专利名称：液面界面组合测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于可同时测量液面和界面的测量仪表，它可利用多种颜色同时显示液－气及液－液界面，并可在液位超低或超高情况下显示报警，可广泛应用在石油、化工、轻工。锅炉、医药、食品等一切需要观察测量液面和界面的领域。
目前已有的光学双色液(水)位计是利用光线折射和反射的原理，用红绿两色来显示液、气两相，它存在的缺点有1.根据它所应用的折射和反射原理，这种双色液(水)位计最先进的方法是在圆形石英玻璃管中心加工一个呈直角三角形的异型孔。这使得石英管加工困难，成品率低，从而石英管成本较高，使液面计价格较为昂贵。
2.由于石英管为直角三角形通孔，因此三角形三个顶点部位应力集中，大大降低了管壁的抗压强度。
3.石英管的三角形通孔截面积较小，容易使管子堵塞，不易清除管壁污垢，同时由于管内液体容积较小，在夏季极易发生介质受热气化现象，降低了观察效果。
4.只能测量液－气(汽)之间界面，不能测量液－液之间界面。
5.没有配套的调温装置，在特殊环境和条件下使用不方便。
6.由于石英管三角形通孔的各边比较窄，所以使液位计观察角度非常狭窄，不方便操作。
7.因液面计的色板分别处于表体两侧，夜间观察不方便。
本实用新型的目的是克服现有双色液(水)位计的缺点，设计出一种既能指示液－气(汽)界面，又能指示液－液之间的界面。还可进行液位超低超高报警的液面、界面组合测量仪。为适应石化系统防爆需要，它自身不需电光源，并设有调温装置，而且具有应用原理巧妙，结构简单，观察指示清晰可靠，检维修方便等特点。
本实用新型的原理为测量液面部分是利用了光学透镜的倒立成象原理，利用两块不同颜色的色板位置差来显示液面位置。测量界面部分是利用了阿基米德浮力原理，将浮子的比重调节到介于两种液体比重值之间，从而使浮子指示出两种液体的界面。
本实用新形的要点是1.本实用新型采用的石英玻璃管是抗压型的圆孔石英玻璃管，它两头由表体的上、下端盖，利用密封件与上、下连通管相连接。
2.本实用新型采用的色板可以是透明彩色的玻璃制成，也可以应用反光涂料或夜光涂料制成。
3.本实用新型采用的色板安装位置在石英玻璃管后侧正中，紧贴表体后壁(如图三)，其与石英玻璃管中心的距离为由石英管充满介质后形成双凸透镜时焦距的二倍。
4.本实用新型采用了一根或两根由金属制成的调温管，以保证加热或冷却介质之用。
5.本实用新型的可调式浮子具有一个内部可以调节容积的空腔和外部一个可细微调节的指示标尺。
本实用新型的实施液面计部分的实施如图一、图四，当石英玻璃管内无液体为气体时，从石英管的正面可以清楚地看到在石英管后部安装的两块色板，其颜色位置与安装位置相同，如图中的左红、右绿，当石英玻璃管中充入无色透明液体后，石英管已成为一个双凸透镜，根据凸透镜的倒立成象原理。此时石英管正面所看到的是两块色板颜色位置已经相反了的影象。如图中的左绿右红，这时如果刻度尺板的位置如图四(a)所示，观察到的液面情况也如图四(a)所示，如果刻度尺的位置如图四(b)或图四(c)所示，则观察到的液面情况也如图四(b)和图四(c)所示。当液面低于或高于所规定的位置时，将会观察到第三种报警颜色(如黄色)出现，以引起操作人员的注意。
界面计部分的实施如图一、图二，在可调式浮子制作时就要使浮子满足下面两个公式要求当浮子内空腔容积为最小时 ∑(γ1V1)＞γmax∑V1当浮子内空腔容积为最大时 ∑(γ1V1)＋γ空气V空腔＜γmin(∑V1＋V空腔)式中γ1－浮子各部件材质的比重。
V1－浮子各部件材质的体积。
γmax－所测介质中比重最大液体的比重。
γmin－所测介质中比重最小液体的比重。
γ空气－空气的比重。
V空腔－浮子内空腔的最大体积。
注γ空气·V空腔这项值较小可忽略。
在使用前，要先测出被测两种介质的比重值。例如分别为1.0和0.75。在使用时，转动浮子空腔容积调节螺杆15(d)，将浮子内空腔容积调整到适当范围，使此时整个浮子的比重介于被测两种介质之间，例如0.9。调整可按下面公式进行∑(γiVi)＝0.9(∑V1＋V空腔)求出V空腔值后，再跟据浮子的几何尺寸求出调节螺杆顶端所应停留的位置。
调好浮子后，将它装入石英玻璃管内，浮子就会停在两种液体之间的位置。再稍微调节一下浮子外部的可调式界面指示标尺，使之着色标记部位正好在两种液体的界面上。以后浮子外部界面指示标尺所指示的部位便是两种液体的界面。
权利要求1.一种既可观察液面又可观察界面的组合测量仪，由表体(1).石英玻璃管(2).石英管固定支架(3).支架调节螺丝(4).调温管(5).红、绿色板(6).(7).色板固定玻璃(9).表体上的侧透光孔(8).表体上的后透光孔(10).表体观察窗(11).上下端盖(12).端盖固定螺丝(13).端面密封件(14).可调式浮子(15).刻度尺板(16).组成.其特征在于在石英玻璃管后方并排安装红绿色板各一块，石英管内部设有可调式浮子一个，表体内安装有调温管两根。
2.如权利要求1.所述的液面、界面组合测量仪，其特征在于界面指示浮子(15)，可在石英管腔内上下自由移动。它由浮子壳体(15a)。可调式界面指示标尺(15b)。浮子空腔(15c)。浮子空腔容积调节螺杆(15d)组成。
3.如权利要求1.或2.所述的液面组合测量仪，其特征在于浮子壳体可由塑料、玻璃、金属等单一或复合材料制成，浮子空腔容积调节螺杆必须由比重较大的实体制成，浮子比重必须满足附后的测算公式要求。
4.如权利要求1.或2.所述的液面界面组合测量仪，其特征在于可调式浮子的外型应是上、下两端呈圆锥体，浮子外部的可调式界面指示标尺外侧也须呈尖角，并采用与液位指示颜色有明显区别的颜色。
5.如权利要求1.所述的液面、界面组合测量仪，其特征在于色板可由透明材料制成，也可由反光材料和夜光材料制成。在条件允许的情况下，还可应用光导纤维或发光二极管等技术。
6.如权利要求1.所述的液面、界面组合测量仪，其特征在于红绿色板必须并排安装在石英管的正后方。它与石英管管中心距离为当石英管充满液体后形成双凸透镜的焦距的2倍。
7.如权利要求1.所述的液面、界面组合测量仪，其特征在于两块色板中指示液相的一块在规定的液面控制位置上改为第三色，做为液面超低或超高报警用。
8.如权利要求1.所述的液面、界面组合测量仪，其特征在于调温管是由金属材料制成。
9.如权利要求1.所述的液面、界面组合测量仪，其特征在于石英玻璃管是由耐压透明石英玻璃制成，管壁、管孔均为圆形。
专利摘要本实用新型属于液面和界面组合测量仪，它由石英玻璃管、色板、调温管、可调式浮子等主要部件组成，即可同时指示液-气和液-液之间的液面和界面，又可作为液面计或界面计单独使用，它可在液面超低或超高时出现报警显示，它的结构简单，成本低廉，观察指示清晰可靠，检维修方便，从多方面弥补了现有液面计的缺点。可广泛使用于石油化工、轻工、锅炉、医药、食品等一切需要观察测量液面、界面的领域。
文档编号G01F23/30GK2108280SQ91232518
公开日1992年6月24日 申请日期1991年12月24日 优先权日1991年12月24日
发明者周大星 申请人:周大星