥6注入測(cè)壓室7和吹氣管15，壓縮空氣將吹氣管15中的液體從氣體容器14排出。當(dāng)吹氣管15中的液體被完全排盡后，壓縮空氣經(jīng)氣體容器14，以氣泡的形式進(jìn)入液體并最終排入大氣中。智能控制單元11測(cè)量和推算出有氣泡排出后，停止驅(qū)動(dòng)裝置I運(yùn)轉(zhuǎn)，并通過(guò)擴(kuò)散硅差壓傳感器9測(cè)量出測(cè)壓室7中的壓縮空氣與大氣之間的壓力差，獲得液下壓力值。智能控制單元11再根據(jù)測(cè)得的液下壓力值，按照上述公式測(cè)算液位值并輸出至顯示器12顯示。
[0052]綜上所述，本發(fā)明所涉及的氣泡液位計(jì)，能自動(dòng)消除擴(kuò)散硅差壓傳感器9的零點(diǎn)漂移誤差和由液體溫度變化引起的誤差，提高測(cè)量精度，實(shí)現(xiàn)高精度的液位測(cè)量。同時(shí)，本發(fā)明所采用的長(zhǎng)行程的活塞式氣缸3，能使氣缸活塞在很低的速度下運(yùn)行，大大降低了活塞密封圈的摩擦損耗，能有效延長(zhǎng)裝置的使用壽命。
[0053]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣泡式液位計(jì)，包括智能控制單元和擴(kuò)散硅差壓傳感器，其特征在于，還包括: 與智能控制單元電連接的驅(qū)動(dòng)裝置； 與驅(qū)動(dòng)裝置相連的曲柄連桿； 與曲柄連桿相連的活塞式氣缸； 與活塞式氣缸相通的測(cè)壓室； 一端與測(cè)壓室底部連通的吹氣管，該吹氣管的另一端插入液體中，與位于液體中的氣體容器相連通；所述擴(kuò)散硅差壓傳感器一端與測(cè)壓室連通，另一端與大氣連通；所述驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)曲柄連桿驅(qū)動(dòng)活塞式氣缸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將空氣壓縮后注入測(cè)壓室，并從吹氣管和氣體容器排出。
2.如權(quán)利要求1所述的氣泡式液位計(jì)，其特征在于，還包括: 位于所述測(cè)壓室的頂部、且與智能控制單元相連的三通電磁閥；所述三通電磁閥在智能控制單元的控制下動(dòng)作時(shí)，擴(kuò)散硅差壓傳感器的兩個(gè)測(cè)量端都與大氣連通。
3.如權(quán)利要求1所述的氣泡式液位計(jì)，其特征在于，還包括與智能控制單元相連、用于測(cè)量液體溫度的溫度傳感器，所述智能控制單元按以下公式測(cè)算液位值:
h=P/P g ； 其中:h指液位深度； P指液下壓力； P指液體比重；` g指重力加速度。
4.如權(quán)利要求3所述的氣泡式液位計(jì)，其特征在于，所述智能控制單元設(shè)有鍵盤(pán)和顯示器。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的氣泡式液位計(jì)，其特征在于，還包括與活塞式氣缸相通的空氣過(guò)濾器，該空氣過(guò)濾器與所述活塞式氣缸之間設(shè)有進(jìn)氣單向閥，所述活塞式氣缸與測(cè)壓室之間設(shè)有排氣單向閥。
6.如權(quán)利要求5所述的氣泡式液位計(jì)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為行星輪減速電機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01F23/14GK103487107SQ201310468701
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】沐扣曉 申請(qǐng)人:深圳市科皓信息技術(shù)有限公司