一种富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及蓄电池电解液液位测量技术领域，尤其涉及一种富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置。


背景技术：

2.蓄电池是核电厂的重要电气设备，主要在安全通道以及重要供电系统中使用。如果机组在运行期间发生事故工况，如厂用电失电等情况，蓄电池将不间断的为ups或直流母线供电以确保重要的阀门、仪控控制系统、母线控制电源等正常工作，同时能够确保应急柴油机、机组柴油机正常顺利启动，机组能够稳定在可控、安全状态。
3.核电厂内蓄电池主要为富液式铅酸蓄电池，其具有制造成本低、容量种类多、放电率高等特点。在富液式铅酸蓄电池中，电解液是富液式铅酸蓄电池中重要的组成部分，主要是有稀硫酸组成，密度一般为1.22-1.24kg/l。正常情况下，电解液的液位应在max-min线之内，可以保持蓄电池的最佳状态。而在蓄电池运行过程中，电解液中的水分会被逐渐分解成氢气和氧气进入大气中。因此，电解液的液位会慢慢降低，而电解液的密度会随之上升，电解液密度的上升，将会加剧对极板的腐蚀，间接影响蓄电池的寿命。在日常期间，蓄电池的液位均是通过目视检查来确定，没有现成的蓄电池液位测量装置。一般情况下，每组蓄电池约有100多节，检查耗时较长，检查过程中也会存在一定的漏检概率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置，解决核电厂蓄电池维护过程中电解液液位检查速度慢、人工存在漏检的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.一种富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置，包括光纤压力传感器固定结构件，所述光纤压力传感器固定结构件从上到下依次间隔安装有第二光纤压力传感器、第三光纤压力传感器和第一光纤压力传感器，所述第一光纤压力传感器、所述第二光纤压力传感器和所述第三光纤压力传感器通过光纤输出光缆连接外部主机，所述光纤压力传感器固定结构件外设有保护套，所述保护套在所述第一光纤压力传感器、所述第二光纤压力传感器和所述第三光纤压力传感器处均设有开孔，所述开孔安装有滤网。
7.作为一种可实施的方式，所述第三光纤压力传感器和所述第一光纤压力传感器的上下距离h为20cm。
8.作为一种可实施的方式，所述第三光纤压力传感器布置在所述第一光纤压力传感器的正下方。
9.作为一种可实施的方式，所述第一光纤压力传感器通过填胶固定安装在所述光纤压力传感器固定结构件上。
10.作为一种可实施的方式，所述第二光纤压力传感器通过填胶固定安装在所述光纤压力传感器固定结构件上。
11.作为一种可实施的方式，所述第三光纤压力传感器通过填胶固定安装在所述光纤压力传感器固定结构件上。
12.作为一种可实施的方式，所述光纤压力传感器固定结构件的长度为45cm，宽度为2cm，厚度为0.5cm。
13.作为一种可实施的方式，所述第一光纤压力传感器通过玻璃焊与所述光纤输出光缆的光纤纤芯固定连接。
14.作为一种可实施的方式，所述第二光纤压力传感器通过玻璃焊与所述光纤输出光缆的光纤纤芯固定连接。
15.作为一种可实施的方式，所述第三光纤压力传感器通过玻璃焊与所述光纤输出光缆的光纤纤芯固定连接。
16.与现有技术相比，本实用新型提供的富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置具有以下有益效果：
17.本实用新型提供的富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置批量配置到富液式铅酸蓄电池后，能够实时测量蓄电池电解液液位，无需人工目视检查，测量速度快，测量准确性高，效率高，且不会存在漏检情况，降低人工消耗，预判蓄电池液位趋势，准确把握蓄电池加液窗口。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1为本实用新型实施例所提供的富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例所提供的富液式铅酸蓄电池电解液液位测量示意图；
21.图3为本实用新型实施例所提供的富液式铅酸蓄电池电解液液位测量3d图。
22.附图标记说明：
23.1、第一光纤压力传感器；2、第二光纤压力传感器；3、第三光纤压力传感器；4、富液式铅酸蓄电池；5、富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置；6、光纤输出光缆；7、富液式铅酸蓄电池液位；8、光纤压力传感器固定结构件。
具体实施方式
24.下面通过具体实施方式进一步详细说明。
25.如图1至图3所示，本实用新型提供了一种富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置，包括第一光纤压力传感器1、第二光纤压力传感器2、第三光纤压力传感器3、光纤输出光缆6和光纤压力传感器固定结构件8。光纤压力传感器固定结构件8从上到下依次间隔安装有第二光纤压力传感器2、第三光纤压力传感器3和第一光纤压力传感器1，第一光纤压力传感器1、第二光纤压力传感器2和第三光纤压力传感器3通过光纤输出光缆6连接外部主机。
26.光纤压力传感器固定结构件8使用保护套以及滤网进行包裹，保护套整体包裹在
光纤压力传感器固定结构件8，在第一光纤压力传感器1和第二光纤压力传感器2、第三光纤压力传感器3位置处保护套开孔并由滤网覆盖,保护套由abs树脂构成，可以有效耐酸、防酸。光纤压力传感器固定结构件8的长度为45cm，宽度为2cm，厚度为0.5cm。
27.第三光纤压力传感器3与第一光纤压力传感器1上下距离(竖直高度差)为h，h大于20厘米效果较好，h的取值范围为20到30厘米。鉴于压力传感器固定结构件8的尺寸有限，h为20cm即可。根据实际应用情况确定上下距离h的具体取值后，第一光纤压力传感器1和第三光纤压力传感器3的位置恒定。
28.富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置5尺寸为45cm*2cm*0.5cm(长*宽*厚)，使用保护套以及滤网进行包裹，其作用主要是确保蓄电池电解液能够与富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置5内的光纤压力传感器(第一光纤压力传感器1、第二光纤压力传感器2、第三光纤压力传感器3)接触，以能够感应到电解液的压力，同时能够有效的保护第一光纤压力传感器1、第二光纤压力传感器2、第三光纤压力传感器3被撞击。优选地，保护套由abs树脂构成，有效耐酸、防酸。
29.在富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置5放入蓄电池中时，使第三光纤压力传感器3与蓄电池外壳上的min线对齐，由于蓄电池正常液位在min与max线之间，因此第一光纤压力传感器1、第三光纤压力传感器3均没入富液式铅酸蓄电池液位7以下。具体地，第二光纤压力传感器2置于空气中，且在max线以上，距离第三光纤压力传感器3优选在20厘米以上。第一光纤压力传感器1在min线以下，第三光纤压力传感器3放置于min线。
30.第一光纤压力传感器1、第二光纤压力传感器2、第三光纤压力传感器3测得的压力通过光纤输出光缆6输出至外部主机进行计算，并得出富液式铅酸蓄电池电解液的液位。外部主机对蓄电池的一些测量输入进行分析处理，并进行显示，如蓄电池的单节电压、蓄电池组总电压、蓄电池组总电流、蓄电池电解液温度、蓄电池电解液密度、蓄电池内阻等参数信息。
31.富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置5优选固定垂直的放入富液式铅酸蓄电池4，且能够确保第一光纤压力传感器1、第三光纤压力传感器3均能没入电解液以下，并能够测量对应位置的电解液的压力p1和p3。同时第二光纤压力传感器2测量蓄电池内部大气压p2，可通过计算，获得蓄电池电解液液位高度h3。
32.富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置5主要是测量液位在max与min线之间的位置，因此h3就是液位的高度，其是相对的高度，可以定量地了解蓄电池的液位水平，也是本装置需要执行的功能。本装置测量富液式铅酸蓄电池液位7的具体步骤如下：
33.步骤1：在富液式铅酸蓄电池电解液中，在放入富液式铅酸蓄电池电解液液位测量装置5进入富液式铅酸蓄电池中，将第三光纤压力传感器3与蓄电池外壳上的min线对齐，第一光纤压力传感器1将位于min线以下，第二光纤压力传感器2将位于max线以上空气中，且在第一光纤压力传感器1上，并相距h恒定，h＝h
1-h3。min线、max线为蓄电池实际标注的液位线，为出厂前标准且固定标记线，min线、max线一般为10厘米左右。
34.步骤2：第三光纤压力传感器3、第一光纤压力传感器1分别测量高低两点压力，以及第二光纤压力传感器2测量蓄电池内部大气压力，高低两点压力分别为:p1＝ρgh1+p2，p3＝ρgh3+p2。其中，p1为第一光纤压力传感器1测量的压力值，p3为第三光纤压力传感器3测量的压力值，p2为第二光纤压力传感器2测得的蓄电池内部大气压力；h1为第一光纤压力传感
器1距离富液式铅酸蓄电池液位7的距离，h3为第三光纤压力传感器3距离富液式铅酸蓄电池液位7的距离；g为重力加速度，ρ为电解液密度。
35.步骤3：通过计算，可得p
1-p3＝ρgh
1-ρgh3，进行处理可得电解液密度为ρ＝(p
1-p3)/gh。
36.步骤4：由于p3＝ρgh3+p2，可得出电解液液位距离光纤压力传感器3的距离，也即距离min线的距离：h3＝(p
3-p2)/ρg，因此h3＝(p
3-p2)h/(p
1-p3)。
37.因此，最终需要测得的液位高度为h3，步骤5的目的是为了确认h3的值是否为正常，通过p3的测量压力的确认，当h3小于0或大于h，就是液位超限了。
38.步骤5：由于max线与min线之间的距离恒定，距离为h，则液位在max位置时，第三光纤压力传感器3测得的压力为p
max
＝ρgh+p2＝(p
1-p3)h/gh+p2,且h3＝h
39.当p3＝p2，即p3为大气压力，则液位在最低线，则h3＝0。
40.因此：0≤h3≤h，即液位在min-max线间的范围。
41.因此可以在外部主机设定液位范围为0≤h3≤h，确认h3液位是否正常，超限了外部主机可以进行报警，其中，外部主机的作用是对蓄电池的一些测量输入进行分析处理，并进行显示，如蓄电池的单节电压、蓄电池组总电压、蓄电池组总电流、蓄电池电解液温度、蓄电池电解液密度、蓄电池内阻等参数信息。
42.而当液位在min-max线中间时，h3＝(p
3-p2)h/(p
1-p3)，h3的液位是通过p1、p2、p3的计算得来的，是最终测量的液位，p1、p2、p3是3个传感器(即第一光纤压力传感器1、第二光纤压力传感器2、第三光纤压力传感器3)的测量值。
43.以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。