一种多参数密度/液位仪及其制造方法
【专利说明】一种多参数密度/液位仪及其制造方法
[0001]抟术领域:
本发明涉及液体测量仪器，具体涉及一种多参数密度/液位仪以及其制造方法。
[0002]【背景技术】:
目前国内外市场上，用差压或压力原理只能制造单一参数的密度仪/液位仪，没有同时检测液体密度、液位、压力和温度等多参数的密度仪/液位仪。如需测量介质密度、液位和温度的话，必须同时采用3台仪表配合来实现。这样一来，成本无疑会增加不少，安装的体积和空间也要求很高。这种一体化测量多个参数的密度仪/液位仪在国内外市场尚属空白。
[0003]
【发明内容】
:
本发明采用两个独立的压力传感器同时测量压力，分别记为Pl和P2，用两个压力传感器测得的压力值相互做差，即可得到差压值DP=P1-P2，两只压力传感器的间距为H是已知固定值，因此被测介质的密度为P=(Pl_P2)/gH。测量的同时也得到了压力值，根据压力值和计算得到的密度值，则测出介质的液位高度为h= Pl/gP,很好的解决了现有产品利用差压传感器只能测得差压值，而得不到压力值的尴尬，也解决了市场上现有的投入式液位仪不能实时反应介质密度变化而造成的测量误差，再加上内置的温度传感器可同时测量介质温度，轻松实现一台仪表完成三台仪表的任务。同时每个压力传感器采用最小二乘法线性拟合技术，和三维曲面温度补偿计算，完美的将传感器的温度误差和线性误差通过软件计算进行了修正，进一步提高了仪表测量的精确度。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种多参数密度/液位仪，包括第一压力传感器、温度传感器、第二压力传感器、测杆、安装法兰、智能表头；智能表头内设置第一信号调理电路、第二信号调理电路、第三信号调理电路、多通道AD转换电路、以及CPU智能处理单元；第一压力传感器、温度传感器、以及第二压力传感器通过侧杆内的信号线分别连接第一信号调理电路、第二信号调理电路、和第三信号调理电路；第一信号调理电路、第二信号调理电路、和第三信号调理电路连接多通道AD转换电路，多通道AD转换电路连接CPU智能处理单元；CPU智能处理单元通过第一压力传感器和第二压力传感器测到的压力得到液体的密度。
[0005]进一步，第一压力传感器、温度传感器、第二压力传感器、信号调理电路、多通道AD转换电路、CPU智能处理单元和仪表头在制造过程中放入烘箱作温度补偿。
[0006]进一步，本发明的多参数密度/液位仪还包括与CPU智能处理单元连接的IXD显示单元、4~20mA输出单元、数字通信单元、参数存储单元、以及按键。
[0007]进一步，第一压力传感器、第二压力传感器测到的压力采用最小二乘法线性拟合，温度传感器测到的温度采用三维曲面温度补偿算法进行修正。
[0008]
进一步，第一第二压力传感器安装在测杆侧面，或者安装在测杆底部或者安装在测杆内部。
[0009]进一步，测杆形状为圆管、方管、或者扁管等。
[0010]进一步，测杆用软管或分段组装制造。
[0011]本发明同时提供了上述多参数密度/液位仪的制造方法，其步骤如下:
①加工制造机械结构件零部件
加工制造探头座、防护盖、测杆、法兰、仪表座、仪表头等机械结构件；
②焊接结构件
把探头座、法兰、仪表座等结构件焊接在测杆上，完成测杆总成的制作；
③密封试验
用气体检漏仪对测杆总成作密封测试，检测各焊点的密封性能；
④制作线路板
制作信号调理线路板、AD转换电路板、CPU智能板、LED显示板；
⑤组装线路板
把各线路板和即插件装配入仪表头；
⑥温度补偿试验
连接第一第二压力传感器和温度传感器，连同各线路板和仪表头一起放入烘箱作温度补偿试验，并标定；
⑦总装
温补、标定合格后，把第一第二压力传感器和温度传感器及线路板总成装配入测杆总成中，完成整台仪表的装配；
⑧总检
检测仪器的各项性能指标，贴标签、贴合格证。
[0012]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]附图说曰月:
图1是本发明多参数密度/液位仪的结构图；
图2是本发明多参数密度/液位仪的电路图。
[0014]
图中，I为第一压力传感器；2为温度传感器；3为第二压力传感器；4为测杆；5为法兰；6为智能表头；11为第一信号调理电路；12为第二信号调理电路；13为第三信号调理电路；18为多通道AD转换电路；28为CPU智能处理单元；31为IXD显示单元；32为4~20mA输出单元；33为数字通信单元；34为参数存储单元；35为按键。
[0015]具体实施方法:
图1所示为本发明多参数密度/液位仪的结构图。如图1所示，本发明的多参数密度/液位仪包括第一压力传感器1、温度传感器2、第二压力传感器3、测杆4、法兰5、智能表头6。智能表头6内设置第一信号调理电路11、第二信号调理电路12、第三信号调理电路13、多通道AD转换电路18、以及CPU智能处理单元28.图2为本发明多参数密度/液位仪的电路图。如图2所示，第一压力传感器1、温度传感器2、以及第二压力传感器3通过侧杆4内的信号线分别连接第一信号调理电路11、第二信号调理电路12、和第三信号调理电路13，第一信号调理电路11、第二信号调理电路12、和第三信号调理电路13连接多通道AD转换电路18，多通道AD转换电路18连接CPU智能处理单元28。
[0016]CPU智能处理单元28通过第一压力传感器I和第二压力传感器3测到的压力得到液体的密度。其原理如下:第一压力传感器I和第二压力传感器3同时测量压力分别记为Pl和P2，用Pl和P2相互做差，即可得到差压值DP=P1-P2，第一压力传感器I和第二压力传感器3的间距H是固定值，因此被测介质的密度P =(Pl_P2)/gH。
[0017]为了提高本发明多参数密度/液位仪的精度，第一压力传感器、温度传感器、第二压力传感器、线路板、仪表头在制造过程中放入烘箱作温度补偿。测量仪表一般都在烘箱内做温度补偿试验，对于长度超过一米的密度仪和液位仪，因烘箱空间的限制，做温度补偿非常困难。而2米长度以上的仪表则做不了温补试验，因此目前市场上加长密度仪和液位仪的温度系数很差、精度不高。而多参数密度仪和液位仪采用的是分体式结构，即金属结构件和电路仪表件是独立的，测量传感器和电路仪表集成在一起，做好温度补偿后整体装配入金属结构件内，故多参数密度仪和液位仪做温补时不受长度的限制，覆盖的范围从I米一直到30米。
[0018]如图2所示，本发明的多参数密度/液位仪还包括与CPU智能处理单元28连接的IXD显31示单元、4~20mA输出单元32、数字通信单元33、参数存储单元34、以及按键35。
[0019]为了提高本发明多参数密度/液位仪测量值的准确性，第一压力传感器1、第二压力传感器3测到的压力