专利名称：防爆型液位遥测跟踪模拟装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动化计量器具。更确切地说，本发明涉及一种具有防爆性能的液面高度遥测与跟踪模拟显示装置。
在具有防爆要求场合的液位遥测技术中，人们通常以气压传感方式传递液位变化信号。这是因为将液位变化直接转化为信号的装置难以满足防爆要求。
例如，我国普遍使用的称重式油罐计量装置，是将罐底液体压力，通过钟罩，长距离气压导管，引至GGY-01型储罐液体称重仪，经过复杂的一次表转换过程，产生电信号，送入YJE-1型油罐计量仪，完成二次表处理，此外，它还必须使用一套气压供给装置。
从理论上讲，这种气压式称重仪，是以气压为传感媒介，所以系统误差必然较大。在实际应用过程中，这种装置比较复杂，以至综合成本昂贵，并且精确度差，测试时间长。
随着科学技术的发展，特别是微机技术的逐步普及，人们已经开始将电导线传递电信号的方法用于液体容性遥测，因为这种方法易于与计算机配合工作，进而克服了气压式装置中的许多不足。所以，这种电导式遥测技术，以成为液位遥测技术发展的方向。
但是，国内外电导式液位遥测技术，仅局限于非防爆场合的应用。因为这种技术所应用的探测电位器，难以达到防爆要求。如美国专利4114130(公告日1978年9月12日)。中国专利申请86107944A(
公开日1988年6月1日)，介绍了两种电导式液位遥测装置，均属非防爆场合应用的水位计。
下面就电导式液位遥测居于世界领先地位的上述技术，在应用过程中所表现出的不足，进行全面分析一、由于这类技术所使用的电位器，是传统的滑动触点式，所以它必然存在以下弊端1.防爆性能差这种电位器，无法将载流金属工作体封闭起来，所以，它无法进入具有防爆要求的场合。
2.难以克服机械磨损问题原始的电位器，有金属与金属摩擦部件，必然存在机械磨损，而这种磨损将给系统带来较大的误差，同时它的精度稳定性也差。
虽然有人将滑动电位器改动差用变压器，有效的解决了机械磨损问题，但使用差动变压器为探头的装置，其量程小，非线性失真严重，信号变化范围狭，仪器分辨率低，如美国专利申请4345466(公告日1982年8月24日)所述，其综合性能仍不理想。
3.抗锈蚀能力差原始的触点式电位器，工作主体与空气接触，而用于液位遥测装置的电位器，通常处于易锈蚀的工作环境，众所周知，抗锈蚀能力对其使用寿命和测量精确度，有很大影响。
二、这类技术的采样电路有以下不足1.对计算机的依赖性较大这类技术是伴随着微型计算机的普及应用而产生的，所以其非线性误差的校正工作要求计算机软件完成。
2.这种普通的采样电路，不易按装全自动、非微机化的跟踪模拟装置，以及实施半自动非微机化简易测量。
为将电导式液位遥测技术应用于防爆和易锈蚀场合，并同时克服以上不足，本发明人经长期研究、开发出一种防爆型液位遥测跟踪模拟装置。
本发明的目的是要提供依照具有防爆性能的液面高度遥测及遥测模拟显示装置。它能有效的满足最危险级防爆要求，并具有抗锈蚀能力。它能同时完成多个测量点的全自动跟踪模拟显示和全自动数码显示，以及打印记录工作。在特殊环境中，它可以完成半自动模拟显示与刻度显示。
本发明目的是这样实现的浮子跟踪液面，通过传动链带动一轮盘转动，轮盘与一螺旋状全封闭式防爆型电位器同轴，使得量程内任何一个液面高度都有一个且只有一个稳定的分压状态与其对应。将电位器接入采样电路中，采样电路的另一侧连接着一个起平衡作用的电位器，使得量程内任何一个液面高度都有一个且只有一个采样平衡状态与其对应，当液面高度发生动态变化，采样电路失去平衡，立即产生激励电流，激励电流的方向与液面高度变化同步。激励电流的方向，控制可逆驱动器的转向，可逆驱动器带动平衡电位器的触点臂在平衡电位器上移动，寻找平衡点，其效果反馈至采样电路，采样电路达到平衡状态，激励电流消失，可逆驱动器停止工作，使得任何一个液面高度都有一个且只有一个平衡电位器的平衡点与其对应。
可逆驱动器工作同时带动一液面模型的液面移动，进行全自动跟踪模拟显示及刻度显示。若将平衡电位器所产生的分有序地信号输入计算机处理，可完成微机追踪数码显示，全自动打印记录，以及预警、报警、自控等工作。
若以手动转钮取代可逆驱动器的工作过程，并在采样电路中增装电流监视表，即可完成半自动模拟显示及刻度显示。
本发明具有以下特征一、本发明中的浮子传动系统，与先有技术(如CN87216409U;CN87204956U)相比，具有以下优点1.由于设计了稳定装置，使浮子传感系统工作稳定可靠。
2.该系统全部采用滚动套装连接，摩擦部位均为滚动摩擦，提高了探测精度，减少了对测试液体的污染。
3.可根据目的用途选择安装方式。即，可将组合轮盘按装在罐内，罐外，库外。其中，用于罐内安装的悬挂方式，可适应许多特殊环境(如压力容器，热水容器，封闭式储油罐等)的测量要求。
二、本发明中的全封闭式电位器，与先有技术(如U.S.P4114130，CN86107944A)比较具有以下优点1.消除电位器机械磨损以及由其带来的误差。
本发明中的新型电位器的滑动触点，是常温下的汞滴。它在表面光滑的金属与玻璃间的滑动，摩擦力很小。
2.易于满足环境要求、特别是防爆要求。
这种电位器可将所有裸露金属(包括防爆型引出线与电位器的接点)封闭于玻璃管内，电位器整体可置于防爆盒内。所以，它易于满足防爆要求，同时具有抗锈蚀能力和抗温能力。
3.精度稳定性高这种电位器无易老化材料，无摩擦损耗部件，所以其精度稳定性好。
4.可以直观显示如将组合轮盘安装在罐外、库外时，可直观显示汞滴位置，进而估测容性值。
5.制备工艺简单，成本低廉。
这种电位器，可将多种探测能力集于一身，而且无高成本部件，无需复杂工艺。
6.测量范围宽。
这种电位器的测量范围，可根据精度要求与预计高程设计。
三、本发明中的采样电路具有以下特征1.利用桥式电路原理，以电桥中的激励电流方向控制可逆驱动器旋转方向。
2.可逆驱动器工作的效果是消除激励电流，它的手段是由可逆电机驱动平衡电位器触点臂，在平衡电位器上寻找平衡点。
3.可逆驱动器工作可由一手动旋钮代替。
图1是根据本发明提出的防爆型液位遥测跟踪模拟装置系统的流程图。
图中01为液面高度02为浮子传动机构03为防爆型探测电位器
04为采样电路05为激励电流判断门06为激励电流07为可逆驱动器08为驱动器传动机构09跟踪显示模型10为平衡电位器触点臂11为平衡电位器12为探测用安全电源13A/D转换器14PIO接口15CPU中央处理机16PIO接口17CRT显示器或工业控制器18SIO接口19打印记录等外围设备图2是根据本发明中提出的浮子传动机构示意图。
图中20为悬挂装置21为组合轮盘22为链条23为浮子24为稳定装置25为液面
26为配重27为带防爆盒的探测电位器28为防爆型导线29为采样电路图3 是根据本发明中提出的全封闭式防爆型电位器的侧剖视图。
下面结合图3详细说明其细节及制备方法该电位器包括一根软质非金属绝缘丝(47)，其截面φ2.5mm～φ25mm，该丝应选用绝缘性能好，不易老化，韧度适当且耐温180℃以上的非金属丝。将一根φ0.02mm～φ0.85mm的康铜丝(43)密集缠绕在绝缘丝上，其密度以安装后匝与匝之间不短路为准的最小间隙。将一根内径φ5mm～φ50mm的玻璃管制成螺旋柱状(40)，螺旋柱外径φ30mm～φ200mm长度可根据测量高度确定。将一条宽度为玻璃管内壁周长1/10～1/2的金属面片(45)制成螺旋状，插入螺旋管内，使金属片中心处于距螺旋管轴线最近处。金属片由防爆导线(50)引出，康铜丝两端分别由防爆导线(42)(48)引入。(46)为康铜丝与防爆导线的接点，(49)为金属片与防爆导线接点。
在玻璃螺旋管内放入可以使金属片(45)与康铜丝(43)点性短路的水银滴(44)，然后将玻璃管两端封闭。(41)为封闭口。
此外，可以根据需要在电位器内加装预警、报警、保险等装置。
制作好的电位器，外部无裸露金属，引发线应选用优质防爆导线，然后再做防爆处理。
电位器使用时，必须使其轴线水平。当电位器整体沿其轴线旋转时，水银滴与电位器整体相对运动，改变金属片与康铜丝的短路点，因康铜丝具有电阻率大的特点，所以电位器的输出信号足以大于同种尺寸的普通电位器。
图4 是根据本发明提出的防爆型液位遥测跟踪模拟显示装置的采样电路简化图。
图中AB为防爆型探测电位器，M为水银滴，M点为分压点，AM、MB是产生分压效果后的AB的两个部分，mA为激励电流监视表，K为全自化跟踪模拟显示与半自动监测的切换开关，G为手动旋钮，F为可逆驱动机，H为模拟液面传动装置，CD为平衡电位器，N为平衡电位器分压点，CN、ND为平衡电位器产生分压效果的两个部分，I为计算机系统，E为直流电流。
权利要求
1.一种防爆型液位跟踪模拟装置，该装置包括浮子传动机构、防爆型探测电位器、采样电路以及视情况选择的其它附件。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于浮子传动机构装有稳定装置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于防爆型探测电位器由玻璃螺旋管、康铜丝、软质非金属绝缘丝、金属片和汞滴组成。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于采样电路基于桥式电路原理，以电桥中的激励电流方向控制可逆驱动器旋转方向。
5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于可逆驱动器的工作可由手动旋钮代替。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述其它附件包括CPU中央处理机和常用外围设备。
全文摘要
公开了一种自动化计量器具，特别是一种具有防爆性能的液而高度遥测与跟踪模拟显示装置，它包括浮子传动机构、防爆型探测电位器、采样电路以及视情况选择的其它附件。它能够同时对多个液罐进行跟踪模拟显示和数码显示以监视作业情况，它可以对液面进行全自动遥测或半自动遥测。
文档编号G01F23/32GK1049559SQ9010754
公开日1991年2月27日 申请日期1990年9月8日 优先权日1990年9月8日
发明者孙强 申请人:孙强