[发明专利]带温度自适应系统的插入式磁浮子液位计

说明书

技术领域

本发明涉及于工业自动化的技术领域，特别是涉及一种带温度自适应系统的插入式磁浮子液位计，属于仪器仪表，直接应用于水处理，化工、船舶、石油、生物制药、环保、市政、食品等行业。

背景技术

1) 仪表化与局部自动化(20世纪50-60年代)阶段

20世纪50年代前后，磁浮子液位计在过程控制中开始得到发展。一些工厂企业实现了仪表化和局部自动化。这是磁浮子液位计在过程控制发展中的第一个阶段。这个阶段的主要特点是：采用的过程检测控制仪表为基地式仪表和部分单元组合式仪表，而且多数是气动仪表；过程控制系统的结构绝大多数是单输入—单输出系统；被控参数主要是液位，控制的目的主要是保持这些工艺参数的稳定、准确，确保生产安全；

2)综合自动化(20世纪60-70年代中期)阶段

在20世纪60 年代，随着工业生产的不断发展，对磁浮子液位计提出了新的要求；电子技术的迅速发展，也为自动化技术工具的不断完善提供了条件，磁浮子液位计开始进入第二阶段。在这一阶段中，工业生产过程出现了一个车间乃至一个工厂的综合自动化，其主要特点是：大量采用单元组合仪表(包括气动和电动)和组装式仪表。与此同时，计算机开始应用于过程控制领域，实现了直接数字控制(Direct Digital Control，DDC)和设定值控制(Statistical Process Control，SPC)。在自动化仪表过程控制系统的结构方案方面，相继出现了各种复杂的控制系统，如串级控制、前馈—反馈复合控制、Smith 预估控制以及比值、均匀、选择性控制等，一方面提高了控制质量，另一方面也满足了一些特殊的控制要求。自动化仪表控制系统的析与综合的理论基础，由经典控制理论发展到现代控制理论。控制系统由单变量系统转向多变量系统，以解决生产过程中遇到的更为复杂的问题；

3)全盘自动化(20世纪70年代中期至今)阶段

20世纪70年代中期以来，随着现代工业生产的迅猛发展，微型计算机的开发与应用，经历三阶段：

一阶段的主要特点是：在新型的自动化技术工具方面，开始采用以微处理器为核心的智能单元组合仪表(包括可编程序控制器等)；成分在线检测与数据处理的应用也日益广泛；模拟调节仪表的品种不断增加，可靠性不断提高，磁浮子液位计也实现了本质安全防爆，适应了各种复杂过程控制的要求。在过程控制系统的结构方面，由单变量控制系统发展到多变量系统，由生产过程的定值控制发展到最优控制、自适应控制，由自动化仪表控制系统发展到计算机分布式控制系统等。在控制理论的运用方面，现代控制理论移用到过程控制领域，如状态反馈、最优控制、解耦控制等在过程控制中的应用，加速了过程建模、测试以及控制方法设计、分析等控制技术和理论的发展。

当前，磁浮子液位计已进入了计算机时代，进入了所谓计算机集成过程控制系统(Computer Integrated Process System，CIPS)的时代。CIPS 利用计算机技术，对整个企业的运作过程进行综合管理和控制，包括市场营销、生产计划调度、原材料选择、产品分配、成本管理，以及工艺过程的控制、优化和管理等全过程。分布式控制系统，先进过程控制策略以及网络技术、数据库技术等将是实现CIPS 的重要基础。可以预计，过程控制将在我国社会主义现代化建设过程中得到更快的发展。

目前使用的磁浮子液位计是基于浮力及磁力原理设计的。带有磁铁的浮球（简称浮球）在被测介质中的位置受浮力作用影响：液位的变化导致磁性浮子位置的变化。浮球中的磁体和导管中的传感器（磁簧开关）作用，使导管中串联入电路的元件（定值电阻）的数量发生变化，进而使仪表电路系统的电学量（电流值）发生改变。也就是使磁性浮子位置的变化引起电流值大小的变化，从而输出也液位相对应电流信号或开关信号。根据客户需求，实现自动设备的远程控制或报警。

导管部分沉浸在被测溶液中，导管内的温度随液体温度的变化而变化。导管中定值电阻，在温度变化时阻值会产生变化，从而影响输出电流，使输出也液位相对应电流信号或开关信号不准确，对应的液位值误差太大。

在温度变化不大的情况下，实际液位偏差不大。但实际使用过程温差很大（如液体温度从0度到90度反复变化），输出的信号值就不能和实际的液位精确匹配，影响设备的控制精度。

发明内容