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一種編碼帶液位儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種編碼帶液位儀，其包括用于檢測(cè)容器內(nèi)液位高度的液位浮子和測(cè)量液位浮子移動(dòng)的測(cè)量裝置；浮子上裝有磁性金屬材料；測(cè)量裝置包括緊鄰液位浮子安裝、且盛裝滿液體的測(cè)量管道；測(cè)量管道內(nèi)部設(shè)置有測(cè)量浮子，且測(cè)量浮子上裝有磁性材料；測(cè)量浮子上安裝有一根編碼帶，編碼帶的另一端固定在測(cè)量管道頂部安裝的恒力盤簧上；恒力盤簧側(cè)面的測(cè)量管道上設(shè)置有一個(gè)透明的視窗；鄰近視窗處設(shè)置有一個(gè)用于讀取編碼帶上編碼的編碼識(shí)讀器。測(cè)量時(shí)，通過液位浮子上的磁性金屬材料與測(cè)量浮子上的硬磁材料的磁吸作用，使測(cè)量浮子能隨時(shí)保持與液位一致，從而解決了測(cè)量過程中液位浮子和測(cè)量浮子移動(dòng)不一致的問題，提高了液位的測(cè)量精度。
【專利說明】一種編碼帶液位儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及液體測(cè)量裝置，具體涉及一種編碼帶液位儀。

【背景技術(shù)】
[0002]目前中國發(fā)明專利ZL 200410026069.8和ZL 200410026155.9所示出的液位儀主要由置于容器內(nèi)的浮子和測(cè)量浮子移動(dòng)的測(cè)量裝置組成，浮子上有磁性材料，在容器內(nèi)沿容器高度方向固定有內(nèi)筒、浮子相對(duì)內(nèi)筒定位，至少內(nèi)筒底部密封，內(nèi)筒內(nèi)沿容器高度設(shè)計(jì)有高度標(biāo)記信息，內(nèi)筒內(nèi)有高度標(biāo)記信息的讀取裝置，讀取裝置內(nèi)有信號(hào)輸出接口，當(dāng)浮子隨液位上下變化時(shí)，浮子帶動(dòng)讀取裝置上下移動(dòng)，讀取裝置時(shí)時(shí)讀取容器高度標(biāo)記信息，并將高度標(biāo)記信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)由信號(hào)輸出接口向外輸出。
[0003]上述兩種液位儀存在如下缺陷:專利200410026069.8示出的液位儀的讀取裝置的信號(hào)是通過線路輸出到該裝置以外，這種液位儀未考慮讀取裝置在隨液位上下移動(dòng)時(shí)，信號(hào)輸出線路也會(huì)時(shí)長時(shí)短，這樣線路重量的變化都會(huì)導(dǎo)致浮子相對(duì)液面的高度發(fā)生變化，使最終讀數(shù)出現(xiàn)誤差。
[0004]專利200410026155.9示出的液位儀的讀取裝置的信號(hào)是通過光發(fā)射器以光的形式發(fā)送到該裝置外的光接收轉(zhuǎn)換裝置，光發(fā)射器需要發(fā)出較強(qiáng)的光信號(hào)才能傳輸一定距離，而讀取裝置的電池容量有限，使得電池更換較為頻繁，影響工作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提供的編碼帶液位儀能夠在提高液位測(cè)量精度的同時(shí)保證測(cè)量的液位數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸。
[0006]為了達(dá)到上述方面目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]—方面，提供一種編碼帶液位儀，其包括用于檢測(cè)容器內(nèi)液位高度的液位浮子和測(cè)量液位浮子移動(dòng)的測(cè)量裝置；液位浮子上裝有磁性金屬材料；測(cè)量裝置包括緊鄰液位浮子安裝、且盛裝滿液體的測(cè)量管道；測(cè)量管道內(nèi)部設(shè)置有測(cè)量浮子，且測(cè)量浮子上裝有磁性材料；測(cè)量浮子上安裝有一根編碼帶，編碼帶的另一端固定在測(cè)量管道頂部安裝的恒力盤簧上；恒力盤簧側(cè)面的測(cè)量管道上設(shè)置有一個(gè)透明的視窗；鄰近視窗處設(shè)置有一個(gè)用于讀取編碼帶上編碼的編碼識(shí)讀器。
[0008]在上述第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上，第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式的液位浮子可以設(shè)置在容器內(nèi)；容器的材質(zhì)是非磁性材料；鄰近容器的側(cè)壁處固定安裝有一個(gè)豎直的導(dǎo)軌，液位浮子活動(dòng)地安裝在導(dǎo)軌上。
[0009]在上述第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上，第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式的編碼帶液位儀還可以包括一個(gè)與容器底部連通的液位管道；容器的材質(zhì)可以不是非磁性材料，液位管道的材質(zhì)是非磁性材料；液位浮子放置在液位管道內(nèi)。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果為:測(cè)量浮子在測(cè)量管道內(nèi)，與容器沒有直接連接，只通過液位浮子上的磁性金屬材料與測(cè)量浮子上的硬磁材料的磁吸作用，使測(cè)量浮子能隨時(shí)保持與液位一致，從而解決了測(cè)量過程中液位浮子和測(cè)量浮子移動(dòng)不一致的問題，提高了液位的測(cè)量精度。
[0011]由于編碼識(shí)讀器是設(shè)置在測(cè)量管道的外部，其充電或更換電池都非常的方便，從而保證了將編碼轉(zhuǎn)化為的數(shù)字信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。
[0012]編碼液位儀中除了恒力彈簧以外沒有機(jī)械構(gòu)造，所以不容易出現(xiàn)機(jī)械故障，且測(cè)量管道與容器沒有直接連接，便于維修。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為編碼帶液位儀的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為編碼帶液位儀的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為編碼帶的放大圖。
[0016]其中，1、容器；2、液位管道；3、測(cè)量管道；4、恒力盤簧；5、編碼識(shí)讀器；6、編碼帶；7、液位浮子；8、測(cè)量浮子；9、數(shù)字標(biāo)尺；10、導(dǎo)軌；11、分米編碼單元；12、厘米編碼單元；
13、毫米編碼單元。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行描述，以便于本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員理解本實(shí)用新型，但應(yīng)該清楚，本實(shí)用新型不限于【具體實(shí)施方式】的范圍，對(duì)本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本實(shí)用新型構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。
[0018]本實(shí)用新型編碼帶液位儀一個(gè)實(shí)施例的技術(shù)方案包括用于檢測(cè)容器I內(nèi)液位高度的液位浮子7和測(cè)量液位浮子7移動(dòng)的測(cè)量裝置；液位浮子7上裝有居里溫度比較高的磁性金屬材料；其中磁性金屬材料優(yōu)選采用純鐵或硅鋼。
[0019]測(cè)量裝置包括緊鄰液位浮子7安裝、且盛裝滿液體的測(cè)量管道3，測(cè)量管道3內(nèi)部的液體優(yōu)選為水；測(cè)量管道3內(nèi)部設(shè)置有測(cè)量浮子8，且測(cè)量浮子8上裝有磁性材料。
[0020]如圖2所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，液位浮子7可以設(shè)置在容器I內(nèi)，容器的材質(zhì)是非磁性材料；由于需要被測(cè)量液位的容器I的體積一般都比較大，液位浮子7在容器I內(nèi)基本上都會(huì)隨意進(jìn)行漂浮，這樣就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量浮子8難以撲捉到液位浮子7的浮動(dòng)；于是一般會(huì)在容器I鄰近容器側(cè)壁處固定安裝上一個(gè)豎直的導(dǎo)軌10，液位浮子7活動(dòng)地安裝在導(dǎo)軌10上。
[0021]由于測(cè)量浮子8放置在測(cè)量管道3內(nèi)，與容器I沒有直接連接，只通過液位浮子7上的磁性金屬材料與測(cè)量浮子3上的硬磁材料的磁吸作用，使測(cè)量浮子8能隨時(shí)保持與液位一致，從而解決了測(cè)量過程中液位浮子7和測(cè)量浮子8移動(dòng)不一致的問題，提供了液位的測(cè)量精度。
[0022]本申請(qǐng)的液位管道2可以采用非磁性金屬或玻璃材質(zhì)制成，當(dāng)容器I內(nèi)部盛裝高溫液體時(shí)，就需要在液位管道2的外表面包裹上保溫材料，以避免容器I內(nèi)部溫度的流失。
[0023]如圖1所示，液位浮子7還可以設(shè)置在容器I外，此時(shí)容器的材質(zhì)可以不是非磁性材料，這樣就需要設(shè)置一根與容器I底部連通的液位管道2，液位浮子7放置在液位管道2內(nèi)。本方案優(yōu)選液位管道2的上下端均與容器I連通。
[0024]在測(cè)量浮子3上安裝有一根編碼帶6，編碼帶6的另一端固定在測(cè)量管道3頂部安裝的恒力盤簧4上；此處的恒力彈簧也可以采用其他能夠在受力時(shí)放出其內(nèi)部的卷繞的編碼帶6，受力取消后又能夠自動(dòng)收回編碼帶6的裝置替代。
[0025]恒力盤簧4側(cè)面的測(cè)量管道3上設(shè)置有一個(gè)透明的視窗；鄰近視窗處設(shè)置有一個(gè)用于讀取編碼帶6上編碼的編碼識(shí)讀器5。
[0026]其中編碼識(shí)讀器5可以采用光電識(shí)讀器，也可以采用攝像識(shí)讀器。為了確保液位測(cè)量的精準(zhǔn)性，設(shè)計(jì)時(shí)，確保編碼帶6的重量與其浮力相等；測(cè)量浮子8的重量等于其浮力與恒力盤簧4的拉力之和。
[0027]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量管道3可以采用透明材質(zhì)制成，此時(shí)，恒力盤簧4側(cè)面的測(cè)量管道3上設(shè)置的透明視窗可以就是測(cè)量管道本身；當(dāng)采用透明材質(zhì)制成時(shí)，可以在測(cè)量管道3的側(cè)壁上或其內(nèi)部固定安裝一根豎直的數(shù)字標(biāo)尺9，并在測(cè)量浮子8正對(duì)數(shù)字標(biāo)尺9側(cè)安裝上一根指針；這樣設(shè)置之后，工作人員就可以現(xiàn)場(chǎng)讀取容器I內(nèi)的液位，不需要到接收編碼識(shí)讀器5的裝置處進(jìn)行了解。
[0028]不過測(cè)量管道3也可以采用除透明材質(zhì)以外的其他材質(zhì)進(jìn)行制作，不過此時(shí)就必須設(shè)置一個(gè)透明的視窗，以便編碼的讀取；同時(shí)，測(cè)量管道3內(nèi)就沒有安裝數(shù)字標(biāo)尺9和指針的必要了。
[0029]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)液位管道2的直徑與其內(nèi)部的液位浮子7尺寸比較接近時(shí)，液位浮子7基本上能在液位管道2內(nèi)部的同一豎直面上移動(dòng)。但是當(dāng)液位管道2的直徑大于液位浮子7尺寸較多時(shí)，液位浮子7就可能會(huì)在液位管道2內(nèi)部浮動(dòng)，使得測(cè)量浮子撲捉液位浮子7而影響測(cè)量精度，為此在液位管道2內(nèi)固定安裝有一根導(dǎo)軌10，液位浮子2活動(dòng)地安裝在導(dǎo)軌10上。
[0030]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)測(cè)量管道3的直徑與其內(nèi)部的測(cè)量浮子8尺寸比較接近時(shí)，測(cè)量浮子8基本上能在測(cè)量管道3內(nèi)部的同一豎直面上移動(dòng)。但是在測(cè)量管道3內(nèi)部需要安裝恒力盤簧4和編碼帶6等組件，這必然導(dǎo)致測(cè)量管道3的直徑比其內(nèi)部的測(cè)量浮子8尺寸大很多，這樣測(cè)量浮子8就可能會(huì)在測(cè)量管道3內(nèi)部浮動(dòng)，而影響測(cè)量精度，為此在測(cè)量管道3內(nèi)固定安裝有一根導(dǎo)軌10，測(cè)量浮子8活動(dòng)地安裝在導(dǎo)軌10上。
[0031]由于上述的編碼帶液位儀中除了恒力彈簧4以外沒有其他機(jī)械構(gòu)造，所以不容易出現(xiàn)機(jī)械故障，且測(cè)量管道3與容器I沒有直接連接，便于維修。
[0032]如圖3所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量管道3內(nèi)的編碼帶6上設(shè)置有三個(gè)編碼單元，分別為毫米編碼單元13、厘米編碼單元12和分米編碼單元11。編碼單元均采用5個(gè)編碼模塊形成的格雷碼；毫米編碼單元13中每厘米長度內(nèi)均勻設(shè)置20個(gè)5位數(shù)格雷碼，厘米編碼單元12每分米長度內(nèi)均勻設(shè)置20個(gè)5位數(shù)格雷碼，分米編碼單元11每米長度內(nèi)均勻設(shè)置20個(gè)5位數(shù)格雷碼。
[0033]其中，編碼模塊的寬度設(shè)置為0.3mm-0.5mm,每個(gè)格雷碼的寬度設(shè)置為1.5mm-2.5mm。
[0034]由于編碼帶6采用的是格雷碼，使得編碼過渡間的識(shí)讀不會(huì)出現(xiàn)誤讀；毫米編碼單元13、厘米編碼單元12和分米編碼單元11中的編碼都是采用五位數(shù)編碼來代表(T9的十進(jìn)制數(shù)字，當(dāng)五位數(shù)的格雷碼的寬度為1.5mm時(shí)，掃描編碼的角度允許偏差Φ為±18.4°，當(dāng)五位數(shù)的格雷碼的寬度為2.5mm時(shí)，掃描編碼的角度允許偏差Φ為±11.3°。由此看出，格雷碼的寬度越小，掃描編碼的角度允許偏差Φ越大。因此在測(cè)量浮子上8下移動(dòng)可能導(dǎo)致編碼帶晃動(dòng)時(shí)，編碼識(shí)讀器5卻仍然能準(zhǔn)確識(shí)讀編碼，不會(huì)導(dǎo)致誤讀。
[0035]綜上所述，當(dāng)容器I內(nèi)的液位發(fā)生變化時(shí)，液位浮子7通過磁吸帶動(dòng)測(cè)量浮子8隨之移動(dòng)，并與液位保持一致。當(dāng)測(cè)量管道3采用透明材質(zhì)制成時(shí)，測(cè)量浮子8上的指針指向數(shù)字標(biāo)尺9，可以就地顯示液位，方便工作人員的識(shí)讀。編碼識(shí)讀器5對(duì)測(cè)量浮子8上的編碼進(jìn)行讀取時(shí)，由于其設(shè)置在測(cè)量管道3外，連接電源或更換電池都比較方便，可以確保將編碼轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)通過線路傳到液位儀外，從而可實(shí)現(xiàn)液位數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。
[0036]雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了詳細(xì)地描述，但不應(yīng)理解為對(duì)本專利的保護(hù)范圍的限定。在權(quán)利要求書所描述的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改和變形仍屬本專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種編碼帶液位儀，包括用于檢測(cè)容器內(nèi)液位高度的液位浮子和測(cè)量液位浮子移動(dòng)的測(cè)量裝置；其特征在于:所述液位浮子上裝有磁性金屬材料；所述測(cè)量裝置包括緊鄰所述液位浮子安裝、且盛裝滿液體的測(cè)量管道；所述測(cè)量管道內(nèi)設(shè)置有測(cè)量浮子，且所述測(cè)量浮子上裝有磁性材料；所述測(cè)量浮子上安裝有一根編碼帶，所述編碼帶的另一端固定在所述測(cè)量管道頂部安裝的恒力盤簧上；所述恒力盤簧側(cè)面的所述測(cè)量管道的側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)透明的視窗；鄰近所述視窗處設(shè)置有一個(gè)用于讀取所述編碼帶上編碼的編碼識(shí)讀器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼帶液位儀，其特征在于:所述液位浮子設(shè)置在所述容器內(nèi)；容器的材質(zhì)是非磁性材料；鄰近所述容器的側(cè)壁處固定安裝有一個(gè)豎直的導(dǎo)軌，所述液位浮子活動(dòng)地安裝在所述導(dǎo)軌上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的編碼帶液位儀，其特征在于:還包括一個(gè)與所述容器底部連通的液位管道；液位管道的材質(zhì)是非磁性材料；所述液位浮子放置在所述液位管道內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的編碼帶液位儀，其特征在于:所述液位管道內(nèi)固定安裝有一根導(dǎo)軌，所述液位浮子活動(dòng)地安裝在所述導(dǎo)軌上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的編碼帶液位儀，其特征在于:所述測(cè)量管道內(nèi)固定安裝有一根導(dǎo)軌，所述測(cè)量浮子活動(dòng)地安裝在所述導(dǎo)軌上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的編碼帶液位儀，其特征在于:所述編碼帶的重量與其浮力相等；所述測(cè)量浮子的重量等于其浮力與所述恒力盤簧的拉力之和。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的編碼帶液位儀，其特征在于:所述測(cè)量管道采用透明材質(zhì)制成，所述測(cè)量管道的側(cè)壁上或其內(nèi)部固定安裝有一根豎直的數(shù)字標(biāo)尺；所述測(cè)量浮子正對(duì)所述數(shù)字標(biāo)尺側(cè)安裝有一指針。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的編碼帶液位儀，其特征在于:所述編碼識(shí)讀器為光電識(shí)讀器或攝像識(shí)讀器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的編碼帶液位儀，其特征在于:所述測(cè)量管道內(nèi)的編碼帶上設(shè)置有三個(gè)編碼單元，分別為毫米編碼單元、厘米編碼單元和分米編碼單元；每個(gè)編碼單元均采用5個(gè)編碼模塊形成的格雷碼；毫米編碼單元中每厘米長度內(nèi)均勻設(shè)置20個(gè)5位數(shù)格雷碼，厘米編碼單元每分米長度內(nèi)均勻設(shè)置20個(gè)5位數(shù)格雷碼，分米編碼單元每米長度內(nèi)均勻設(shè)置20個(gè)5位數(shù)格雷碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的編碼帶液位儀，其特征在于:所述編碼模塊的寬度設(shè)置為0.3mm-0.5mm，每個(gè)格雷碼的寬度設(shè)置為1.5mm_2.5mm。
【文檔編號(hào)】G01F23/66GK204165625SQ201420607176
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】孟錦根 申請(qǐng)人:四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院