專利名稱：防爆型液位遙測跟蹤模擬裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種自動化計量器具。更確切地說，本發明涉及一種具有防爆性能的液面高度遙測與跟蹤模擬顯示裝置。
在具有防爆要求場合的液位遙測技術中，人們通常以氣壓傳感方式傳遞液位變化信號。這是因為將液位變化直接轉化為信號的裝置難以滿足防爆要求。
例如，我國普遍使用的稱重式油罐計量裝置，是將罐底液體壓力，通過鐘罩，長距離氣壓導管，引至GGY-01型儲罐液體稱重儀，經過復雜的一次表轉換過程，產生電信號，送入YJE-1型油罐計量儀，完成二次表處理，此外，它還必須使用一套氣壓供給裝置。
從理論上講，這種氣壓式稱重儀，是以氣壓為傳感媒介，所以系統誤差必然較大。在實際應用過程中，這種裝置比較復雜，以至綜合成本昂貴，并且精確度差，測試時間長。
隨著科學技術的發展，特別是微機技術的逐步普及，人們已經開始將電導線傳遞電信號的方法用于液體容性遙測，因為這種方法易于與計算機配合工作，進而克服了氣壓式裝置中的許多不足。所以，這種電導式遙測技術，以成為液位遙測技術發展的方向。
但是，國內外電導式液位遙測技術，僅局限于非防爆場合的應用。因為這種技術所應用的探測電位器，難以達到防爆要求。如美國專利4114130(公告日1978年9月12日)。中國專利申請86107944A(
公開日1988年6月1日)，介紹了兩種電導式液位遙測裝置，均屬非防爆場合應用的水位計。
下面就電導式液位遙測居于世界領先地位的上述技術，在應用過程中所表現出的不足，進行全面分析一、由于這類技術所使用的電位器，是傳統的滑動觸點式，所以它必然存在以下弊端1.防爆性能差這種電位器，無法將載流金屬工作體封閉起來，所以，它無法進入具有防爆要求的場合。
2.難以克服機械磨損問題原始的電位器，有金屬與金屬摩擦部件，必然存在機械磨損，而這種磨損將給系統帶來較大的誤差，同時它的精度穩定性也差。
雖然有人將滑動電位器改動差用變壓器，有效的解決了機械磨損問題，但使用差動變壓器為探頭的裝置，其量程小，非線性失真嚴重，信號變化范圍狹，儀器分辨率低，如美國專利申請4345466(公告日1982年8月24日)所述，其綜合性能仍不理想。
3.抗銹蝕能力差原始的觸點式電位器，工作主體與空氣接觸，而用于液位遙測裝置的電位器，通常處于易銹蝕的工作環境，眾所周知，抗銹蝕能力對其使用壽命和測量精確度，有很大影響。
二、這類技術的采樣電路有以下不足1.對計算機的依賴性較大這類技術是伴隨著微型計算機的普及應用而產生的，所以其非線性誤差的校正工作要求計算機軟件完成。
2.這種普通的采樣電路，不易按裝全自動、非微機化的跟蹤模擬裝置，以及實施半自動非微機化簡易測量。
為將電導式液位遙測技術應用于防爆和易銹蝕場合，并同時克服以上不足，本發明人經長期研究、開發出一種防爆型液位遙測跟蹤模擬裝置。
本發明的目的是要提供依照具有防爆性能的液面高度遙測及遙測模擬顯示裝置。它能有效的滿足最危險級防爆要求，并具有抗銹蝕能力。它能同時完成多個測量點的全自動跟蹤模擬顯示和全自動數碼顯示，以及打印記錄工作。在特殊環境中，它可以完成半自動模擬顯示與刻度顯示。
本發明目的是這樣實現的浮子跟蹤液面，通過傳動鏈帶動一輪盤轉動，輪盤與一螺旋狀全封閉式防爆型電位器同軸，使得量程內任何一個液面高度都有一個且只有一個穩定的分壓狀態與其對應。將電位器接入采樣電路中，采樣電路的另一側連接著一個起平衡作用的電位器，使得量程內任何一個液面高度都有一個且只有一個采樣平衡狀態與其對應，當液面高度發生動態變化，采樣電路失去平衡，立即產生激勵電流，激勵電流的方向與液面高度變化同步。激勵電流的方向，控制可逆驅動器的轉向，可逆驅動器帶動平衡電位器的觸點臂在平衡電位器上移動，尋找平衡點，其效果反饋至采樣電路，采樣電路達到平衡狀態，激勵電流消失，可逆驅動器停止工作，使得任何一個液面高度都有一個且只有一個平衡電位器的平衡點與其對應。
可逆驅動器工作同時帶動一液面模型的液面移動，進行全自動跟蹤模擬顯示及刻度顯示。若將平衡電位器所產生的分有序地信號輸入計算機處理，可完成微機追蹤數碼顯示，全自動打印記錄，以及預警、報警、自控等工作。
若以手動轉鈕取代可逆驅動器的工作過程，并在采樣電路中增裝電流監視表，即可完成半自動模擬顯示及刻度顯示。
本發明具有以下特征一、本發明中的浮子傳動系統，與先有技術(如CN87216409U;CN87204956U)相比，具有以下優點1.由于設計了穩定裝置，使浮子傳感系統工作穩定可靠。
2.該系統全部采用滾動套裝連接，摩擦部位均為滾動摩擦，提高了探測精度，減少了對測試液體的污染。
3.可根據目的用途選擇安裝方式。即，可將組合輪盤按裝在罐內，罐外，庫外。其中，用于罐內安裝的懸掛方式，可適應許多特殊環境(如壓力容器，熱水容器，封閉式儲油罐等)的測量要求。
二、本發明中的全封閉式電位器，與先有技術(如U.S.P4114130，CN86107944A)比較具有以下優點1.消除電位器機械磨損以及由其帶來的誤差。
本發明中的新型電位器的滑動觸點，是常溫下的汞滴。它在表面光滑的金屬與玻璃間的滑動，摩擦力很小。
2.易于滿足環境要求、特別是防爆要求。
這種電位器可將所有裸露金屬(包括防爆型引出線與電位器的接點)封閉于玻璃管內，電位器整體可置于防爆盒內。所以，它易于滿足防爆要求，同時具有抗銹蝕能力和抗溫能力。
3.精度穩定性高這種電位器無易老化材料，無摩擦損耗部件，所以其精度穩定性好。
4.可以直觀顯示如將組合輪盤安裝在罐外、庫外時，可直觀顯示汞滴位置，進而估測容性值。
5.制備工藝簡單，成本低廉。
這種電位器，可將多種探測能力集于一身，而且無高成本部件，無需復雜工藝。
6.測量范圍寬。
這種電位器的測量范圍，可根據精度要求與預計高程設計。
三、本發明中的采樣電路具有以下特征1.利用橋式電路原理，以電橋中的激勵電流方向控制可逆驅動器旋轉方向。
2.可逆驅動器工作的效果是消除激勵電流，它的手段是由可逆電機驅動平衡電位器觸點臂，在平衡電位器上尋找平衡點。
3.可逆驅動器工作可由一手動旋鈕代替。
圖1是根據本發明提出的防爆型液位遙測跟蹤模擬裝置系統的流程圖。
圖中01為液面高度02為浮子傳動機構03為防爆型探測電位器
04為采樣電路05為激勵電流判斷門06為激勵電流07為可逆驅動器08為驅動器傳動機構09跟蹤顯示模型10為平衡電位器觸點臂11為平衡電位器12為探測用安全電源13A/D轉換器14PIO接口15CPU中央處理機16PIO接口17CRT顯示器或工業控制器18SIO接口19打印記錄等外圍設備圖2是根據本發明中提出的浮子傳動機構示意圖。
圖中20為懸掛裝置21為組合輪盤22為鏈條23為浮子24為穩定裝置25為液面
26為配重27為帶防爆盒的探測電位器28為防爆型導線29為采樣電路圖3 是根據本發明中提出的全封閉式防爆型電位器的側剖視圖。
下面結合圖3詳細說明其細節及制備方法該電位器包括一根軟質非金屬絕緣絲(47)，其截面φ2.5mm～φ25mm，該絲應選用絕緣性能好，不易老化，韌度適當且耐溫180℃以上的非金屬絲。將一根φ0.02mm～φ0.85mm的康銅絲(43)密集纏繞在絕緣絲上，其密度以安裝后匝與匝之間不短路為準的最小間隙。將一根內徑φ5mm～φ50mm的玻璃管制成螺旋柱狀(40)，螺旋柱外徑φ30mm～φ200mm長度可根據測量高度確定。將一條寬度為玻璃管內壁周長1/10～1/2的金屬面片(45)制成螺旋狀，插入螺旋管內，使金屬片中心處于距螺旋管軸線最近處。金屬片由防爆導線(50)引出，康銅絲兩端分別由防爆導線(42)(48)引入。(46)為康銅絲與防爆導線的接點，(49)為金屬片與防爆導線接點。
在玻璃螺旋管內放入可以使金屬片(45)與康銅絲(43)點性短路的水銀滴(44)，然后將玻璃管兩端封閉。(41)為封閉口。
此外，可以根據需要在電位器內加裝預警、報警、保險等裝置。
制作好的電位器，外部無裸露金屬，引發線應選用優質防爆導線，然后再做防爆處理。
電位器使用時，必須使其軸線水平。當電位器整體沿其軸線旋轉時，水銀滴與電位器整體相對運動，改變金屬片與康銅絲的短路點，因康銅絲具有電阻率大的特點，所以電位器的輸出信號足以大于同種尺寸的普通電位器。
圖4 是根據本發明提出的防爆型液位遙測跟蹤模擬顯示裝置的采樣電路簡化圖。
圖中AB為防爆型探測電位器，M為水銀滴，M點為分壓點，AM、MB是產生分壓效果后的AB的兩個部分，mA為激勵電流監視表，K為全自化跟蹤模擬顯示與半自動監測的切換開關，G為手動旋鈕，F為可逆驅動機，H為模擬液面傳動裝置，CD為平衡電位器，N為平衡電位器分壓點，CN、ND為平衡電位器產生分壓效果的兩個部分，I為計算機系統，E為直流電流。
權利要求
1.一種防爆型液位跟蹤模擬裝置，該裝置包括浮子傳動機構、防爆型探測電位器、采樣電路以及視情況選擇的其它附件。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于浮子傳動機構裝有穩定裝置。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于防爆型探測電位器由玻璃螺旋管、康銅絲、軟質非金屬絕緣絲、金屬片和汞滴組成。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于采樣電路基于橋式電路原理，以電橋中的激勵電流方向控制可逆驅動器旋轉方向。
5.根據權利要求1或4所述的裝置，其特征在于可逆驅動器的工作可由手動旋鈕代替。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于所述其它附件包括CPU中央處理機和常用外圍設備。
全文摘要
公開了一種自動化計量器具，特別是一種具有防爆性能的液而高度遙測與跟蹤模擬顯示裝置，它包括浮子傳動機構、防爆型探測電位器、采樣電路以及視情況選擇的其它附件。它能夠同時對多個液罐進行跟蹤模擬顯示和數碼顯示以監視作業情況，它可以對液面進行全自動遙測或半自動遙測。
文檔編號G01F23/32GK1049559SQ9010754
公開日1991年2月27日 申請日期1990年9月8日 優先權日1990年9月8日
發明者孫強 申請人:孫強
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
