氣泡式液位計的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種氣泡式液位計，包括智能控制單元和擴散硅差壓傳感器，還包括：與智能控制單元電連接的驅(qū)動裝置；與驅(qū)動裝置相連的曲柄連桿；與曲柄連桿相連的活塞式氣缸；與活塞式氣缸相通的測壓室；一端與測壓室底部連通的吹氣管，該吹氣管的另一端插入液體中，與位于液體中的氣體容器相連通；所述擴散硅差壓傳感器一端與測壓室連通，另一端與大氣連通；所述驅(qū)動裝置通過曲柄連桿驅(qū)動活塞式氣缸作往復(fù)運動，將空氣壓縮后注入測壓室，并從吹氣管和氣體容器排出。本實用新型能有效延長氣泡式液位計的使用壽命，并提高測量精度，實現(xiàn)高精度的液位測量。
【專利說明】氣泡式液位計
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及液位測量設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氣泡式液位計。
【背景技術(shù)】
[0002]液位傳感器是一種用于液位高度測量的裝置。氣泡式液位計是一種技術(shù)先進的壓力式液位傳感器，它借助密封容器內(nèi)靜止空氣壓力相等的物理學(xué)原理，將液體底部的壓力轉(zhuǎn)換成壓縮空氣的壓力，并通過壓縮空氣的無損壓力傳遞作用，將液體底部的壓力通過吹氣管傳導(dǎo)至液面以上，采用精密的擴散硅壓力傳感器，可測得壓縮空氣的壓力，然后，通過微處理器的換算，可獲得精確的液位數(shù)據(jù)。
[0003]氣泡液位計采用的是一種非接觸測量方法，壓力傳感器只需與潔凈的壓縮空氣接觸，而無需深入液體底部并與液體接觸，因此，測量精度和穩(wěn)定性較高，并具有維護方便的特點。
[0004]根據(jù)壓縮氣源的產(chǎn)生方法不同，氣泡式液位計可分為兩種:一種是采用高壓氣瓶通過預(yù)存高壓氮氣作為氣源裝置，另一種是采用活塞式氣泵作為產(chǎn)生壓縮氣源裝置。由于前一種方案需要定期更換氮氣瓶，給使用帶來極大不便，已逐漸被淘汰。目前主要流行使用的是采用活塞式氣泵作為壓縮氣源產(chǎn)生裝置的氣泡式產(chǎn)品。
[0005]目前國內(nèi)自主研發(fā)和生產(chǎn)的氣泡式液位計產(chǎn)品，尚存在以下三方面的不足:
[0006]1、采用“搖擺活塞式氣泵”作為壓縮空氣產(chǎn)生裝置，這種氣泵的特點是活塞運動行程短、運轉(zhuǎn)速度高，通常約50周/秒?；钊倪@種高速往復(fù)運動導(dǎo)致活塞密封圈與氣缸壁產(chǎn)生劇烈摩擦，特別在低溫環(huán)境下，所使用的橡膠密封圈磨損迅速，影響裝置的使用壽命。
[0007]2、擴散硅差壓傳感器作為精密壓力測量元件，仍然存在較大的溫度漂移和時間漂移，特別是在長期承載壓力的使用環(huán)境下，壓力傳感器的零點漂移十分顯著，無法滿足在戶外溫度環(huán)境下和長時間使用時的高精度(≥0.1%)要求。
[0008]3、被測液體的比重是與溫度緊密相關(guān)的，當將壓力值換算成液位值時，如果采用液體的標稱比重進行計算，將產(chǎn)生很大的誤差。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的主要目的在于提供一種氣泡式液位計，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中橡膠密封圈磨損迅速，影響裝置的使用壽命的技術(shù)問題。
[0010]為了實現(xiàn)實用新型目的，本實用新型提供一種氣泡式液位計，包括智能控制單元和擴散娃差壓傳感器，其還包括:
[0011]與智能控制單元電連接的驅(qū)動裝置；
[0012]與驅(qū)動裝置相連的曲柄連桿；
[0013]與曲柄連桿相連的活塞式氣缸；
[0014]與活塞式氣缸相通的測壓室；
[0015]一端與測壓室底部連通的吹氣管，該吹氣管的另一端插入液體中，與位于液體中的氣體容器相連通；所述擴散硅差壓傳感器一端與測壓室連通，另一端與大氣連通；所述驅(qū)動裝置通過曲柄連桿驅(qū)動活塞式氣缸作往復(fù)運動，將空氣壓縮后注入測壓室，并從吹氣管和氣體容器排出。
[0016]優(yōu)選地,上述氣泡式液位計還可包括:
[0017]位于所述測壓室的頂部、且與智能控制單元相連的三通電磁閥；所述三通電磁閥在智能控制單元的控制下動作時，擴散硅差壓傳感器的兩個測量端都與大氣連通。
[0018]優(yōu)選地，上述氣泡式液位計還可包括與智能控制單元相連、用于測量液體溫度的溫度傳感器，所述智能控制單元按以下公式測算液位值:
[0019]h=P/ P g ；
[0020]其中:h指液位深度；
[0021]P指液下壓力；
[0022]P指液體比重；
[0023]g指重力加速度。
[0024]優(yōu)選地，所述智能控制單元設(shè)有鍵盤和顯示器。
[0025]優(yōu)選地，上述氣泡式液位計還包括與活塞式氣缸相通的空氣過濾器，該空氣過濾器與所述活塞式氣缸之間設(shè)有進氣單向閥，所述活塞式氣缸與測壓室之間設(shè)有排氣單向閥。
[0026]所述驅(qū)動裝置為行星輪減速電機。
[0027]由上可知，本實用新型氣泡式液位計采用活塞式氣缸作為壓縮空氣的產(chǎn)生裝置，通過曲柄連桿驅(qū)動活塞往復(fù)運動，該活塞式氣缸運轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的壓縮空氣流量相當于約50倍“搖擺活塞式氣泵”所產(chǎn)生的壓縮空氣流量，因此，活塞的往復(fù)運行速度大大降低，可有效克服因劇烈摩擦所導(dǎo)致的活塞密封圈磨損，大大降低了活塞密封圈的摩擦損耗，能有效延長氣泡式液位計的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實用新型一實施例中氣泡式液位計的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0030]應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0031]本實用新型實施例提供一種氣泡式液位計，參照圖1，本實用新型實施例中，氣泡式液位計至少包括:智能控制單元11、擴散硅差壓傳感器9，還包括:
[0032]與智能控制單元11電連接的驅(qū)動裝置I ;
[0033]與驅(qū)動裝置I相連的曲柄連桿2 ；
[0034]與曲柄連桿2相連的活塞式氣缸3 ；
[0035]與活塞式氣缸3相通的測壓室7 ；
[0036]一端與測壓室3底部連通的吹氣管15，該吹氣管15的另一端插入液體中，與位于液體中的氣體容器14相連通；所述擴散硅差壓傳感器9 一端與測壓室7連通，另一端與大氣連通；所述驅(qū)動裝置I通過曲柄連桿2驅(qū)動活塞式氣缸3作往復(fù)運動，將空氣壓縮后注入測壓室7，并從吹氣管15和氣體容器14排出。
[0037]本實用新型氣泡式液位計采用活塞式氣缸3作為壓縮空氣的產(chǎn)生裝置，通過曲柄連桿2驅(qū)動活塞往復(fù)運動，該活塞式氣缸3運轉(zhuǎn)一周所產(chǎn)生的壓縮空氣流量相當于約50倍“搖擺活塞式氣泵”所產(chǎn)生的壓縮空氣流量，因此，活塞的往復(fù)運行速度大大降低，可有效克服因劇烈摩擦所導(dǎo)致的活塞密封圈磨損，大大降低了活塞密封圈的摩擦損耗，能有效延長氣泡式液位計的使用壽命。
[0038]為了克服擴散硅差壓傳感器9的零點漂移誤差，本實用新型實施例中，上述氣泡式液位計還可包括:位于測壓室7的頂部、且與智能控制單元11相連的三通電磁閥8 ;所述三通電磁閥8在智能控制單元11的控制下動作時，擴散硅差壓傳感器9的兩個測量端都與大氣連通。本實用新型實施例中，為了克服擴散硅差壓傳感器9的溫度漂移和時間漂移，智能控制單元11按照一定的時間間隔驅(qū)動三通電磁閥8的切換動作，將擴散硅差壓傳感器9的兩個測量端短接到空氣中，與大氣連通，并將此時擴散硅差壓傳感器9的測量值作為零點保存智能控制單元11的本地存儲器中。在此后的壓縮空氣壓力測量中，在每一次測量液下壓力時，自動將該零點漂移值從測量結(jié)果中減去，從而消除擴散硅差壓傳感器9的零點漂移，獲得穩(wěn)定而精確的液下壓力值。
[0039]本實用新型實施例中，上述智能控制單元包括微處理器和存儲器，可用于保存擴散硅差壓傳感器的測量值。上述氣泡式液位計還可包括與智能控制單元11相連、用于測量液體溫度的溫度傳感器10。本實用新型實施例中，采用溫度傳感器10實時檢測液體溫度，智能控制單元11根據(jù)實測溫度值，通過預(yù)存在存儲器中的液體比重與溫度的對應(yīng)表，對液體比重隨溫度的變化進行補償，可有效消除因液體溫度變化導(dǎo)致的液位換算誤差。
[0040]進一步地，本實用新型實施例中，智能控制單元11還可設(shè)有鍵盤13和顯示器12。鍵盤13可用于輸入重力、液體比重等參數(shù)，顯示器12可用于顯示各種測算結(jié)果。
[0041]本實用新型實施例中，智能控制單元11可按以下公式測算液位值:
[0042]h=P/ P g ；
[0043]其中:h指液位深度；
[0044]P指液下壓力；
[0045]P指液體比重；
[0046]g指重力加速度。
[0047]液體比重P是與實際溫度相關(guān)的參數(shù)，因此，本實用新型采用溫度傳感器10測量液體溫度，并根據(jù)智能控制單元11中預(yù)存的液體比重與溫度的對應(yīng)表，可查得液體比重的實際值。
[0048]重力加速g主要與使用地點的緯度相關(guān),地點確定,重力加速度就是一個恒定值。重力加速g可根據(jù)各地區(qū)的重力加速度分布表查得，并通過智能控制單元11的鍵盤13輸入和存儲。
[0049]參照圖1,本實用新型實施例中，上述氣泡式液位計還包括與活塞式氣缸3相通的空氣過濾器4，該空氣過濾器4與所述活塞式氣缸3之間設(shè)有進氣單向閥5，所述活塞式氣缸3與測壓室7之間設(shè)有排氣單向閥6。
[0050]本實用新型實施例中，驅(qū)動裝置I優(yōu)選為行星輪減速電機。在其他的實施例中，也可為任一可實現(xiàn)驅(qū)動曲柄連桿2的動力機構(gòu)。
[0051]本實用新型實施例中，氣泡式液位計的工作過程如下:智能控制單元11根據(jù)設(shè)定的控制程序，啟動驅(qū)動裝置I運轉(zhuǎn)，驅(qū)動裝置I通過曲柄連桿2驅(qū)動活塞式氣缸3作往復(fù)運動，經(jīng)空氣過濾器4和進氣單向閥5吸入空氣，將空氣壓縮后經(jīng)排氣單向閥6注入測壓室7和吹氣管15，壓縮空氣將吹氣管15中的液體從氣體容器14排出。當吹氣管15中的液體被完全排盡后，壓縮空氣經(jīng)氣體容器14，以氣泡的形式進入液體并最終排入大氣中。智能控制單元11測量和推算出有氣泡排出后，停止驅(qū)動裝置I運轉(zhuǎn)，并通過擴散硅差壓傳感器9測量出測壓室7中的壓縮空氣與大氣之間的壓力差，獲得液下壓力值。智能控制單元11再根據(jù)測得的液下壓力值，按照上述公式測算液位值并輸出至顯示器12顯示。
[0052]綜上所述，本實用新型所涉及的氣泡液位計，能自動消除擴散硅差壓傳感器9的零點漂移誤差和由液體溫度變化引起的誤差，提高測量精度，實現(xiàn)高精度的液位測量。同時，本實用新型所采用的長行程的活塞式氣缸3，能使氣缸活塞在很低的速度下運行，大大降低了活塞密封圈的摩擦損耗，能有效延長裝置的使用壽命。
[0053]以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣泡式液位計，包括智能控制單元和擴散硅差壓傳感器，其特征在于，還包括: 與智能控制單元電連接的驅(qū)動裝置； 與驅(qū)動裝置相連的曲柄連桿； 與曲柄連桿相連的活塞式氣缸； 與活塞式氣缸相通的測壓室； 一端與測壓室底部連通的吹氣管，該吹氣管的另一端插入液體中，與位于液體中的氣體容器相連通；所述擴散硅差壓傳感器一端與測壓室連通，另一端與大氣連通；所述驅(qū)動裝置通過曲柄連桿驅(qū)動活塞式氣缸作往復(fù)運動，將空氣壓縮后注入測壓室，并從吹氣管和氣體容器排出。
2.如權(quán)利要求1所述的氣泡式液位計，其特征在于，還包括: 位于所述測壓室的頂部、且與智能控制單元相連的三通電磁閥；所述三通電磁閥在智能控制單元的控制下動作時，擴散硅差壓傳感器的兩個測量端都與大氣連通。
3.如權(quán)利要求1所述的氣泡式液位計，其特征在于，還包括與智能控制單元相連、用于測量液體溫度的溫度傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的氣泡式液位計，其特征在于，所述智能控制單元設(shè)有鍵盤和顯示器。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的氣泡式液位計，其特征在于，還包括與活塞式氣缸相通的空氣過濾器，該空氣過濾器與所述活塞式氣缸之間設(shè)有進氣單向閥，所述活塞式氣缸與測壓室之間設(shè)有排氣單向閥。
6.如權(quán)利要求5所述的氣泡式液位計，其特征在于，所述驅(qū)動裝置為行星輪減速電機。
【文檔編號】G01F23/14GK203572545SQ201320622115
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】沐扣曉 申請人:深圳市科皓信息技術(shù)有限公司