[其他]光电式液位仪

说明书

本发明属于液位自动显示仪，是一种大量程高精度的光电式液位自动显示装置，可用于量程0.5～20米的一切观测水位的固定或相对固定的场所，其精度可达±0.5厘米。

已知用于船舶及其它水上建筑物观测吃水的液位仪均属水压式液位仪，这类液位仪观测时受液体密度和大气压力变化的影响，常常需要校正后才能达到±5厘米的精度，特别是液体相对于敏感元件流动时产生压力会使这类液位仪产生较大的误差。

在已知的精度较高的液位仪中有浮子式液位仪（参见日本专利特开昭54-53566和日本专利特开昭53-115266）技术实质最接近的是日本专利特开昭54-53566中所述的浮子式液位仪。这种液位仪是在液位上、下垂直设立两个滚筒，滚筒上分别套一条可灵活传动的传动带和一条装有等间隔电极的固定带，一装有磁性导体的浮子固定在传动带上，工作时浮体跟踪液面，磁性导体与固定带上的相应电极接触，构成磁性导体位置识别信号显示液位。

由于这种液位仪的传动带与滚筒的两处接触，特别是浮子上的磁性导体与固定带上的电极紧密接触产生较大的摩擦力对视测精度的影响较大，因此这种液位仪的浮子截平面较大，且占用空间大，此外，该仪器的固定带上等间隔分布的磁化电极常与液体接触，在海水等腐蚀性较强的液体中易锈损。

本发明的任务是提供一种占用空间小，精度高，造价低，易于安装维修的液位自动观测装置，该装置无需经过水密度和大气压力的校正即可直接显示水位值，并能在液体流动时显示足够准确的液位读数，尤其是在船舶装载散装货时，可提供高精度的吃水值计量船舶的载重量。

本发明的任务是以如下方式完成的：利用跟踪液面的浮体上所装的滑轮保持与垂直设置的输电导轨良好接触，导通电能供浮体上的聚光灯产生跟踪液面的光束，再由等间隔垂向分布的光敏元件及其电路设施来显示判断光束位置，从而显示液位。本发明具有结构简单、准确可靠、使用方便、安装维护容易等优点。

以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。

图1是本发明的结构示意图。

图2为光位识别电路示意图。

参照图1，在水位观测处垂向设立一个不透光的壳体8，壳体8的顶端有一可开启的盖1、一个大气阀2、一个冲气阀5和一块固定板6，底部装有一进排水比例阀17和一块固定板16。固定板6、16将中间由强度较高的绝缘材料隔开的电导轨7绷直固定在壳体8内，电导轨7是由导电性能好、耐腐蚀的材料制成的，两输电导轨7分别由导线3、4引入接电源正、负极。在壳体8内还有一个可上、下运动的浮体13，其上固定有一个聚光灯12并铰定有一对良导体滚动滑轮9，可绕铰点摆动的滑轮组9由弹性绝缘圈10拉紧使之外沿各与供电导轨7相切、吻合，并不使浮体13偏转，也可在两滑轮9支架上各装一支电刷11与滑轮9外沿良好地接触。壳体8距聚光灯12就近的壁上开有一条形口，该开口由一侧为透光板14的光位识别电路板15封闭。

参照图2，透光板14将等间隔垂向分布的光敏元件18和每个光敏18串接至少二个逻辑功能元件19及其一系列输出端水密封闭形成光位识别电路板15。图2所例举的光敏元件18为光敏二极管，其间隔为2厘米，每一光敏元件18串接三个晶体二极管称之逻辑功能元件19。导线20、21、22、23、24分别为送数码显示器放大的6、8、0、0、2、4厘米识别信号输出端，导线25、26分别为9、0分米识别信号输出端，导线27、28为两相邻米信号输出端，导线29接电源正极。

观测时，开启大气阀2和进排水比例阀17，使壳体8外液体溢入壳体8内将浮体13托起，同时接通电源向电导轨7、导线29和数码显示器等供电，两输电导轨7经滑轮9向聚光灯12供电，聚光灯12在液面之上的特定高度处发出光束，经透光板14照射在光位识别电路板15的对应光敏元件18上，输出电信号通过逻辑功能元件19，由所对应的米、分米、厘米识别信号输出端送数码显示器将信号放大后显示液位值。

产业制造时，可将光位识别电路板15中等间隔分布的光敏元件18压入透明材料之中，并将与光敏元件18电连接的一系列相应逻辑功能元件19压入不透光的材料之中，两者塑成一体，制成某一单位长度的光位识别电路条形板15，类似导线20、21、22、23、24、25、26、27或导线28的信号输出端和电源输入端29分别用导线引出接在绝缘排形插头上。总体安装时，可根据基准液位和聚光灯12光束高于液面的特定高度确定光敏元件18位置后，将各光位识别电路条形板15垂向首尾相连安装于壳体18上，然后将各光位识别电路条形板15所对应的绝缘排形插头按顺序插入排形插座板上，由绝缘排形插座板将所得信号送数码显示器识别指示。另可将供电导轨7制成可紧固相连的若干段。本发明的观测精度高低主要取决于光敏元件18的间隔，采用将光敏元件18压入透明材料之中的方法可缩小光敏元件18的间隔，能使显示精度高于±0.5厘米。