专利名称：：磁触发式锅炉液位计的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种工业锅炉用的磁触发式水位显示报警装置，简称磁触发式锅炉液位计。目前，工业锅炉上所使用的液位计有各种各样的型式，而利用磁的固有特性所制成的锅炉液位计主要共计有两类一类是将锅炉内某一水位的变化转变成可动部件的翻转，从而直接指示出锅炉的这一水位位置；另一类是将锅炉内某一水位的变化转换成电信号作为输出，经过变换后显示出锅炉这一水位位置。比如国外一些生产厂商制造的MBSK型浮子式液位计和国内一些生产厂家制造的UFC型球式磁翻转液位计，都是应用磁偶合原理来检测液位，就是当浮子在测量管内随水位上升下降时，通过浮子内的敏感元件(即磁钢)，与指示球体内的多极磁钢相互偶合，将液位的变化转变成球体的水平旋转或垂直旋转，即液位上升时红半球连续翻向外面，液位下降时白半球连续翻向外面，根据红半球指示的液位高度读出具体数值。这种液位计可就地直接指示液位，亦可附加液位极限报警器，实现远距离液位报警和监控。但是，由于在球内采用了多极磁钢(如在一个球体采用了4极或6极磁钢)，球体的体积不可能做得很小，所以其显示的液位位置有较大的间隔，即偏差较大，同时，这种液位计结构较复杂。第二类液位计，如国内一些生产厂家制造的UHM型磁控式锅炉液位计，是利用浮子内的敏感元件(即磁钢)，触发测量管外壁上的于式舌簧管，从而输出电信号，即当浮子随水位上升时，使得常开干簧管和常闭干簧管的触点闭合或断开，并且自锁，当浮子再回到原处时，触点才断开或闭合。从整体组合上来说，其构造较为复杂，且可靠性不高，实用性较差。它有如下几个缺陷①传感器(即浮子)的两端面为平封头，这会影响液位测量的准确性。国为锅炉运行时，其内部压力在不断变化。当其内部压力较高时，平封头的浮子容易下沉，从而使其触发处于滞后状态，这样就不能保证信号及时且准确的传输。且其传感器采用了三节式的焊接工艺方法，不易制造。②采用双边触发的形式。即在其测量管的外侧采用了双边开关阵列，这样在调试时很难调好其触发距离。如果在测量管内及浮子之间没有定位机构，则容易造成失控现象。这是由于烧结型的园形磁钢，其径向各点的磁场强度是不同的，最大处在N极和S极，同时，极难制造成多极(一般为2极，制造成2极以上极难甚至不可能)，即使采用特殊的组合方式制成多极，也不可能使得径向各点的磁场强度相同(即总会有一处是最弱的)。因为浮子在测量管内部(即处于汽水混合状态中)会随着液体而旋转，所以容易造成失控。③由于其设计较复杂，从一次仪表到显示控制器之间采用了多达38～39根连接导线。由于其连接线数目较多，造成安装时布管穿线困难，且导线容易在高温、多灰尘、水份和腐蚀性气体中发生氧化、老化、甚至烧断等现象。这样，不但会给安装和维修时带来不必要的麻烦，且大大地影响了对液位的监控。所以其实用性较差。④其显示不够直观，它采用了发光二极管分隔显示液位，不大符合人的眼晴对物体的观感。因为人的眼睛对物体的观感是连续的、立体的。本实用新型的目的旨在避免现有技术的不足而提供一种技术先进、结构简单，可靠性高，实用性强的磁触发式锅炉液位计。本实用新型的目的是这样实现的一种磁触发式锅炉液位计，其特征在于是由装在锅炉汽包上的一次仪表和装在操作台上的显示控制器组成，其中一次仪表主要由导轨柱(4)、敏感元件(磁钢)(16)、传感器(浮子)(17)、测量管(18)、和定位柱(20)组成，传感器的两端采用曲线球面结构，其内部的敏感无件即圆形实芯磁钢是用两片非导磁材料固定片(15)夹在其间，并且使得N极或S极的某一极靠近浮子内壁的一侧，传感器和测量管内壁之间靠两条导轨柱定位；干簧管(10)的排布位置与平板玻璃水位计显示的水位位置一一对应，干簧管焊接在开关线路板(6)上而固定在开关盒(5)内，开关线路采用由干簧管和电阻组成的电阻分压式磁触发开磁阵列，用3根导线将一次仪表与显示控制器连接。显示控制器的液位显示采用光柱色带发光体模拟显示，可根据需要在任一水位位置时对液位进行控制和报警。下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详述图1为本实用新型中的一次仪表剖面结构示意图图2和图3均是一次仪表传感器剖面示意图图4是磁触发开关阵列原理图。上述图中，1为密封螺母、2为上封板、3为连接法兰、4为导轨柱、5为开关盒、6为开关板、7为高温线、8为电缆线、9为接线端子、10为干簧管(开关管、常开)11为缓冲弹簧、12为下端板、13为下封板、14为排污阀、15为固定片、16为敏感元件(磁钢)、17为传感器(浮子)、18为测量管、19为限位弹簧、20为定位柱。图5为本实用新型中的显示控制器电路原理图图6是显示控制器面板排布图图7是水泵自动控制继电原理图图8是风机自动控制继电原理图图9是本实用新型工作原理方框示意图下面结合图1、图2和图3、图4详细说明依据本实用新型提出的一次仪表的细节及工作情况。本实用新型的一次仪表具有双面连接法兰(3)(当然亦可单面)。它的一面与锅炉汽包法兰相连接，另一面则接平板玻璃水位计，形成一个连通器，如图1示。传感器(17)则是一个根据阿基米德浮力原理制成的浮子。它内部的敏感元件(16)(即园形实芯磁钢)，是用两片非导磁材料固定片(15)夹在其间，并且使得N极或S极的某一极靠近浮子内壁的一侧。为了防止磁钢在浮子运动时转动，用螺丝(图中未画出)将两片非导磁材料固定片相连接，将磁钢夹紧，使磁钢不会转动；将其整体(即磁钢及其两块固定片和固紧螺栓)放进浮子内某一位置，然后在浮子的外壁上(即上、下固定片边缘处)，用氩弧焊碰接。由于浮子是用薄壁非导磁材料制作的，氩弧焊碰接时所产生的脉冲将上、下固定边缘处周边的几处冲凹，这样便将磁钢固紧在浮了内某一位置，固定好磁钢后，在其两端面用半园球状封头接合(凸面向外)，用氩弧焊焊接好；完成以上的步骤后，可用某一导磁材料在浮子外壁碰触，在吸力最大处(此处便是最靠近N极或S极某一极)的外壁上，用一段非导磁材料作为定位柱(20)，用氩弧焊将其点焊在浮子外壁上。如图1、图2和图3所示。当将锅炉内的汽水引至一次仪表测量管(18)内，液位的高度达到某一位置时，传感器受到浮力的作用，沿着固定在测量管内的两条导轨(4)的中间(如图3示)上升，由于两条导轨之间只有一定的宽度，且整个传感器的最大外径(包括定位柱的直径在内)要比测量管内径减去导轨的直径的差值还要大，但比测量管内径小，所以浮子只能随液体上升下降而不会左右旋转，这样，便确保了触发的可靠性。当传感器升至某一干簧管(10)的位置时，由于干簧管的排布位置是与平板玻璃水位计显示的水位位置(可把它看成是锅炉内的实际水位位置)一一对应的，且干簧管是焊接在开关线路板(6)上而固定在开关盒(5)内的，所以此时某一干簧管受到磁场力的作用而触发，即其常开接点(干簧管全是带常开接点的干簧管)闭合，如若此时磁触发开关阵列(如图4示)接有电压，由于某一干簧管闭合，通过电阻分压而得到某一电压，此电压作为信号电压，通过耐高温导线(7)、接线端子(9)和连接导线(8)馈送至显示控制器，如图1和图2所示。上封板(2)上的螺母(1)是起密封作用的，如图1示，如要求接电接点压力表，可将螺母拧开，在此位置装上电接点压力表，可实现超压报警和联锁保护。上封板下面的弹簧(19)起限位作用，当传感器随液体而上升至最高一处的干簧管所在的位置时(此时平板水位计显示的液位是满水状态)，如若锅炉内继续进水(本机处于手动状态，人为水泵进水)，传感器将不会再上升，即保持最高水位显示。下端板(12)是与测量管焊合在一起的，作为放进传感器的入口，下封板(13)与阀门(14)焊合在一起，下端板和下封板用螺栓(图1中未画出)固紧，起密封及连接作用；阀门起排污作用；弹簧(11)起缓冲作用，以避免对测量管内进行排污冲洗时损坏传感器。下面结合图5、图6、图7和图8详细说明依据本实用新型提供的磁触发式锅炉液位计显示控制器的细节及工作情况。设定一次仪表连接法兰中心距L(如图1示)和平板玻璃水位计连接法兰中心距均为440mm以可视高度为200mm，其中心水位为0mm的平板玻璃水位计为基准，将每只干簧管按如下高度位置排列g1←→-100mm；g2←→-75mm；g3←→-50mm；g4←→-25mm；g5←→+0mm；g6←→+25mm；g7←→+50mm；g8←→+75mm；g9←→+100mm；g10←→+125mm。每只干簧管的间隔为25mm(实际上是每只干簧管中间触点之间的距离，一般其间隔为30mm以下)，共分10个点(当然可采用20个点等有限点数)，如图4所示。同时设定-75mm为低水位断风机水位位置(即当水位低于-75mm时，本装置能自动切断风机电源，使风机停止工作，以下同)。-50mm为低水位报警水位位置；-25mm为低水位起泵水位位置；+50mm为高水位停泵水位位置；+75mm为高水位报警水位位置。以上的设定只是一种方案，不是唯一的，可根据需要设定各功能位置，如可设置0mm为低水位起泵水位位置，+25mm为高水位停泵水位位置等，这可通过调节电位器W方便地达到，如图5所示。下面分别列表叙述本实用新型的各个功能1、水位模拟显示功能<tablesid="table1"num="001"><table>锅炉实际水位位置(mm)磁触发开关阵输出电压(v)光柱显示的水位位置(mm)-100以下0无显示-1001．2-100-752．4-75-503．6-50-254．8-2506．00+257．2+25+508．4+50+759．6+75+10010．8+100+12512+125</table></tables>2、自动控制功能a、水泵自动控制(1)水位上升时</tables>(2)水位下降时</tables>水泵自动控制状态是指将扭子开关K1打向“自动”方向时，本装置所具备的自动控制功能，实际上是根据需要将水位控制在某个范围之内，如图5和图7所示，其中J32和J41分别是继电器J3和J4的常开触点和常闭触点；SK1是停止按钮，QK1是起动按钮，C1是交流接触器，c1是其常开触头。b、风机自动控制(1)水位上升时2)水位下降时风机自动控制状态是指将扭子开关K2打向“自停”方向时，本装置所具备的控制功能。风机的启玷还需用人工起础的方式，如图5和图8所示，其中Jl2是继电器J1的常开触点；SK2是鼓风机控制的停止按钮，QK3是起动按钮。C2是交流接触器，c2是其常开触头；SK3是引风机控制的停止按钮。QK3是起曲按钮，C3是交流接触器，c3是其常开触头。3、高、低水位报警功能注×-表示不报警；√-表示报警，且高、低水位报警声音可区分，低水位报警声音似警车声，高水位报警声音似消防车声。本实用新型具有如下的优点①传感器(即浮子)的两端面采用曲线球面结构，减少了测量的滞后和误差。同时，传感器内磁钢的定位(即将磁钢及其定位片固定在传感器内某一个位置)采用了外定位的工艺方法。这样，既保证了传感器的耐压性能和密封性能，又简化了焊接工艺，方便了制造。②传感器和测量管内壁之间采用了导轨定位的工艺方法，保证了触发的可靠性。③采用单边触发的形式，这样既保证了触发的可靠性，又解决了调试难的问题。④开关线路采用了由干簧管和电阻组成的电阻分压式磁触发开关阵列，将对液位的多点测量转换成对电压的测量，这样，只用3根导线便能将信号有效地传输给显示控制器，不仅简化了显示控制电路的设计，而且大大地方便了安装和维修，具有很强的实用性。⑤显示液位采用光柱发光体色带显示(即无水时无显示，有水时绿色色带显示液位)，具有立体感和逼真感。⑥控制原理采用了将信号电压与标准电压比较的输入电压形式，使得控制简单而可靠，同时，由于标准电压可调，即相当于控制可调，也就是说，可根据需要在任一水位位置时进行控制或报警，这样就具备了很强的实用性。因此，本实用新型的设计巧妙合理，结构新颖独特，它具有如下的功能水位摸拟显示和自动控制，高、低水位报警和低水位联锁保护停炉，当外接电接点压力表时可实现超压报警和联锁保护。它是一种功能比较齐全，结构比较简单，动作灵敏可靠，使用寿命较长，安装维修方便的新型锅炉水位显示控制报警装置。权利要求1.一种磁触发式锅炉液位计，其特征在于是由装在锅炉汽包上的一次仪表和装在操作台上的显示控制器组成，其中一次仪表主要由导轨柱(4)、敏感元件(磁钢)(16)、传感器(浮子)(17)、测量管(18)、和定位柱(20)组成，传感器的两端采用曲线球面结构，其内部的敏感元件即圆形实芯磁钢是用两片非导磁材料固定片(15)夹在其间，并且使得N极或S极的其一极靠近浮子内壁的一侧，传感器和测量管内壁之间靠两条导轨柱定位干簧管(10)的排布位置与平板玻璃水位计显示的水位位置一一对应，干簧管焊接在开关线路板(6)上而固定在开关盒(5)内，开关线路采用由于簧管和电阻组成的电阻分压式磁触发开磁阵列，用3根导线将一次仪表与显示控制器连接，显示控制器的液位显示采用光柱色带发光体模拟显示，可根据需要在任一水位位置时对液位进行控制和报警。2.根据权利要求1所述的磁触发式锅炉液位计，其特征在于显示控制器的水泵自动控制状态是将扭子开关K1打向“自动”方向，J32和J41分别是继电器J3和J4的常开触点和常闭触点，C1是交流接触器c1是其常开触头；3.根据权利要求1所述的磁触发式锅炉液位计，其特征在于显示控制器的风机自动控制状态是将扭子开关K2打向“自停”方向，J12是继电器J1的常开触点，在鼓风机控制时C2是交流接触器，c2是其常开触头；在引风机控制时，C3是交流接触器，c3是其常开触头。专利摘要本实用新型提供了一种技术先进、结构简单、可靠性高、实用性强的磁触发式锅炉液位计，其特征在于传感器(即浮子)的两端面采用曲线球面结构,传感器敏感元件(即磁钢)的定位采用外定位法,传感器和测量管内壁之间采用导轨定位法,磁触发开关阵列的触发采用单边触发,开关线路采用由干簧管和电阻组成的电阻分压式磁触发开关阵列,只用3根导线将一次仪表与显示控制器相连接。液位的显示采用光柱色带发光体模拟显示,可根据需要在任一水位位置对液位进行控制和报警。文档编号G01F23/30GK2303280SQ97240269公开日1999年1月6日申请日期1997年7月4日优先权日1997年7月4日发明者钟汉武,郭志文申请人:南宁市六洋经贸有限责任公司