[发明专利]感应件故障时、分离液层层高测量法和其浮球液位变送器

说明书

本发明申请提供了一种浮球液位变送器，其测量电路的液位感应单元为若干等值电阻串联的电阻串路，各干簧管等间距排布在管筒内电路板上，测量电路的测控单元为包含恒流源和A/D转换器的测量控制单元，电阻串路的两端与恒流源输出端前端可选择切换的两连接端口连接，并与A/D转换器一输入端前端可选择切换的两采集端口连接，各干簧管的并联节点端一路连接至A/D转换器另一输入端，另一路连接有作为A/D转换器基准电压的基准阻值分压电路。本技术方案弥补了浮球式液位测量装置不具有分离层介质工况的分层测量能力的技术缺陷，还具有在出现干簧管损坏时也不影响测量的技术优点，产品性能增强、可靠性提高。

技术领域

本专利申请涉及液位变送器，尤其涉及浮球式液位变送器。

背景技术

液位测量装置中应用最为广泛的是浮球液位变送器，其基本构成包括有表头、与表头密封连接的管筒、沿管筒滑动的磁性浮球，管筒内的PCB电路板上纵向等间距排布有若干干簧管，各干簧管连接于电阻串联电路中，构成各等值电阻短路控制开关，电阻串联电路的一端连接至恒流源输出端，同时连接A/D转换器的正输入端，另一端和干簧管开关一端连接至A/D转换器负输入端，同时该端还连接有一基准电阻至地，A/D转换器的基准电压输入端连接于该基准电阻两端，构成比例法测阻值电路，并根据测得的阻值大小和每个阻值代表的液位值确定当前的液位。

此类浮球液位变送器根据阿基米德浮力原理，浮球随液位于管筒滑动至稳定位，与管筒内该稳定位相对应的干簧管磁耦合，程序通过高度值与干簧管闭合之上的总阻值之间的线性关系，计算获得液位值，其测量电路的典型原理结构如图1所示。

浮球液位变送器的液位感应元件为干簧管，因此产品测量的可靠性基本依赖于干簧管的器件质量，一旦某一干簧管出现闭合后不能断开的质量问题，就会造成整套变送器无法工作，停工检测，耗时，拆修工作量大；另外，对于存在液位分离层的检测工况，只有少量进口雷达仪表能够实现某一分离层层厚测量，而现有的浮球液位变送器无法完成，而且进口仪表价格昂贵，测量中还易受到干扰。

发明内容

本专利申请的发明目的在于改进现有的浮球式液位测量机构，提供一种在某一感应件干簧管出现闭合后无法断开问题时仍能正常完成液位测量，并具有分离层介质工况的分层测量能力的感应件故障时、分离液层层高测量法和其浮球液位变送器。

本专利申请提供浮球液位变送器技术方案，其主要技术内容是：一种浮球液位变送器，包括表头、管筒、沿管筒滑动的磁性浮球和测量电路，测量电路的液位感应单元为若干等值电阻串联的电阻串路，各相邻电阻间的串联节点上并联一干簧管，各干簧管等间距排布在管筒内轴线上的条形电路板上，测量电路的测控单元设置表头内，测控单元为包含恒流源和A/D转换器的测量控制单元，电阻串路的两端与恒流源输入端前端切换选择的两连接端口连接，并与A/D转换器正输入端前端切换选择的两采集端口连接，各干簧管的并联节点端一路连接至A/D转换器负输入端，另一路连接有作为A/D转换器基准电压的基准阻值分压电路。

在上述的整体技术方案中，测控单元中包含两恒流源。

在上述的整体技术方案中，测控单元中包括两A/D转换器。

在上述的整体技术方案中，管筒上、下滑动设有轻质磁性浮球和重质磁性浮球。