[实用新型]机电式高精度液位测量仪

说明书

技术领域

本发明是关于测量液位的仪表装置，更具体的说，本发明涉及一种高精度液位测量仪。

背景技术

目前，高精度液位测量系统在全世界应用较为普遍的是美国罗斯蒙特公司HTG系统，该系统的核心部件是高精度智能压力变送器，这种传感器其内置的存储器存有多条温度补偿曲线，以克服HTG系统中变送器因温度变化带来的误差，精度可达0.05％FS以下，适用原油储罐中的液位检测，其不足之处是HTG系统价格昂贵一直很难为国内大多数企业所接受。如中国专利公开号CN2067824U公开的是一种光栅式储罐液位测量仪，它是由浮筒、牵引绳、导向绳、滑轮组、光栅尺、电缆、接口和计算机等零部件组成，下方设有重锤的浮筒通过牵引绳悬吊在液体储罐中，挂有重锤、固定在储罐顶部的导向绳置于焊在浮筒两侧的导向耳中，滑轮组上装有可将位移信号转为脉冲信号的光栅尺，光栅尺通过电缆与可将脉冲信号转换成数字信号的接口连接，由计算机计算出液位高度，其不足之处是浮筒吃水深度变化较大，传动稳定性差，定位精度不高，测量误差偏大。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供一种精度高，结构简单，可靠性好，价格便宜的机电式高精度液位测量仪。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现，本发明是由电机2、减速机3、编码器1、丝杠11、螺母9、液位传感器13、支撑架4、支撑架6、传感器位移装置、平衡装置、储罐15、接近开关5和控制器构成；所述的传感器位移装置包括螺母9和固定在螺母9上的导向杆10以及固联在导向杆10上的液位传感器13，导向杆10穿过支撑架6上的导向孔，在初始位置状态，传感器位移装置在储罐15顶部由接近开关5定位；所述的平衡装置包括平衡块12、钢丝绳7和滑轮8，滑轮8固定于储罐15的顶部，钢丝绳7一端与螺母9相联，另一端与平衡块12相联；支撑架4和支撑架6固定于储罐15的内壁上，编码器1固联在电机2尾轴上，电机2和减速机3固联在支撑架4上，丝杠11上端与减速器3的输出轴连接，下端与支撑架6固联，螺母9上安装有导向杆10，导向杆10通过支撑架6的导向孔导向；支撑架4、支撑架6安装在储罐15的内壁上；电机2、编码器1、接近开关5、液位传感器13的信号线和动力线与控制器连接。

所述的电机2为防爆电机或步进电机或为带锁紧装置的电机；所述的传感器位移装置中固联在导向杆10上的液位传感器13的数量为1-10个，液位传感器13为微差压传感器。所述的控制器以单片机为核心，液位传感器的信号经A/D转换接入单片机，编码器的信号接入单片机内部的计数器T0，接近开关5接入单片机P0口，单片机的输出口与固态继电器相接，用于驱动电机，单片机的输出口通过显示驱动电路驱动显示器和键盘。

本发明与现有技术相比的有益效果是：1.机电机构简单，操作安全可靠。2.测量精度可以达到毫米级。3.测量装置成本低。

附图说明

图1为机电式高精度液位测量仪结构简图；

图中：编码器1  电机2  减速机3  支撑架4  接近开关5  支撑架6  钢丝绳7  滑轮8螺母9  导向杆10  丝杠11  平衡块12  液位传感器13  液位传感器14  储罐15

图2为本发明的控制器方框图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1示，石油储罐一般高度在10米左右，而丝杠11越长，加工工艺越复杂，且总体误差较大，所以优选方案将丝杠11设计成2米长，螺母9上安装两根8-10米长的导向杆10，导向杆10上每隔2米距离固联一个液位传感器13，一共串联5个；这样在使用2米长的丝杠11进行传动情况下，测量仪可以在10米范围内精确测量储罐液位。

测量前，电机2旋转带动丝杠11旋转，螺母9向上运动，当螺母9顶端靠近接近开关5时触发开关，单片机接近开关5控制电路收到触发信号，并同时发出停止电机旋转信号，电机2停止，调零结束，即是检测的基准点。接近开关5距灌底的高度已知，液位传感器13距接近开关5的位置已知。

测量时，电机2驱动丝杠11带动螺母9向下运动，5个液位传感器也同时向下移动。编码器1与电机同轴联接，编码器2可以检测出丝杠11的旋转圈数，检测到的脉冲数据输入到单片机，通过单片机的运算能得到丝杠11的位移距离S。

测量过程中，单片机自上而下在线巡检5个液位传感器的信号变化量，并将信号输入到控制器中进行运算，可以求出介质每个毫米液位状态下的密度梯度、质量变化值和油水分界面(对原油介质)。测量完后，传感器位移装置回到储罐15顶部由接近开关5复位。

为了减小电机功率，增加防爆安全性，增加丝杠副自锁性能，本发明中设计了由平衡块12、滑轮8和钢丝绳7组成的平衡装置，用来平衡螺母副、导向杆和5个微差压传感器等的重量。