专利名称：液体储罐液位计的制作方法
技术领域：
本发明涉及液位计，尤其涉及一种液体储罐液位计。
背景技术：
石油、化工等领域在储运、生产、交易过程中常常需要进行液体储罐液 位的测量。液体储罐液位测量可以使用相应的液体储罐液位计完成。
现有技术中， 一种利用浮子称重的伺服式液体储罐液位计的结构如图1
所示，主要包括浮子ll、钢丝12、转鼓13、支架14、轴承15、电才几16、 转轴17、扭矩杆18、以及力传感器19等。其中，电机16的转轴17依次串 接支架14以及转鼓13，转鼓13外侧缠绕钢丝12,浮子11悬挂于钢丝12上， 支架14与转轴17之间通过轴承15连接，扭矩杆18 —端固定于电机16的底 部，另一端的下部固定力传感器19的一端。上述利用浮子称重的伺服式液位 计的工作原理为电机16转动，带动转轴17转动，进而通过转轴17带动转 鼓13转动，转鼓13的转动牵引钢丝12,进而通过钢丝12改变浮子11的高 度；当浮子ll进入液体，浮力依次通过转鼓13、转轴17、电机16以及4丑矩 杆18传递给力传感器19,当力传感器19获取到的浮子11的浮力达到设定值 时，电机16停止转动，根据电机步数或圆周编码器确定罐空高，以达到测量 液体卩诸罐液位的目的。
发明人发现上述结构的液体储罐液位计测量得到的液体储罐液位数值 有较大误差。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种液体储罐液位计，能 够减少液位计对液体储罐液位的测量误差。
为此，本发明实施例采用如下技术方案本发明实施例提供一种液体储罐液位计，包括浮子、转轮、拉绳、电
机、力传感器、弹性部件以及基座；其中，
电机的转轴连接转轮，转轮外侧缠绕有拉绳，浮子悬挂于拉绳上； 力传感器的第一端与电机固定连接；
弹性部件的第 一端以及基座的第二端与力传感器固定连接，弹性部件的 第二端与基座的第一端固定连接。
所述力传感器的第 一端与电机固定连接具体为
联接块与电机固定连接，力传感器的第一端固定于联接块的下部。
所述联接块与电机固定连接具体为
联接块固定于电机侧面，所述侧面与所述转轮相对，且联接块与电机的 转轴分离；或者，
联接块固定于电机的下部。
所述弹性部件的第 一端以及基座的第二端与力传感器固定连接，弹性部 件的第二端与基座的第 一端固定连接具体为 基座的第二端固定于力传感器第二端的下部；
所述弹性部件第 一端固定于力传感器第 一端的下部，弹性部件的第二端 固定于基座第一端的上部。
所述力传感器的第一端与电机固定连接具体为
联接块与电机固定连接，力传感器的第一端固定于联接块的上部。
所述联接块与电机固定连接具体为
联接块固定于电机侧面，所述侧面与所述转4仑相对，且联接块与电机的 转轴分离；或者，
联接块固定于电机的上部。
所述弹性部件的一端以及基座的一端与力传感器固定连接，弹性部件的 另 一端与基座的另 一端固定连接具体为
基座的第二端固定于力传感器第二端的上部；
所述弹性部件第一端固定于力传感器第一端的上部，同时，弹性部件第 二端固定于基座第 一端的下部。
所述弹性部件具体为配重弹簧。所述拉绳为钢丝，所述转轮为转鼓。 所述拉绳上带有长度字符；
所述液体储罐液位计还包括尺带字符获取部件，用于获取尺带上的长 度字符，为液位计算单元计算液体储罐液位提供基础数据；
液位计算单元，用于根据尺带上的长度字符计算液体储罐的液位。
所述拉绳为尺带，所述转轮为尺带绕盘。 所述尺带字符获取部件为视觉系统。 所述长度字符为自然码、 一维码或二维码。
对于上述技术方案的技术效果分析如下
本发明实施例的液体储罐液位计在电机和转4仑之间不再设置支架和轴 承，而是在力传感器下部固定基座以及配重弹簧，以支撑液体储罐液位计， 从而，浮子的浮力传递给力传感器时，不再如现有技术般受到轴承所产生的 摩擦力的影响，从而提高了力传感器测量浮力的精确度，进而提高了液体储 罐液位计测量液体储罐液位的精确度。
图1为现有技术利用浮子称重的伺服式液位计结构示意图； 图2为本发明实施例一种液体储罐液位计结构示意图； 图3为本发明实施例另一种液体储罐液位计结构示意图； 图4为本发明实施例第三种液体储罐液位计结构示意图。
具体实施例方式
现有技术中，在图1所示的液体储罐液位计结构下，浮子11的浮力是通 过转鼓13、转轴17、电机16以及扭矩杆18的多次转换传递给力传感器19 的，理想情况下，浮子ll浮力的变化应全部作用于力传感器19,但是，转轴 17带动轴承15转动时，轴承15转动产生摩擦力，该摩擦力将导致力传感器 19对浮力的测量产生较大误差，进而导致液位计对液体储罐液位的测量产生 误差。基于以上分析，本发明实施例提供了一种液体储罐液位计，主要包括 浮子、转轮、拉绳、电机、力传感器、弹性部件以及基座；其中，
电机的转轴连接转轮，转轮外侧缠绕有拉绳，浮子悬挂于拉绳上；
力传感器的第一端与电机固定连接；
弹性部件的第一端以及基座的第二端与力传感器固定连接，弹性部件的 第二端与基座的第一端固定连接。
从以上描述可知，本发明实施例的液体储罐液位计在电才几和转轮之间不 再设置支架和轴承，而是将基座以及配重弹簧与力传感器固定连接，基座和 配重弹簧用于支撑液体储罐液位计，从而，浮子的浮力传递给力传感器时， 不再如现有技术般受到轴承所产生的摩擦力的影响，从而提高了力传感器测 量浮力的精确度，进而提高了液体储罐液位计测量液体储罐液位的精确度。
以下，结合附图详细说明本发明实施例液体储罐液位计的实现。
图2为本发明实施例一种液体储罐液位计结构示意图，在该实施例中， 所述转轮以及拉绳通过转鼓以及钢丝实现；力传感器以及电机之间通过联接 块固定。如图2所示，包括浮子11、钢丝12、转鼓13、转轴17、联接块 24、电机16、力传感器19、基座28以及配重弹簧27;其中，
电机16的转轴17连接转鼓13,转鼓13外侧缠绕有钢丝12，浮子11通 过钢丝12悬挂在转鼓13上。
电机16用于通过转轴17带动转鼓13转动；转鼓13用于在电机16的带 动下的转动，牵引钢丝12以改变浮子11的高度。
其中，所述电机16可以为步进电机。另夕卜，在实际应用中，如液体储罐 中存储的液体为易燃液体时，电机16外部一般设置有防爆盒，防爆盒具体如 何设置可使用现有技术中的相关技术完成，这里不再赘述。
联接块24位于转鼓13和电机16之间，且，联接块24固定于电机16的 侧面，该侧面与转鼓13相对，联:4妻块24与转轴17相分离。力传感器19的 第 一端固定于联接块24的底部。在实际应用中，力传感器包含硅压阻式、应变式、压电式、电磁式等不 同形式，均可适用于本发明实施例。
联接块24用于将力传感器19与电机16固定连接，并在液体储罐液位计 工作中将浮子11的浮力传导给力传感器19。
这里，只给出了联接块24固定于电机16与转鼓13相对的侧面的例子； 在实际应用中，联接块24也可以固定于电机16的下部。或者，力传感器19 也可以不通过联接块24而直接与电机16固定连接。另外，这里的联4妻块24 为圆环形，在实际应用中，联接块24的形状并不固定，可以为任意形状，只 要能够将力传感器19与电机16固定连接，且与转轴17相分离(如接触，则 转轴转动时两者之间将产生摩擦力，从而影响力传感器19对于浮子浮力的测
量精度)即可。
配重弹簧27固定于力传感器19的第一端(即与联接块24连接的一端) 的下部，同时，配重弹簧27固定于基座28第一端的上部；基座28的第二端 固定于力传感器19第二端的下部。其中，所述配重弹簧27还可以使用弹片 等进行替换，且配重弹簧27的样式不限，可以为板簧、钢丝簧等。配重弹簧 27或者弹片等弹性部件的弹性能够保证力传感器19的正常工作，以便力传感 器19完成对于浮子11浮力的测量。
从图2中可以看出，基座28的形状为横的L形，以便使得力传感器19 平置于配重弹簧27和基座28之上。这里，配重弹簧27和基座28 —起用于 支撑液体储罐液位计上其他如力传感器19、浮子11、钢丝12、转鼓13、转 轴17、联接块24、电机16等。而且，通过设置配重弹簧27等弹性部件，配 重弹簧27对力传感器19的支撑力还可以抵消浮子11、钢丝12、转鼓13、转 轴17、联接块24、电机16、以及力传感器19作用于力传感器19的力，保证 了力传感器19测量的力仅为浮子11的浮力；且，保证了力传感器19的正常 工作。
以下，介绍图2所示液体储罐液位计的工作原理电机16带动转轴17 转动，进而通过转轴17带动转鼓13转动，转鼓13的转动牵引钢丝12,通过 钢丝12改变浮子11的高度；当浮子ll进入液体，浮力依次通过转鼓13、转轴17、电机16以及联接块24传递给力传感器19。由于配重弹簧27施加给 力传感器19的支撑力抵消了浮子11、钢丝12、转鼓13、转轴17、联接块24、 电机16、以及力传感器19等液位计部件的重力，因此，在本发明实施例中力 传感器19测量到的力仅为浮子11的浮力，当浮子11的浮力达到设定值时， 电机16停止转动，此时，液位储罐液位计所包含的液位计算单元(图中未示 出)获取电机步数或转鼓旋转的圓周数等参数，计算罐空高，进而达到测量 液体储罐液位的目的。其中，所述液位计算单元的实现可以使用现有^支术中
的相关技术完成，这里不赘述。
由于图2所示的本发明实施例中，使用基座28和配重弹簧27进行液位 计的支撑，转鼓13与电机16之间不再存在支架14以及轴承15，从而消除了 现有技术中由于轴承15所产生的摩擦力对力传感器19测量准确性的影响。 因此，本发明实施例的液体储罐液位计相4交于现有4支术，能更加精确的对液 体储罐液位进行测量。除此以外，本发明实施例的所述液体储罐液位计还具 有结构简单，容易安装和维护，可靠性高，成本低等特点。
进一步的，图2所示的本发明实施例液体储罐液位计中，仍然根据电机 步数或圆周编码器确定罐空高，达到测量液体储罐液位的目的，但是，利用 电机步数或者利用钢丝以及绕钢丝的转鼓的旋转来计量高度信息，钢丝的长 度误差与鼓直径的误差累加，仍然会对液体储罐液位的测量结果产生影响， 导致测量精度不足，基于此，图3所示的本发明实施例在图2所示的本发明 实施例液体储罐液位计结构的基础上，改变了原来液体储罐液位计算方法， 使用带有长度字符的尺带替代了原有的液体储罐液位计中的钢丝，通过获取 尺带上的长度字符来计算尺带的长度变化，进而计算液体储罐液位。
如图3所示，与图2相同的，该液位计包括浮子ll、转轴17、联4妻块 24、电机16、力传感器19、基座28、配重弹簧27,此外，图3所示的本发 明实施例中用尺带31、尺带绕盘32、导向轮33替换了钢丝12以及转鼓13, 而且，该液体储罐液位计还包括尺带字符获^l部件34。如图3所示，其中，
电机16的转轴17连接尺带绕盘32,电机16通过转轴17带动尺带绕盘 32转动，进而通过带动导向轮32牵引尺带31,从而改变浮子ll的高度。这里，导向4仑33为可选部件。
尺带32上带有长度字符，所述长度字符可以为自然码、 一维码、二维 码等。尺带字符获取部件34用于获取尺带31上的长度字符，为计算液体储 罐液位提供基础数据。所述尺带字符获取部件34可以为视觉系统。
相应的，液位计算单元(图中未示出)将根据尺带字符获取部件获取到 的尺带上的长度字符计算液位。
尺带字符获取部件34获取浮子11开始运动时刻某一高度位置的尺带的 长度字符以及浮子运动结束时刻该高度位置的尺带的长度字符，通过上述长 度字符计算液体储罐液位时，由于尺带字符只与尺带本身的长度有关，而其
他尺带绕盘等并不影响尺带字符获取部件34获取到的尺带字符的精确度，从 而，相对于现有技术通过电机步数或圆周编码器计算液体储罐液位，计算结 果更加精确。而且，当尺带字符获取部件34为视觉系统时，由于视觉系统的 分辨率很高，可以进一步增加液体储罐液位计算结果的精确度。另外，本发
另外，图2和图3所示的液体储罐液位计中，力传感器19通过联接块24 固定于电机16的下方，基座28以及配重弹簧27位于力传感器19以及电机 等的下部，起到固定液位计以及支撑液位计的作用。在实际应用中，如图4 所示，力传感器19的第一端还可以固定于电机16的上部，且力传感器19以 及电机16之间仍可以通过联接块24固定。此时，配重弹簧27的第一端固定 于力传感器19的第一端的上部；配重弹簧27的第二端固定于基座28的第一 端的下部；基座28第二端固定于力传感器19第二端的上部。此时，基座28 以及配重弹簧27仍然起到了支撑液位计以及固定液位计的作用。而且，配种 弹簧27的弹性可以使得力传感器19能够正常工作，完成对于浮子11浮力的 测量。
另外，在图4所示的液位计结构中，联接块24可以如图4所示固定于电 机16与转鼓13相对的侧面上；或者，联接块24也可以固定于电机16的上 部，这里并不限制。替换。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种液体储罐液位计，其特征在于，包括浮子、转轮、拉绳、电机、力传感器、弹性部件以及基座；其中，电机的转轴连接转轮，转轮外侧缠绕有拉绳，浮子悬挂于拉绳上；力传感器的第一端与电机固定连接；弹性部件的第一端以及基座的第二端与力传感器固定连接，弹性部件的第二端与基座的第一端固定连接。
2、 根据权利要求1所述的液体储罐液位计，其特征在于，所述力传感器 的第一端与电机固定连接具体为联接块与电机固定连接，力传感器的第 一端固定于联接块的下部。
3、 根据权利要求2所述的液体储罐液位计，其特征在于，所述联接块与 电机固定连接具体为联接块固定于电机侧面，所述侧面与所述转轮相对，且联接块与电机的 转轴分离；或者，耳关接块固定于电机的下部。
4、 根据权利要求2所述的液体储罐液位计，其特征在于，所述弹性部件 的第 一端以及基座的第二端与力传感器固定连接，弹性部件的第二端与基座 的第 一端固定连接具体为基座的第二端固定于力传感器第二端的下部；所述弹性部件第 一端固定于力传感器第 一端的下部，弹性部件的第二端 固定于基座第一端的上部。
5、 根据权利要求1所述的液体储罐液位计，其特征在于，所述力传感器 的第 一端与电机固定连接具体为联接块与电机固定连接，力传感器的第一端固定于联接块的上部。
6、 根据权利要求5所述的液体储罐液位计，其特征在于，所述联接块与 电机固定连接具体为联接块固定于电机侧面，所述侧面与所述转轮相对，且联接块与电机的 转轴分离；或者，联接块固定于电机的上部。
7、 根据权利要求5所述的液体储罐液位计，其特征在于，所述弹性部件 的 一端以及基座的一端与力传感器固定连接，弹性部件的另 一端与基座的另一端固定连接具体为基座的第二端固定于力传感器第二端的上部；所述弹性部件第一端固定于力传感器第一端的上部，同时，弹性部件第 二端固定于基座第 一端的下部。
8、 根据权利要求1至7任一项所述的液体储罐液位计，其特征在于，所 述弹性部件具体为配重弹簧。
9、 根据权利要求1至7任一项所述的液体储罐液位计，其特征在于，所 述拉绳为钢丝，所述转轮为转鼓。
10、 根据权利要求1至7任一项所述的液体储罐液位计，其特征在于， 所述拉绳上带有长度字符；所述液体储罐液位计还包括尺带字符获取部件，用于获取尺带上的长 度字符，为液位计算单元计算液体储罐液位提供基础数据；液位计算单元，用于根据尺带上的长度字符计算液体储罐的液位。
11、 根据权利要求IO所述的液体储罐液位计，其特征在于，所述拉绳为 尺带，所述转轮为尺带绕盘。
12、 根据权利要求IO所述的液体储罐液位计，其特征在于，所述尺带字 符获取部件为视觉系统。
13、 根据权利要求IO所述的液体储罐液位计，其特征在于，所述长度字 符为自然码、 一维码或二维码。
全文摘要
本发明公开了一种液体储罐液位计，包括浮子、转轮、拉绳、电机、力传感器、弹性部件以及基座；其中，电机的转轴连接转轮，转轮外侧缠绕有拉绳，浮子悬挂于拉绳上；力传感器的第一端与电机固定连接；弹性部件的第一端以及基座的第二端与力传感器固定连接，弹性部件的第二端与基座的第一端固定连接。该液体储罐液位计对于液体储罐液位测量的精度高。
文档编号G01F23/30GK101566492SQ20091014559
公开日2009年10月28日 申请日期2009年6月3日 优先权日2009年6月3日
发明者吴军保, 张立群, 辉 陈 申请人:吴军保