专利名称：基于磁致伸缩液位计的单浮杆式密度测量浮子的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油化工及液体密度測量技术领域，涉及ー种基于磁致伸縮液位计的罐装液体在线测量液体密度的装置，具体涉及ー种基于磁致伸縮液位计的单浮杆式密度測量浮子。
背景技术：
在线密度测量仪器可对各种液体或液态混合物进行在线密度測量。在石化行业可广泛应用于石油、炼油、调油、油水介面的检测；还可应用于食品エ业、奶制品业、造纸业、采矿盐水、钾碱、天然气、润滑油、生物制药等行业。但现有的适用于罐装液体在线密度测量的仪器或装置存在如下缺点ー是不能和罐内已有的液位计有机结合构成液位、密度一体式測量装置；ニ是只能测量罐内某个固定位置的液体密度，密度測量精度受液位变化的影响；三是存在着独立安装、结构复杂、维修困难的问题；四是密度測量范围较小、測量精度偏低，难以满足利用容积、密度、温度计算液体数量的要求。
实用新型内容为了克服上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种能准确测量液体密度的基于磁致伸縮液位计的单浮杆式密度測量浮子，具有较宽的测量范围和较高的測量精度。为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，ー种基于磁致伸縮液位计的单浮杆式密度測量浮子，包括平衡底架和浮球，浮球上连接有浮杆，平衡底架包括板状的平衡支架，沿平衡支架的轴线依次设置有配重圆柱、配重罐以及磁环组件。平衡支架上、沿平衡支架的轴线依次加工有三个安装孔，相邻两安装孔之间的中心距相等，位于中间位置的安装孔与配重罐同轴设置，并与配重罐内部相通，其余两个安装孔分别与配重圆柱和磁环组件同轴。配重圆柱的重量和磁环组件的重量相同。磁环组件包括同轴设置的环形的磁环和环形的磁环套，磁环密封安装于磁环套内，磁环套与平衡支架固接。浮球通过上挂杆与浮杆的一端相连接,浮杆的另一端为自由端，浮球还与下挂杆的一端相连接，上挂杆与浮球的连接处和下挂杆与浮球的连接处位于180°方向。浮杆采用铝管制成。本实用新型单浮杆式密度測量浮子能与磁致伸縮液位计有机结合，利用磁致伸縮 液位计的液位、界位测量功能，在測量液位的同时能准确测量液体的密度，并具有成本低廉、结构简单、測量精度高等优点。
图I是本实用新型单浮杆式密度測量浮子的结构示意图。[0012]图2是图I中P处放大图。图3是本实用新型单浮杆式密度測量浮子中平衡底架的结构示意图。图4是图3的俯视图。图中，I.浮杆，2.上挂杆，3.浮球，4.下挂杆，5.平衡底架，6.螺栓，7.配重圆柱，8.配重罐，9.铅砂，10.磁环套，11.磁环，12.磁致伸縮液位计测量杆，13.第一安装孔，14.第二安装孔，15.第三安装孔，16.平衡支架。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。 如图I和图2所示，本实用新型单浮杆式密度測量浮子的结构，包括浮球3，浮球3相対的位置上分別设置有上挂杆2和下挂杆4，上挂杆2的一端与浮球3相连接，上挂杆2的另一端与浮杆I的一端相连接，浮杆I的另一端为自由端；下挂杆4的一端与浮球3相连接，下挂杆4的另一端与平衡底架5的ー个端面相连接；上挂杆2与浮球3的连接处和下挂杆4与浮球3的连接处位于180°方向。平衡底架5的结构如图3和图4所示，包括板状的平衡支架16，平衡支架16上、沿平衡支架16的轴线方向依次加工有第一安装孔13、第二安装孔14和第三安装孔15，第一安装孔13、第二安装孔14和第三安装孔15均位于平衡支架16的轴线上；第一安装孔13与第二安装孔14之间的中心距等于第二安装孔14与第三安装孔15之间的中心距。平衡支架16的另ー个端面上分别设置有配重圆柱7、配重罐8和环形的磁环套10 ;第一安装孔13内设置有螺栓6，配重圆柱7通过螺栓6与平衡支架16相连接；第二安装孔14与配重罐8的内部相通，配重罐8与下挂杆4同轴，配重罐8可从平衡支架16上卸下；磁环套10与第三安装孔15同轴设置，磁环套10内密封安装有环状的磁环11，磁环11与磁环套10同轴。浮杆I采用薄壁铝管制成。浮球3为不锈钢材质的空心圆球。上挂杆2和下挂杆4均采用实心不锈钢丝制成，主要起连接作用，用于连接浮杆I、浮球3和平衡支架16。平衡支架16、下挂杆4、螺栓6、配重圆柱7、配重罐8以及磁环套10构成平衡底架5。配重圆柱7用于平衡磁环11及磁环套10组成的磁环组件的重量，使以下挂杆4为轴线的平衡支架16左右两侧的重量相等，确保本密度測量浮子在不同密度的液体中竖直悬浮而不傾斜，因而配重圆柱7的重量与磁环组件的重量且体积相近。配重罐8内灌装铅砂9可以调整密度測量浮子的整体重量，用于设置现场期望的密度測量范围。需要调整本密度測量浮子的密度測量范围时，可通过调整本密度測量浮子的整体重量来完成。具体方法是将适量铅砂9通过第二安装孔14加入配重罐8内，铅砂9添加完成后，将下挂杆4通过第二通孔14与平衡底架5相连接，安装好本密度測量浮子。加入配重罐8内的铅砂9的重量可通过在已知密度的样本液体中多次实验完成将本密度測量浮子置于样本液体中，观察浮杆I浸入液面后保留在外的部分若正好是浮杆I长度的二分之一，则说明已经将本密度測量浮子的整体重量调整好，按此方法调整好的本密度測量浮子，其測量范围将与样本液体密度值上下偏离O. 05 g/cm。[0024]测量罐装液体密度吋，将磁致伸縮液位计测量杆12穿入第三安装孔15，使浮杆I向上；将磁致伸縮液位计测量杆12和本密度測量浮子一同放入待测液体，磁致伸縮液位计自带的液位浮子漂浮在待测液体的液面，浮球3浸没于待测液体中，并位于该液位浮子的下方，液位浮子与浮球3之间会有ー个高度差H。由于液位浮子截面积大，待测液体密度变化时，液位浮子浸没在液体中的体积的变化非常小；而本密度測量浮子处于液面位置的是截面积很小的浮杆1，液体密度的变化会给浮球3带来较大的浮降位移；当液体密度变大时，浮球3带着浮杆I上浮,高度差H减小；液体密度变小时,浮球3带着浮杆I下沉,高度差H増加。浮球3带动浮杆I上浮或下降过程中，本单浮杆式密度測量浮子沿磁致伸縮液位计测量杆12的轴线方向上下移动。通过磁致伸縮液位计读出H值，即可利用后台计算机软件依据密度计算公式和密度修正公式得到待测液体的正确的密度值。与传统的密度仪ー样，本实用新型密度测量浮子也是只对某一特定密度范围内的液体进行测量(例如密度測量范围为O. 69 O. 79 g/cm3)，通过调节本密度測量浮子的重量，可以使得在密度測量范围的上限(如O. 79 g/cm3)时，浮球3尽可能靠近液面及高度差H尽可能小；而在密度測量范围的下限(如O. 69 g/cm3)时，浮球3尽可能远离液面及高度差H尽可能大，两种情况下的高度差H越大密度测量的精度就越高。浮杆I的长度是I. I米，其最大位移差H可达到I米，因为磁致伸縮液位计中磁致伸缩传感器的位移分辨率可达到O. 1mm，所以对于O. I g/cm3的密度变化，可以得到10000个不同的读数，此时，密度仪的最小分辨率可以达到O. 00001 g/cm3，而传统密度仪的精度为O. 0005g/cm3。当待测液体的液位发生变化时，根据密度測量原理可知本密度測量浮子和磁致伸縮液位计自带的液位浮子跟随液面一起变化，但液位浮子与浮球3之间的高度差H不发生变化，因此测量精度不受液位变化的影响。本密度測量浮子測量精度高且不受液位变化的影响、密度测量范围较大、结构简单、成本低廉、可以同时测量罐内液体的液位、密度和质量。
权利要求1.ー种基于磁致伸縮液位计的单浮杆式密度測量浮子，其特征在于，包括平衡底架(5)和浮球(3)，浮球(3)上连接有浮杆(1)，平衡底架(5)包括板状的平衡支架(16)，沿平衡支架(16)的轴线依次设置有配重圆柱(7)、配重罐(8)以及磁环组件。
2.如权利要求I所述的单浮杆式密度測量浮子，其特征在于，所述的平衡支架(16)上、沿平衡支架(16)的轴线依次加工有三个安装孔，相邻两安装孔之间的中心距相等，位于中间位置的安装孔与配重罐(8)同轴设置，并与配重罐(8)内部相通，其余两个安装孔分别与配重圆柱(7)和磁环组件同轴；所述配重圆柱(7)的重量和磁环组件的重量相等。
3.如权利要求I或2所述的单浮杆式密度測量浮子，其特征在于，所述的磁环组件包括同轴设置的环形的磁环(11)和环形的磁环套(10)，磁环(11)密封安装于磁环套(10)内，磁环套(10)与平衡支架(16)固接。
4.如权利要求I所述的单浮杆式密度測量浮子，其特征在于，所述的浮球(3)通过上挂杆(2)与浮杆(I)的一端相连接，浮杆(I)的另一端为自由端，浮球(3)还与下挂杆(4)的一端相连接，上挂杆(2)与浮球(3)的连接处和下挂杆(4)与浮球(3)的连接处位于180°方向。
5.如权利要求I或4所述的单浮杆式密度測量浮子，其特征在于，所述的浮杆(I)采用铝管制成。
专利摘要本实用新型公开了一种基于磁致伸缩液位计的单浮杆式密度测量浮子，包括平衡底架和浮球，浮球上连接有浮杆，平衡底架包括板状的平衡支架，沿平衡支架的轴线依次设置有配重圆柱、配重罐以及磁环组件。本测量浮子能与磁致伸缩液位计有机结合，利用磁致伸缩液位计的液位、界位测量功能，在测量液位的同时能准确测量液体的密度，并具有成本低廉、结构简单、测量精度高等优点。
文档编号G01N9/12GK202421012SQ20112050071
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者安乙丁, 徐海英, 梁西银, 王冠, 陈学莲 申请人:西北师范大学