[发明专利]隔离式伺服液位测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可应用于高压、真空或具有腐蚀性液体、易爆环境中的伺服液位测量装置。

背景技术

随着经济的发展，工业自动化程度的提升，人们对工业原料中燃料的存储管理要求也越来越高。一些有毒有害或易燃易爆的液体需要特殊的罐装容器进行存储。这些存储容器的技术要求很高，不仅要求容器具有严格的密封性，而且要求具有抗高压、耐腐蚀等特性。面对如此苛刻的技术条件，特殊容器内的液体计量就成了关键问题。目前市面上绝大多数伺服式液位测量装置在面对如此恶劣的使用环境时都显得无能为力。即使有些伺服式液位测量装置能满足使用要求，也是一次性的。因为上述液位测量装置中的测量浮子在罐体生产时，就被一次性密封在罐内。在以后的日常应用中如果液位测量装置发生故障，尤其是测量浮子出现问题，这些特殊罐体就不可能打开进行设备维修。由于上述原因使得伺服式液位测量装置在特殊罐体中的应用受到了的限制。

现有技术中的一种伺服液位测量装置，包括伺服式液位仪和测量浮子，伺服式液位仪包括伺服电机、设置有电磁传感器的轮鼓组件、编码器和微处理器，轮毂组件包括内轮鼓和外轮鼓，测量浮子吊系在卷绕在外轮毂的测量钢丝上。伺服式液位仪一般固定在罐体的顶部，测量浮子置于储罐内，与储罐内的液体保持接触。上述伺服式液位测量装置基于阿基米德原理，测量浮子处于储罐内被测液体表面，测量浮子受到其本身重力和液体的浮力，在测量钢丝上则表现为测量浮子所受重力和浮力之合力，即测量钢丝上的张力。在伺服式液位测量装置工作过程中，随着罐内储存液体液位的变化，测量浮子将随之上升或下降，测量浮子作用于测量钢丝(细钢丝)的张力在外轮鼓的磁铁上产生力矩，从而引起磁通量的变化，轮鼓组件间的磁通量变化导致内磁铁上的电磁传感器(霍尔元件)输出电压信号发生变化，其电压值与存储在CPU中的参考电压作比较；上述磁通量的变化使电磁传感器输出电压信号发生变化，此时电压信号与微处理器中的参考电压差值不为零，CPU发出伺服电机启动信号，伺服电机带动外轮鼓作相应转动，使测量浮子以稳定的步幅下降或上升，同时由编码器记录下伺服电机的转动步数，CPU自动计算出测量浮子的位移量即液位变化量。该伺服式液位测量装置就存在上述技术问题。

由此可见，现有技术中的伺服液位测量装置还有待于进一步改进。

发明内容

本发明的任务在于解决现有技术中伺服液位测量装置存在的技术缺陷，提供一种隔离式伺服液位测量装置。

其技术解决方案是：

一种隔离式伺服液位测量装置，包括伺服式液位仪、只在顶端设置有开口的立式隔离护管、套置在立式隔离护管上的磁性浮球和铁质重力球；伺服式液位仪包括伺服电机、设置有电磁传感器的轮鼓组件、编码器和微处理器，轮毂组件包括内轮鼓和外轮鼓；上述立式隔离护管除其顶端外，其余管体部分连同磁性浮球安装在储罐内，磁性浮球浮在储罐内液体的液面上，并可随储罐内液体液位的变化上升或下降，铁质重力球吊系在卷绕在外轮毂的测量钢丝上，并放置在护管的管腔内，磁力浮球与铁质重力球之间能够产生磁力作用。

上述立式隔离护管是采用透磁材料制成的。

上述立式隔离护管是采用不锈钢材料制成的。

上述磁性浮球包括浮球和设置在浮球上的永久性磁铁。

上述伺服式液位仪可通过密封法兰安装在立式隔离护管的顶端开口处。

上述磁性浮球在随储罐内液体液位变化相应浮动过程中，铁质重力球在垂直方向受到的力也会发生相应的改变，铁质重力球作用于测量钢丝上的重力在外轮鼓的磁铁上产生力矩，引起磁通量的变化，磁通量的变化使电磁传感器输出电压信号发生变化，此时由微处理器发出伺服电机启动信号，由伺服电机带动外轮鼓做出相应转动，并带动铁质重力球上升或下降，同时由编码器记录下伺服电机的转动步数；当铁质重力球到达磁性浮球某一位置时，铁质重力球在垂直方向上只受到重力和拉力作用而达到平衡，由微处理器发出伺服电机停止信号，伺服电机停止转动，此时微处理器自动计算出重力球的位移量即液位变化量，并进一步计算得出储罐内的液位高度。

本发明具有以下有益技术效果：

1、现有技术中的伺服液位测量装置是基于阿基米德原理，测量浮子必须处于被测液体表面上，测量浮子受到其本身重力和液体的浮力，在测量钢丝上则表现为测量浮子所受重力和浮力之合力，即测量钢丝上的张力。而本发明则是利用磁性浮球随液面上下浮动时，再使铁质重力球感受其磁力的大小间接作用于测量钢丝上形成张力。

2、本发明有利于保持储罐的密封性，由于立式隔离护管的设置，能够使液位测量装置中的关键部件与储罐内的液体隔离，可适应于各种腐蚀性液体。