专利名称：液位传感器的制作方法
技术领域：
一种液位传感器，属于测量液体表面高度位置的传感器。
现有液位测量仪器有如下几种
这些液位计测试精度低，比较落后。不能满足用户现代化管理要求。其中第五种虽然可以遥测，但结构复杂，它由差动变压器、放大器、可逆电机、变速箱、发送自整角机、接收自整角机等组成。而且很难以与计算机连接。
本发明的目的是为各种开口容器的液位测试提供一种成本低、简便、高精度的传感器，以便与数字仪表或计算机连接构成现代化监测和管理系统。
为实现发明目的，设计一套传动结构将浮子随液面升降的直线运动转变为机械轮的转动，从而带动多圈电位器轴转动，即达到液位变化转变为电信号变化的目的。
以下结合附图对本发明作详细说明
图1本发明的A型结构正面示意图图2本发明的A型结构侧剖面示意图图3本发明的B型结构正面示意图A型内固定、外转动，适用于液位变化大的容器，如液位变化由0～10m。
B型外固定、内转动。适用于液位变化小的容器。如液位变化由0～1m。
本发明的传感器由浮子(1)、钢丝绳(2)，多圈电位器(6)及传动部分组成。
传动部分包括绕线轮(3)、固定轴(4)、平面涡卷弹簧(发条)(5)、电位器止螺丝(7)、轴承(8)。
涡卷弹簧(5)安装在固定轴(4)和绕线轮(3)之间，作用是给绕线轮以恒定扭矩。多圈电位器(6)安装在固定轴(4)的空心中。电位器止螺丝(7)的作用是使其在拧紧状态时多圈电位器与绕线轮外壳固定在一起，从而使电位器轴随绕线轮一同转动。
钢丝绳(2)的一端悬吊浮子(1)，另一端缠绕在绕线轮(3)上。
浮子(1)随液面向上或向下运动时，绕线轮(3)随之转动并带动多圈电位器轴转动，电位器轴的这种角位移改变了多圈电位器移动点的电阻值。如果在多圈电位器的固定端加上稳定电压，移动点上将获得与液位高成比例的电压信号。
绕线轮(3)的圆周表面做有螺旋槽以使钢丝整齐地缠绕在凹槽内。
为了保持绕线轮的转动扭矩及钢丝绳拉力的恒定和适当，应按以下原则设计1.钢丝绳的拉力、浮子质量、浮子浮力必须满足下列关系。
钢丝绳拉力＜浮子质量＜浮子浮力2.涡卷弹簧设计按如下公式计算弹簧的工作长度L＝ (π(R2－r2))/(2h)弹簧的工作转数N＝ 1/(h) (2(R2+r2)]]>－R－r)弹簧的负荷力矩M＝ (E·b·h3·π·N)/(6L)式中R－－弹簧盒的半径。(本发明A型中的绕线轮(3)即为弹簧盒)。
r－－弹簧心轴半径(本发明A型中的固定轴(4)即为弹簧心轴)
h－－弹簧厚度b－－弹簧宽度E－－弹簧材料的弹性模量绕线轮的大小随液位变化高度，及多圈电位器的圈数而定。
本发明的精度如使用十圈电位器，液位移动1／1000行程，十圈电位器转动3.6度。电位器移动点所获得的信号之强是数字仪表和计算机极容易分辩出来的，如目前我们使用的三位半数字表头Mc14433可分辩1／2000电压信号。也就是说本发明可以有小于1／1000行程的分辩率。
十圈电位器移动点所得到的电压信号输出阻抗小、不受干扰；信号强，不需放大；几乎没有零漂、温漂。该传感器的精度仅受十圈电位器线性度的影响。如我们目前使用0.2％线性度的十圈电位器，则传感器精度是2／1000。
由于涡卷弹簧在放松和收紧状态的弹力不可能完全一致，但应控制在20％偏差范围内。浮子吃水线也会变化，这样电压信号与液面高度之间将产生误差。但此误差可在与数字仪表或计算机连接的电路中消除。
由于浮子有吃水深度，传感器不能输出零信号。但在与数字仪表或计算机连接时，通过电路设计，液位测试系统的零液位也可得到。
本发明试验应用在长沙铁路机务段的1000吨的4个贮油罐上，每罐上安装一个液位传感器、与计算机连接。控制室远离油罐100m、该控制系统可固定检测某一罐，随时打印数据。每天盘点库存，液位升高到规定高度8.8m时，可声、光报警并关断油泵，非常实用。
另外在铁路内燃机车轻油仪中试验应用，油箱液位变化0～1m、油箱上安装两个本发明传感器，使用单片微机处理，通过软件，可算出一班司机的耗油量并通过打印机打印出来。
使用该传感器还有体积小，结构简单、成本低、计量精度高的优点。
本发明的传感器如与数字仪表配合使用时数字显示液位高度。
权利要求1.一种液位传感器。属于测量液体表面高度位置的传感器。它含有一个浮子(1)，其特征在于它还含有多圈电位器(6)，和安装在绕线轮(3)上的平面涡卷弹簧(5)，多圈电位器(6)的轴能随绕线轮一同转动。
2.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于所说多圈电位器(6)与绕线轮的连接是用电位器止螺丝(7)。
3.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于所说绕线轮(3)上缠绕悬吊浮子(1)的钢丝绳(2)。
专利摘要一种液位传感器，属于测量液体表面高度位置的传感器，该传感器作用是将液位高度变化转换成为电信号变化、以便与计算机或数字仪表连接构成监测开口容器内液位状况的现代化管理系统。该传感器构造简单、精度高、成本低。
文档编号G01F23/30GK2044728SQ8920106
公开日1989年9月20日 申请日期1989年1月27日 优先权日1989年1月27日
发明者郭泽远, 顾宗庭, 庄悌修, 吴宗明 申请人:成都铁路局昆明科学技术研究所