技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明公開(kāi)了一種水位計(jì)用發(fā)光標(biāo)尺，是對(duì)傳統(tǒng)的鍋爐水位計(jì)標(biāo)尺結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，屬于鍋爐安全檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
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水位計(jì)標(biāo)尺容易受環(huán)境光影響，觀測(cè)效果不理想一直是一個(gè)很難克服的問(wèn)題，特別是高溫高壓鍋爐水位計(jì)的標(biāo)尺在高溫、高粉塵的環(huán)境下更容易積灰，實(shí)踐證明，對(duì)于高溫高壓鍋爐水位計(jì)，一般因運(yùn)行環(huán)境的亮暗變化會(huì)影響到標(biāo)尺觀測(cè)效果。同時(shí)，因長(zhǎng)時(shí)間處于高粉塵中運(yùn)行而積灰后影響觀測(cè)標(biāo)尺，如果除灰不及時(shí)，且環(huán)境亮暗變化，將嚴(yán)重影響運(yùn)行人員對(duì)汽包水位的判斷。另外，當(dāng)運(yùn)行人員認(rèn)為水位與標(biāo)尺指示值不符時(shí)，想要調(diào)整水位指示值只能更換標(biāo)尺，才能繼續(xù)使用。

現(xiàn)有的水位計(jì)標(biāo)尺(見(jiàn)圖1)，其結(jié)構(gòu)是薄鋁板制作，背景為黑色，刻度線和數(shù)值為白色?，F(xiàn)有的這種水位計(jì)標(biāo)尺結(jié)構(gòu)，雖然能夠滿足汽包水位的測(cè)量，但其處于高粉塵的環(huán)境下更容易積灰，而褪色現(xiàn)象使其易受環(huán)境亮暗變化影響。同時(shí)，標(biāo)尺指示值也無(wú)法調(diào)整。若除灰不及時(shí)，標(biāo)尺刻度線和數(shù)值會(huì)觀察不清。

現(xiàn)有的對(duì)鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行中，水位計(jì)標(biāo)尺指示不清的處理方法是：標(biāo)尺表面定期除灰；將水位計(jì)附近安裝照明使光線適宜；或者直接用遮光罩將水位計(jì)完全罩住，在遮光罩內(nèi)部加入照明使光線保持不變，這種處理方法效果較差，因?yàn)楣饩€的亮暗程度、觀測(cè)距離不易調(diào)整。同時(shí)，給水位計(jì)更換易損件時(shí)，需要移動(dòng)遮光罩，給操作帶來(lái)不便。

現(xiàn)有的對(duì)鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行中，水位計(jì)標(biāo)尺指示水位與實(shí)際水位不符的，確認(rèn)標(biāo)尺指示值有偏差的處理方法是：在水位計(jì)前罩上拆卸下標(biāo)尺，由水位計(jì)制造廠重新制作一個(gè)標(biāo)尺，發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)后重新安裝。雖然最終能夠滿足汽包水位的觀測(cè)，但由于制作周期的限制，會(huì)影響更換前的水位觀測(cè)。同時(shí)也增加了維修開(kāi)支費(fèi)用；若現(xiàn)場(chǎng)工況變化較大，標(biāo)尺指示值調(diào)整較頻繁，則極大增加了維護(hù)次數(shù)和開(kāi)支費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明公開(kāi)了一種鍋爐用水位計(jì)的發(fā)光標(biāo)尺，解決了傳統(tǒng)水位計(jì)標(biāo)尺積灰觀測(cè)刻度模糊，標(biāo)尺指示值易受環(huán)境亮暗變化影響和標(biāo)尺指示值無(wú)法及時(shí)調(diào)整的問(wèn)題。

本發(fā)明所述的一種水位計(jì)用發(fā)光標(biāo)尺，發(fā)光標(biāo)尺通過(guò)固定架、前罩裝置在表體上；其特征在于：發(fā)光標(biāo)尺由光源控制器及刻度標(biāo)尺構(gòu)成；

所述的光源控制器包括若干個(gè)刻度值顯示模塊、控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊、手動(dòng)調(diào)光模塊、電源模塊組成；其中，

所述刻度值顯示模塊的移位寄存器ic1-1的八位并行輸出端通過(guò)限流電阻分別與數(shù)碼管的輸入端連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)送數(shù)碼管顯示；移位寄存器ic1-1的時(shí)鐘輸入端、存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘輸入端分別與另一個(gè)移位寄存器ic2-1的時(shí)鐘輸入端、存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘輸入端連接,實(shí)現(xiàn)顯示同步；移位寄存器ic1-1、ic2-1的主復(fù)位端連接并與vcc連接；移位寄存器ic1-1、ic2-1的主復(fù)位端、輸出有效端、時(shí)鐘輸入端、存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘輸入端分別通過(guò)接線端子j1-1、j2-1與上、下級(jí)的刻度值顯示模塊中的移位寄存器ic1-1、ic2-1的主復(fù)位端、輸出有效端、時(shí)鐘輸入端、存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘輸入端對(duì)應(yīng)連接；移位寄存器ic2-1的八位并行輸出引腳通過(guò)限流電阻分別與數(shù)碼管的輸入端連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)送數(shù)碼管顯示；移位寄存器ic1-1的串行數(shù)據(jù)輸入端ser通過(guò)接線端子j1-1與上一級(jí)刻度值顯示模塊中的移位寄存器ic2-1的串行數(shù)據(jù)輸出端連接，移位寄存器ic1-1的串行數(shù)據(jù)輸出端與移位寄存器ic2-1的串行數(shù)據(jù)輸入端連接，移位寄存器ic2-1的串行數(shù)據(jù)輸出端通過(guò)接線端子j2-1與下一級(jí)刻度值顯示模塊中的移位寄存器ic1-1串行數(shù)據(jù)輸入端ser連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)逐級(jí)傳輸；數(shù)碼管s1-1、s2-1的公共端com連接，并且通過(guò)接線端子j1-1、j2-1與手動(dòng)調(diào)光模塊中開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)輸出端tj連接，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的輸出；以此類推，若干個(gè)刻度值顯示模塊進(jìn)行連接，下一級(jí)刻度值顯示模塊通過(guò)接線端子j1-1與上一級(jí)刻度值顯示模塊的接線端子j2-1連接，實(shí)現(xiàn)刻度值顯示模塊的逐級(jí)連接；第一個(gè)刻度值顯示模塊通過(guò)接線端子j1-1與控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊的接線端子j2連接，實(shí)現(xiàn)與控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊的連接。

所述控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊包括光強(qiáng)度傳感器ic3和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4及運(yùn)算放大器ic5；主處理器mcu的數(shù)據(jù)輸出引腳與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)輸入引腳對(duì)應(yīng)連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4的片選引腳、轉(zhuǎn)送控制引腳與主處理器mcu的數(shù)據(jù)輸出引腳連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4的寫(xiě)入引腳與主處理器mcu的寫(xiě)選通引腳連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4的參考電壓引腳與電位器、電容連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4的電流輸出引腳分別與運(yùn)算放大器ic5連接；所述光強(qiáng)度傳感器ic3采集環(huán)境的光照度信號(hào)，光強(qiáng)度傳感器ic3的i2c總線接口分別與主處理器mcu數(shù)據(jù)輸入端連接，把光照度信息傳送到主處理器mcu并進(jìn)行處理，驅(qū)動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊ic4實(shí)現(xiàn)發(fā)光標(biāo)尺亮度根據(jù)環(huán)境的亮暗進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

所述手動(dòng)調(diào)光模塊位于光源控制器內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)發(fā)光標(biāo)尺的亮度；手動(dòng)調(diào)光模塊的輸出引腳與開(kāi)關(guān)連接，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)節(jié)數(shù)碼管亮度的功能切換；控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊中的接線端子、刻度值顯示模塊中的接線端子分別與開(kāi)關(guān)連接，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)調(diào)節(jié)數(shù)碼管亮度的信號(hào)輸出；控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊中的運(yùn)算放大器ic5與手動(dòng)調(diào)光模塊連接；通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇手動(dòng)、自動(dòng)調(diào)光，默認(rèn)為自動(dòng)模式。

發(fā)明的積極效果在于：改變了雙色水位計(jì)傳統(tǒng)標(biāo)尺的結(jié)構(gòu)；在水位計(jì)標(biāo)尺上增加了電路結(jié)構(gòu)，利用數(shù)碼管單元電路板拼接，數(shù)碼管單元電路板上有數(shù)碼管及串并轉(zhuǎn)換和串行傳輸?shù)目刂菩酒汝P(guān)鍵器件，在拼接數(shù)碼管單元電路板后，在其頂部拼接一塊控制電路板，控制電路板上有微控制單元(單片微型計(jì)算機(jī))、操作按鍵和功能指示燈等關(guān)鍵器件，亮度連續(xù)且可自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到觀測(cè)標(biāo)尺清晰的目的。并且，可以在線任意改動(dòng)顯示刻度值(相鄰刻度差值保持不變)，避免因修改刻度值而更換標(biāo)尺，大大減少了維護(hù)量，有效的節(jié)約了維護(hù)成本，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

附圖說(shuō)明：

圖1水位計(jì)傳統(tǒng)標(biāo)尺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明的剖面示意圖；

圖4本發(fā)明的原理框圖；

圖5刻度值顯示模塊電路簡(jiǎn)圖；

圖6控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊電路簡(jiǎn)圖；

圖7手動(dòng)調(diào)光模塊電路簡(jiǎn)圖；

圖中：1、表體；2、前罩；3、刻度標(biāo)尺；4、刻度值顯示模塊；5發(fā)光標(biāo)尺；6、固定架；7、控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊；8、光源控制器；9、手動(dòng)調(diào)光模塊；10、電源模塊。

具體實(shí)施方式：

本發(fā)明(如圖2、圖3所示)，發(fā)光標(biāo)尺5通過(guò)固定架6、前罩2裝置在表體1上，發(fā)光標(biāo)尺5和光源控制器8電連接；發(fā)光標(biāo)尺5由若干個(gè)刻度值顯示模塊4、控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊7及刻度標(biāo)尺3構(gòu)成。

根據(jù)圖4所示為本發(fā)明電路原理框圖，包括刻度值顯示模塊、控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊、手動(dòng)調(diào)光模塊、電源模塊四部分組成。

如圖5所示，所述刻度值顯示模塊4的移位寄存器ic1-1的輸出引腳o0～o7腳通過(guò)限流電阻(r1-1～r8-1)分別與數(shù)碼管s1-1的輸入引腳(a～dp)連接，移位寄存器ic1-1的串行數(shù)據(jù)輸入端ser與接線端子j1-1的3引腳連接。移位寄存器ic1-1的串行數(shù)據(jù)輸出引腳q7與另一個(gè)移位寄存器ic2-1的串行數(shù)據(jù)輸入ser引腳連接。移位寄存器ic1-1的時(shí)鐘輸入引腳srclk、存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘輸入端rclk分別另一個(gè)移位寄存器ic2-1的時(shí)鐘輸入引腳srclk、存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘輸入端rclk連接,并且與接線端子j1-1的4引腳、5引腳、j2-1的4引腳、5引腳連接。移位寄存器ic1-1、ic2-1的輸出有效端e、接線端子j1-1的2引腳及j2-1的2引腳連接并且連接gnd。移位寄存器ic1-1、-----ic2-1的主復(fù)位端srclr、接線端子j1-1的1引腳和j2-1的1引腳連接并且連接vcc。移位寄存器ic2-1的八位并行輸出引腳(o0～o7)通過(guò)限流電阻(r10-1～r17-1)分別與數(shù)碼管s2-1的輸入引腳(a～dp)連接。移位寄存器ic2-1的串行數(shù)據(jù)輸出引腳q7與j2-1的3引腳連接。數(shù)碼管s1-1、s2-1的公共端com連接，并且與接線端子j1-1的6引腳、j2-1的6引腳及手動(dòng)調(diào)光模塊中開(kāi)關(guān)s4的tj引腳連接。以此類推，若干個(gè)刻度值顯示模塊4進(jìn)行連接，下一級(jí)刻度值顯示模塊4的接線端子j1-1的1～6引腳與上一級(jí)刻度值顯示模塊4的接線端子j2-1的1～6引腳一一對(duì)應(yīng)連接。第一個(gè)刻度值顯示模塊4的接線端子j1-1的1～6引腳與控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊7的接線端子j2的1～6引腳一一對(duì)應(yīng)連接。

如圖6所示，所述控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊7包括光強(qiáng)度傳感器ic3和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4及運(yùn)算放大器ic5；主處理器mcu的數(shù)據(jù)輸出引腳p00～p07與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊的數(shù)據(jù)輸入引腳di0～di7連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4的片選引腳cs、轉(zhuǎn)送控制引腳xfer與主處理器mcu的數(shù)據(jù)輸出引腳p27連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4的寫(xiě)入引腳wr1、wr2與主處理器mcu的寫(xiě)選通引腳wr連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4的參考電壓引腳vref與電位器r12、電容c5連接；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ic4的電流輸出引腳iout1、iout2分別與運(yùn)算放大器(ic5)的2引腳、3引腳連接；運(yùn)算放大器ic5的輸出6引腳與手動(dòng)調(diào)光模塊的引腳z-taojie+連接，手動(dòng)調(diào)光模塊的z-taojie+與手動(dòng)調(diào)光模塊中的開(kāi)關(guān)s4的tj2引腳連接。

如圖6所示，所述光強(qiáng)度傳感器ic3采集環(huán)境的光照度信號(hào)，與主處理器mcu數(shù)據(jù)端相連，把光照度信息傳送到主處理器mcu并進(jìn)行處理，驅(qū)動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)化模塊ic4實(shí)現(xiàn)發(fā)光標(biāo)尺5亮度根據(jù)環(huán)境的亮暗進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。

如圖6所示，所述按鍵，包括標(biāo)尺數(shù)值加鍵s1、標(biāo)尺數(shù)值減鍵s2、系統(tǒng)復(fù)位鍵s3，分別與主控制器mcu的數(shù)據(jù)輸入引腳p20、p21、p22引腳相連，用以實(shí)現(xiàn)發(fā)光標(biāo)尺顯示水位數(shù)值的修改及系統(tǒng)復(fù)位。

如圖7所示，所述手動(dòng)調(diào)光模塊9，位于光源控制器8內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)發(fā)光標(biāo)尺的亮度。手動(dòng)調(diào)光模塊的輸出引腳s-taojie+與開(kāi)關(guān)s4的tj1引腳連接；控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊7中的接線端子j2的6引腳、刻度值顯示模塊4中的接線端子j1-1的6引腳和接線端子j2-1的6引腳分別與開(kāi)關(guān)s4的tj引腳連接，控制調(diào)值和自動(dòng)調(diào)光模塊7中的運(yùn)算放大器ic5的6引腳與手動(dòng)調(diào)光模塊中的z-taojie+引腳連接。z-taojie+引腳與手動(dòng)調(diào)光模塊中的開(kāi)關(guān)s4的tj2引腳連接。調(diào)節(jié)電位器w3實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出引腳s-taojie+的電壓來(lái)調(diào)節(jié)數(shù)碼管亮度。通過(guò)開(kāi)關(guān)s4選擇手動(dòng)、自動(dòng)調(diào)光，默認(rèn)為自動(dòng)模式。

本發(fā)明利用發(fā)光二極管的功耗低、壽命長(zhǎng)、亮度高、色純度好、散熱極少的特性及亮度連續(xù)可調(diào)的結(jié)構(gòu)，不僅達(dá)到了水位計(jì)標(biāo)尺觀測(cè)更加清晰的效果，而且使標(biāo)尺的亮度可以根據(jù)環(huán)境的變化進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)使水位計(jì)標(biāo)尺的刻度值可以同步逐級(jí)修改，避免因修改刻度值而更換標(biāo)尺，大大減少了維護(hù)量，有效的節(jié)約了成本。