[实用新型]电感式浮子液位计

说明书

本实用新型涉及一种改进的电感式浮子液位计，特别适用于连续精密检测液位的变化。

现有的测量与显示液位变化的诸种液位计中，电感式浮子液位计是通过测量一个电感绕组的电感量变化来确定液位变化的。当电感线圈中的磁芯沿绕组轴线伸入绕组的深度（即磁芯轴向产生位移）时，电感量也随之变化。日本的一种“水位检测装置（Jp昭60－2312）”便是利用磁性浮子随着液位的升降在这个线圈中出入而进行检测水位，由于磁性浮子对应于线圈的位置不同，线圈的电感量大小也不同，因而，通过有关的测量电路检测电感值的变化以测定水位的变化。但是，这种装置由于其长度受磁性浮子尺寸的限制，不可以做得较长，所以其测量范围便比较窄，特别是其电感量L和位移量H的相关曲线，在起始末段和峰值段存在着严重的非线性，为了计算准确，只能使用中间部分的线性段，这就进一步又限制了它的测量范围。另外，在我国的“物信测量仪表”一书中（秦永烈著，机械工业出版社1978年1月出版），介绍将多个电感串叠置起来以扩大量程的方法，磁性浮子进入每个线圈所发出的信号是属于点位显示性质，不能把每个线圈中的电感量变化连续地显示出来，虽然可以把各个线圈做得尽可能的短，以求得精细的读数值，但其分辨能力和精确度还是很有限的，解决不了1mm以下的分辨率和精度。

本发明的目的在于避免上述技术不足之处而提供一种多节相互重叠式的绕组、配置微机技术检测的电感式浮子液位计，用以提高分辨能力与精度以及增加测量范围，而且可以实现自动测量和自动打印测量结果。

本发明的任务是通过下述方式完成的：设置一种多节、相互重叠的电感绕组（1），采用高导磁材料制作浮子（2），配用微型计算机巡回测量绕组中电感量变化，便可以用简单线路解决电感量－位移量曲线的非线性问题，测量范围得到连续扩展。每个绕组制成高度尽可能短的圆柱形，且按一定节距分里外层，相邻的绕组是内外层对应错位重叠，这样使各个绕组的L－H曲线互相交叉，其线性段部分互相衔接起来，由微处理机控制，将各个绕组依次接入弗兰克林振荡回路，借助于测量振荡频率的方法测量电感量的变化，确定浮子位置，显示并输出相应的液位值或流量值。在改变一下浮子形状及连通器为锥管形、并在计算机程序中将位移量改换成相应的流量值后，本发明便成为电感式数字转子流量计。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及附图给出。

图1是本实用新型的一种具体结构示意图。

图2是单个绕组的L－H曲线。

图3是双重绕组结构的L－H换曲线。

图4是本实用新型的测量线路框图。

参照图1，双重叠绕组（1）是用QZ0.25漆包线绕制在胶木质框（4）上，绕组的内径为10.8mm先将一个绕组A绕3层，每层30圈，将线头留住，紧接其下就再绕下一个B绕组，也绕3层，每层30圈，把线头留住，再把绕组A的线头在B绕组外面绕3层，每层30圈，绕组B下面紧接着再作绕组C，再将B绕组的下半部绕在C的上半部外面，这样如此类推，便构成了电感双重叠绕组（1）结构。将支架（5）通过管道与储液罐等高地连通，用高导磁材料MXD－2000或MXO－2000制成的浮子（2）在连通器（3）中随着液位（或液量）的升降而上下移动穿过各个绕组，当它进入某一个绕组时，这个绕组的电感量会产生变化，也即代表液位量的变化，形成了图2所示的曲线。图2中显示出开始与结束部分存在着严重的非线性问题，只有中间段部分符合线性规律，由于本发明将这个绕组的上下两部分分别与上一个绕组的下半段和下一个绕组的上半段重叠引出，所以它的L－H曲线分别与上、下两个绕组的L－H曲线相互交错半个节距，在若干个这样布置的绕组相互重叠情况下，它们的L－H曲线就互相交叉，由图3中间所示的各曲线的线性段看出在整个液位变化范围内是互相衔接的。图4示出了测量线路的工作情况，用微型计算机巡回测量各个绕组的电感量，将其接入弗兰克林振荡回路，振荡回路将电感量变成振荡信号输出。一个晶振，分频电路提供了一个标准的时间值，计算器计下了这一标准时间内的经过整形的振荡周波数（即频率值）送入计算机中进行比较。这里，已经把与磁性浮子位移量相应的连续变化的绕组电感量变换成数字量－频率值了。计算机再根据程序的指令找出振荡频率最低（即电感量最大）的那个绕组，也就是对应于磁性浮子的绕组，再根据其在互相衔接的L－H曲线线性段中的位置，将频率值换算成相互的位移量在屏幕上显示或打印出来，也可以自动绘制出有关曲线，还可以通过接口电路将信号输出给另外的控制微机，以控制有关过程。

本实用新型优点在于：当用微处理机巡回检测各个绕组电感量的变化时，便可以只使用那些线性段数值，这样测量的精度便能大大提高。欲予扩大测量范围，只需增加绕组的个数，由于是用微机巡回采样，即使绕组的个数很多，也能在几十毫秒内完成一轮检测，这就形成其测量范围几乎可以无限扩展。尽可能短的绕组和高导磁率的磁性浮子，其分辨率也得以大大提高。采用线性插补提高分辨率，目前已达到0.1mm的分辨率，使用数字显示并且有接口电路可与计算机自动测试及控制系统联机，而且对线圈的一致性要求低，本磁性浮子加工精度比差动变压磁芯要求低，有关测量线路简单，调整方便，因而成本低。