专利名称：圆筒弹性元件的浮筒液位计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液体物料液位高度测量的液位仪表，具体说涉及一种浮筒液
位计。
背景技术：
日前的浮筒液位计是由内浮筒、杠杆、弹性元件、传感器、信号处理器及显示装置 组成，工作原理是测量液体对内浮筒产生浮力，将作用力通过传感器检测浮筒液位变化，将 电信号传递给微处理器，再由微处理器将计算结果传至显示器并输出4 20mA信号。
目前浮筒液位计有以下三种结构 1、在特制薄壁圆筒体上安装应变片式测力传感器，检测介质液位变化对浮筒的浮 力的变化。 上述形式在特制薄壁圆筒体上按装应变片测力传感器，该圆筒应变片安装难于 保证上下平齐和左右对称，影响测量精度，特制薄壁圆筒加工工艺性不好，在圆筒上粘贴应 变片薄壁圆筒受内部工作压力作用产生变形，影响传感器测量精度，不适合做高压型，由于 紧贴在与介质直接接触薄壁圆管外壁，容易受温度影响，所以不易于做成高温型，另外由于 直接接触测量，当受到大的外力作用时容易造成传感器损坏。 2、采用薄金属片做弹性元件，杠杆一端安装内浮筒，另一端安装测力传感器，检测 介质液位变化对浮筒的浮力的变化。 上述形式采用薄金属片做弹性元件，杠杆一端安装内浮筒，另一端安装测力传感 器，应变片安装难以保证上下平齐和左右对称，影响测量精度，而且由于直接接触测量，当 受到大的外力作用时容易造成传感器损坏。薄金属片做弹性元件，受内部工作压力作用产 生变形，影响传感器测量精度，不适合做高压型。 3、采用的是霍尔线性位移传感器，使用的弹性元件是扭力管结构。 上述形式采用的是测量位移传感器，浮筒液位计采用非接触式霍尔线性位移传
感器，使用的弹性元件采用的是扭力管结构。该结构需要在扭力管一端做支点，加工及装配
工艺性不好。
发明内容针对现有浮筒液位计存在的缺陷，本实用新型提供一种结构简单、应用可靠，加工
及装配工艺性良好，在杠杆一端安装测力传感器或非接触式霍尔线性位移传感器，弹性元 件采用薄壁圆筒或厚壁圆筒做弹性元件的浮筒液位变送器。 解决上述技术问题所采取的具体技术措施一种圆筒弹性元件的浮筒液位计，包 括信号处理及显示装置，其特征是在壳体(3)内装有圆筒弹性元件(4)，在圆筒弹性元件 内(4)装有杠杆(2)，在杠杆(2)的下端装有内浮筒(l)，在杠杆(2)上部装有机械阻尼装 置(5)，在杠杆(2)顶端装有与内浮筒(1)位置方向相一致的检测传感器(6)，传感器(6) 号输出端联接微处理器(7)、显示器(8)。[0012] 所说的传感器为测力传感器或位移传感器。 本实用新型的有益效果本实用新型采用测力传感器或霍尔线性位移传感器，弹 性元件采用薄壁圆筒或厚壁圆筒，结构简单，加工及装配工艺性良好，密封性好，应用可靠， 适于制造高温、高压型浮筒液位计。
图1是实施例1的结构示意图。 图2是实施例2的结构示意图。 图3是实施例2测量原理示意图。
具体实施方式结合附图说明本实用新型的结构。 实施例1 一种圆筒弹性元件的浮筒液位计，如图1所示，在壳体3内装有圆筒弹性 元件4，在圆筒弹性元件内4装有杠杆2，在杠杆2的下端装有内浮筒l，在杠杆2上部装有 机械阻尼装置5，在杠杆2顶端装有与内浮筒1位置方向相一致的双孔悬臂梁称重传感器 (电阻应变片应变片式力传感器)6，双孔悬臂梁称重传感器6信号输出端联接微处理器7、 显示器8。 弹性元件采用薄壁圆筒或厚壁圆筒，当检测介质液位变化对浮筒的浮力产生变 化，测力传感器将测得的浮力变化数据传送至微处理器，按传统的测量方法计算出液位结 果。 实施例2 —种圆筒弹性元件的浮筒液位计，采用的传感器为非接触式霍尔线性位 移传感器，结合附图说明本实用新型的结构和测量方法。如图2所示，在壳体3内装有圆筒 弹性元件4，圆筒弹性元件采用薄壁圆筒或厚壁圆筒均可。厚壁圆筒提高密封的可靠性和抗 过载能力。在圆筒弹性元件内4装有杠杆2，在杠杆2的下端装有内浮筒l，在杠杆2上部 装有机械阻尼装置5，在杠杆2顶端装有与内浮筒1位置方向相一致的检测位移磁钢9，在 检测位移磁钢9相对应位置装有霍尔线性位移传感器6，霍尔线性位移传感器6信号输出端 联接微处理器7、显示器8。 上述浮筒液位计工作原理，如图3所示，由于在杠杆2 —端安装内浮筒1，液体液位 发生变化，液体浸入浮筒液位也发生变化，液体对内浮筒1产生的浮力发生改变，浮力的改 变将使杠杆2 —端产生位移，同时带动杠杆2另一端产生位移变化，由霍尔线性位移传感器 6测得的位移距离转换成电信号，霍尔线性位移传感器6发出的电信号经过A/D转换器将信 号输入微处理器，经过微处理器7的线性修正得出与液位相对应的线性液位值，在显示器8 上显示，并输出4 20mA信号。 测量数据的计算是根据悬臂梁公式，悬臂梁一端的挠度fA
尸/3 力=1 P为悬臂梁一端受的作用力(内浮筒浮力)。 由以上公式可以看出，内浮筒受液体浮力作用力后，杠杆产生的位移，根据杠杆原 理，杠杆另一端的位移与杠杆受力端的位移成正比，也就是如下[0026] L = C' P 式中 L为杠杆另一端的位移； C'为常数； P为内浮筒浮力。 以上公式可以看出杠杆端头的位移与内浮筒浮力成正比。
权利要求一种圆筒弹性元件的浮筒液位计，包括信号处理及显示装置，其特征是在壳体(3)内装有圆筒弹性元件(4)，在圆筒弹性元件内(4)装有杠杆(2)，在杠杆(2)的一端装有内浮筒(1)，在杠杆(2)上部装有机械阻尼装置(5)，在杠杆(2)另一端装有与内浮筒(1)浮力方向相一致的检测传感器(6)，传感器(6)信号输出端联接微处理器(7)、显示器(8)。
2. 根据权利要求1所述的一种圆筒弹性元件的浮筒液位计，其特征是所说的检测传 感器为测力传感器。
3. 根据权利要求1所述的一种圆筒弹性元件的浮筒液位计，其特征是所说的检测传 感器为位移传感器。
专利摘要一种圆筒弹性元件的浮筒液位计，在壳体(3)内装有弹性元件(4)，在弹性元件内(4)装有杠杆(2)，下端装有内浮筒(1)，在杠杆(2)上部装有机械阻尼装置(5)，在杠杆(2)顶端装有传感器(6)，传感器(6)信号输出端联接微处理器(7)、显示器(8)。弹性元件采用圆筒弹性元件，传感器采用测力传感器或霍尔线性位移传感器，圆筒弹性元件采用薄壁圆筒或厚壁圆筒均可，内部压力对弹性元件产生的形变较小，并延长传感器的使用寿命、提高测量精度，该浮筒液位计具有结构简单，密封可靠，安装调试方便等优点。
文档编号G01F23/38GK201532232SQ20092001546
公开日2010年7月21日 申请日期2009年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者张昌盛, 施大顺, 栾晓东, 郇维东, 陈博宇, 黄晓东 申请人:丹东耐能仪表电器有限公司