[实用新型]浮力式液位计

说明书

本实用新型是一种用于测量各种液体容器液位的浮力式液位计。

容器液位是石化、电力、食品等工业生产中的重要被测参数。由于液位测量的误差、失灵，会导致控制系统误动，生产线故障，造成锅炉爆炸，发生容器内液体的跑、冒、漏，进而引起恶性事故，造成经济损失和危及人身安全。公知的液位测量方法及仪表种类很多，但都存在着明显的缺欠。例如：①用压力变送器测量液位时，引压管易堵，易冻，罐体下部需开孔，难以解决耐蚀、防爆；②用超声波法测液位精度低，计算误差大，温度特性差，易受尘埃影响；③利用电容法测量时，被测液电导变化影响液位测量精度，干扰信号易窜入；④采用静压力法测量液位只适用于清水介质，使用温度范围小，长时间运行探头难以密封，不耐腐蚀。⑤浮球法、干簧管法等液位计的精度低，可靠性差。

本实用新型的目的是提供一种浮力式液位计，使液位测量达到耐蚀、防爆，为液位系统的巡检，集控提供标准信号。

本实用新型解决任务的办法是：在可固定在容器上的壳体（11）内，设置有液位数字显示表头（9），信号转换电路板（8），以及封装固定于壳体内的力敏头（7），其特征在于还具有检测杆（1）悬挂在力敏头（7）上。力敏头为BK－3型应变式传感，检测杆材料为聚四氟乙烯，也可根据介质性质采用其它材质。将检测杆置于液体中，检测杆的自重大于满容器液体对检测杆的最大浮力，随着液位的升高，检测杆所受浮力增大，力敏头所受检测杆的自重和浮力的合力减小，反之则力敏头受力增大，其计算公式为：Hx1＝fx1／s·d；Hx1：为被测液位值；fx1：为检测杆（1）所受的浮力；d：为液体比重；s：为检测杆的截面积；被测液比重变化时，还可制成双检测杆构造，用检测杆所受浮力差测得比重，修正因比重变化带来的液位测量误差，其修正公式为：Hx1＝ΔH·fx1／Δf，式中Hx1：为实际被测液位值；fx1：为检测杆（1）所受的浮力；ΔH＝H2－H1为两根检测杆折算的长度差值，检测杆设计制造完后ΔH是常数；Δfx＝fx2－fx1为两根检测杆所受浮力差值，随比重变化而变化。经转换电路板和液位数字显示表头进行标度变换，运算后显示液位Hx1的数值。同时转换电路板有与两根检测杆所受浮力相对应的两路4～20mA标准电流信号输出，此4～20mA的标准电流信号可远传至微机系统，对比重、液位、容量、重量进行数据处理，并根据要求进行数字显示，图形显示及打印报表，完成巡检、集控。

本实用新型的特点是：采用浮力原理，在被测液体为定比重时，可采用单检测杆构造，在被测液体为变比重时，还可采用双检测杆的浮力差测得比重，比重计算公式为：d＝Δfx／s·ΔH，以此修正因比重变化给液位测量带来的误差；结构简单，解决了因介质腐蚀性、易爆、高温等造成的液位测量仪器设计的困难，此种液位计可达到的指标为：非线性0.1％F·S，重现性0.1％F·S，滞后0.1％F·S，可灵活设置上、下限报警值；有继电器触点输出，有4～20mA模拟信号输出。本实用新型还可实现浮力式智能液位计。将浮力式液位计输出的4～20mA电流信号输入微机系统，可计算出比重、容量、重量。对安全生产，提高自动化水平和科学管理起重要作用。

图（1）为本浮力式液位计构造示意图。

图（2）为本浮力式液位计电路原理框图。

图（3）为本浮力式液位计电原理图。

图（4）为本浮力式智能液位计框图。

下面结合附图给出的实施例进一步说明本实用新型的构造原理。

关于图（1）所示双检测杆浮力式液位计构造示意图的说明。图中（1）和（2）是两根检测杆；（3）是密封垫；（4）是含油轴封；（5）是紧固螺母；（6）是连接销；（7）是力敏头；（8）是转换电路板；（9）是液位数字显示表头；（10）是壳体门锁；（11）是壳体；（12）是紧固垫圈；（13）是容器。置于容器内的检测杆用连接销（6）悬挂在力敏头（7）上，壳体（11）内上部是转换电路板（8），其功能是：一方面把力敏信号转换成4～20mA电流信号输出，另一方面为液位数字显示表头提供两路电压信号。单检测杆浮力式液位计只需将检测杆（2）及其相连的力敏头去掉，并把液位数字显示表头的基准输入端接恒定电压值，即可测量被测液体为定比重的液位值。