[发明专利]一种玻璃板液位计与液位测量方法

说明书

本发明公开了一种玻璃板液位计与液位测量方法。玻璃板液位计设有前玻璃板(1)、后玻璃板(2)、前压盖(7)、后压盖(10)、前夹紧架(6)、后夹紧架(11)，前压盖上设有导视孔(3)，后压盖上设有观测孔(12)。前玻璃板、后玻璃板、前夹紧架和后夹紧架围出测量腔(5)。前玻璃板上设有前平凸柱面透镜(8)，后玻璃板上设有后平凸柱面透镜(9)，前平凸柱面透镜的柱面和后平凸柱面透镜的柱面与测量腔相邻。前夹紧架与测量腔相邻的表面上、后夹紧架与测量腔相邻的表面上均设有吸光层(13)。本发明公开了使用上述玻璃板液位计进行液位测量的方法。本发明可用于石油化工、冶金、电力和医药等多个行业，测量透明液体的液位。

技术领域

本发明属于液位测量技术领域，涉及一种玻璃板液位计与液位测量方法。

背景技术

在石油化工炼厂装置区域的设备上，需要玻璃板液位计来显示液位，透光式玻璃板液位计是应用最为普遍的一种。当被测介质为透明液体、光线透过液柱时，光线被反射、折射或吸收，透过液柱的光线强度比透过液柱上方气相的光线强度弱；依靠透过液柱和气相的光强度差，操作工来分辨液位。当距离稍微远一点，或者阴天、夜间光线比较暗时，光强度差别不大，判断液位比较困难。玻璃板液位计使用时间较长时，玻璃板内壁比较脏，光线透过的强度减弱，分辨液位也不容易。操作工有时甚至还需要在玻璃板液位计面前关闭一下根部阀，使液位明显波动一下才能看清液位。

当液体介质为有色透明介质时，可通过介质颜色与液柱上方气相的颜色差来分辨液位。但是大部分有色的油品介质都容易挂壁，分辨液位也不容易。

提高玻璃板液位计视觉的敏感性是一种解决方案，常用的方法是使用红绿双色色差来分辨液位；利用全反射原理、液柱与其上方气相介质相对于玻璃的折射率不同，使液柱与气相分别显示出背景中玻璃滤光片的红绿颜色。但是该方法仅适用于强光背景；背景光线比较暗或弱时，红绿颜色在暗色背景下本来就不醒目，再加上滤光片对光线的吸收，光强度减少更多。阴天或晚上的观测效果也不好。

也有的玻璃板液位计采用专用外加光源、强制增加背景光强度(尤其是锅炉水位计)，不依赖自然光和工厂照明灯光，这样玻璃板液位计的体积将很大。玻璃板的后部要加防爆灯并安装灯的外壳，造价也比较高。因为要引入220V交流电，需要考虑防爆；还需要拉电缆，施工量大。防爆灯使用寿命也有限，24小时全天一直开灯使故障率高，经常需要维修，防爆外壳也存在着安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种玻璃板液位计与液位测量方法，以解决现有的玻璃板液位计分别存在的不容易看清液位、需采用外加光源等问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种玻璃板液位计，设有前玻璃板、后玻璃板、前压盖、后压盖、前夹紧架、后夹紧架，前压盖上设有导视孔，后压盖上设有观测孔，导视孔与前玻璃板相对，观测孔与后玻璃板相对，前玻璃板、后玻璃板、前夹紧架和后夹紧架围出测量腔，其特征在于：前玻璃板与测量腔相邻的表面上竖直设有前平凸柱面透镜，后玻璃板与测量腔相邻的表面上竖直设有后平凸柱面透镜，前平凸柱面透镜和后平凸柱面透镜的柱面与测量腔相邻，前夹紧架与测量腔相邻的表面上、后夹紧架与测量腔相邻的表面上均设有吸光层。

使用上述玻璃板液位计进行液位测量的方法，玻璃板液位计为对称结构，其特征在于：玻璃板液位计外部的光线经导视孔进入并通过前玻璃板，再进入并通过前平凸柱面透镜，之后从前平凸柱面透镜的柱面射出、进入测量腔，测量腔的下部为液柱、上部为气相，光线进入液柱时形成第一路光线，进入气相时形成第二路光线，在通过液柱的一个水平面上，第一路光线通过液柱，在前平凸柱面透镜在液柱中的焦点处汇集，再从后平凸柱面透镜的柱面进入后平凸柱面透镜并通过后平凸柱面透镜，之后进入并通过后玻璃板，再通过观测孔射出，在观测孔的出口处，人眼迎着第一路光线的来光方向可观看到第一路光线形成的竖直光柱，从而测量出测量腔内液柱的液位。