一種磁力物位檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種磁力物位檢測裝置，主要由導(dǎo)管、軟質(zhì)測量套、電磁鐵、永磁片、包含有接觸開關(guān)的電阻網(wǎng)絡(luò)電路板以及智能單元等組成。導(dǎo)管各個面分布有靜觸點、動觸點和電磁鐵，軟質(zhì)測量套外為耐磨層，內(nèi)為導(dǎo)電層，中間還夾持有永磁片，當(dāng)物料高度淹沒軟質(zhì)測量套后，擠壓力大于電磁鐵和永磁片之間的磁力，使軟質(zhì)測量套收縮接觸導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)部的導(dǎo)電絲將導(dǎo)管各平面分布的接觸開關(guān)觸點連通，從而短路電阻網(wǎng)絡(luò)中的某些精密電阻，電阻值經(jīng)換算后得到容器中的物料物位值。本實用新型可用于測量液體或固體物位，還具有自動除粘附功能。
【專利說明】
_種磁力物位檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種測量容器中物料高度的裝置，具體而言涉及一種磁力物位檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]物位檢測就是測量容器中物料的高度，物料一般分為液體和固體，液體的物位一般稱為液位，固體的物位也常稱為料位。目前，用于測量液位的主要裝置有浮球式液位計和壓力式液位計，用于測量固體物位的裝置主要有電容式物位計和重錘式物位計，能同時測量兩種物料物位的裝置有超聲波物位計和雷達物位計等。浮球式液位計結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但在測量腐蝕性液體液位時，需要加裝防腐涂層，這導(dǎo)致液位計的成本增加。壓力式液位計根據(jù)液體靜壓和液體高度成正比的原理制成，通過在液體底部安裝壓力傳感器，然后將所測壓力值轉(zhuǎn)換為液位值，壓力式液位計的測量部件直接和被測液體接觸，實際使用要根據(jù)所測液體的腐蝕度選擇不同的壓力傳感器膜片。電容式物位計在測量固體物料中應(yīng)用較多，其主要不足是溫漂大，標(biāo)定難以及怕粘附等。重錘式物位計機械部件較多，且測量間隔大，不適合連續(xù)測量。超聲波物位計和雷達物位計都屬于非接觸測量式，不受被測物料腐蝕性或物料形態(tài)的限制，可廣泛用于測量各種液體或固體的物位，但其價格昂貴，安裝復(fù)雜，且精度容易受環(huán)境影響，難以用于容器中存在泡沫、攪拌、管道和加熱等設(shè)備的場合。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提供一種磁力物位檢測裝置，所述裝置包括安裝于容器外的表頭部分和安裝于容器內(nèi)的導(dǎo)管部分。表頭部分的核心是智能單元，其主要功能是產(chǎn)生固定大小的勵磁電流以及對各種電信號進行處理;導(dǎo)管部分主要由導(dǎo)管、軟質(zhì)測量套、靜觸點、動觸點、導(dǎo)管底座、測量套固定線、電磁鐵、繞線、永磁片和電路板組成，其作為測量物位的主要部件伸入物料之中。表頭部分設(shè)置有勵磁調(diào)節(jié)鈕，用以調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，電流經(jīng)繞線流過電磁鐵，從而在電磁鐵的鐵芯上產(chǎn)生一定磁極方向的磁場，磁場強度隨電流大小而改變;導(dǎo)管呈多面體形狀，每個面上分布有均勻排列的靜觸點和動觸點，導(dǎo)管內(nèi)部還設(shè)置有由精密電阻和接觸開關(guān)組成的電路板，外部連接有軟質(zhì)測量套，軟質(zhì)測量套外層為耐磨層，內(nèi)層為導(dǎo)電層，中間分布有永磁片，永磁片靠近導(dǎo)管一面的磁極和電磁鐵磁極相同，根據(jù)同極相斥的原理，電磁鐵和永磁片相互排斥使導(dǎo)管和導(dǎo)電層隔開；當(dāng)容器中的物料沒有淹沒到軟質(zhì)測量套時，導(dǎo)管上的靜觸點和動觸點不連通，其對應(yīng)的接觸開關(guān)處于開路，當(dāng)容器中的物料上升淹沒住一定高度的軟質(zhì)測量套時，物料的擠壓力克服磁力作用，使相應(yīng)高度范圍的導(dǎo)電層和靜觸點以及動觸點接觸，從而使接觸開關(guān)閉合，同一個精密電阻并聯(lián)的所有接觸開關(guān)閉合使此精密電阻被短路，最終使由精密電阻組成的電阻網(wǎng)絡(luò)阻值發(fā)生變化，此電阻值經(jīng)安裝于表頭的智能單元處理后轉(zhuǎn)換為物料物位。
[0004]作為上述方案的進一步改進:
[0005]所述智能單元包括鍵盤電路、電阻信號處理電路、勵磁電路、顯示電路和信號遠傳端口。
[0006]所述軟質(zhì)測量套中部和導(dǎo)管之間連接有測量套固定線。
[0007]所述軟質(zhì)測量套的導(dǎo)電層由多個環(huán)狀導(dǎo)電絲縱向分布組成，相鄰導(dǎo)電絲不連通，橫向上每個導(dǎo)電絲分為和接觸開關(guān)數(shù)目相同的多個段，每段之間不連通。
[0008]所述電路板上的精密電阻之間為串聯(lián)關(guān)系，每個精密電阻上并聯(lián)有多個串聯(lián)的接觸開關(guān)。
[0009]所述每個精密電阻并聯(lián)的接觸開關(guān)的數(shù)目，在導(dǎo)管為多面體時不小于多面體的面數(shù)，當(dāng)導(dǎo)管為圓柱體時不小于二。
[0010]所述電磁鐵的磁力大小通過勵磁調(diào)節(jié)鈕進行調(diào)節(jié)。
[0011]所述導(dǎo)管上的觸點和導(dǎo)電層上導(dǎo)電絲接觸的條件為物料對軟質(zhì)測量套耐磨層的擠壓力大于永磁片所受的磁力。
[0012]所述軟質(zhì)測量套外部耐磨層物料粘附的去除方法是改變電磁鐵勵磁電流的幅度和頻率。
[0013]本實用新型所提供的一種磁力物位檢測裝置，既可用于測量液體液位，又可用于測量固體物位，裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，安裝方便。同時，本實用新型所提供的一種磁力物位檢測裝置的電磁鐵磁場強度可以任意設(shè)置，能適應(yīng)于測量顆粒、粉質(zhì)等不同密度的固體物位。另外，本實用新型還具有自動除粘附功能，選擇耐腐蝕、耐高溫的軟質(zhì)測量套還可用于高溫和強腐蝕性的應(yīng)用環(huán)境。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型主體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實用新型導(dǎo)管部分截面圖。
[0016]圖3是本實用新型電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本實用新型智能單元功能結(jié)構(gòu)圖。
[0018]【附圖符號說明】1.表頭;2.智能單元;3.顯示屏;4.按鍵;5.接線柱;6.法蘭;7.勵磁調(diào)節(jié)鈕;8.軟質(zhì)測量套;9.導(dǎo)管；10.耐磨層；11.導(dǎo)電層；12.電磁鐵；13.靜觸點；14.動觸點；15.導(dǎo)管底座；16.物料；17.永磁片；18.容器；19.測量套固定線；20.電路板;21.繞線；22.導(dǎo)電絲;23.精密電阻;24.導(dǎo)線;25.接觸開關(guān)。
【具體實施方式】
[0019]為了對本實用新型的技術(shù)特征、目的和應(yīng)用方法有更加清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做進一步說明。
[0020]如圖1和2所示，本實用新型所提供的一種磁力物位檢測裝置的導(dǎo)管部分包括軟質(zhì)測量套8、導(dǎo)管9，電磁鐵12、靜觸點13、動觸點14、導(dǎo)管底座15、永磁片17、測量套固定線19、以及電路板20。導(dǎo)管9呈多面體或圓柱體狀，其每個面上橫向排列靜觸點13和動觸點14，觸點縱向排列的間距決定了本實用新型測量物位的精度，間距越小精度越高，反之越低;導(dǎo)管9每個面上還連接有和觸點水平的電磁鐵12，當(dāng)電磁鐵12中的繞線21有電流流過時產(chǎn)生磁力;軟質(zhì)測量套8通過測量套固定線19連接在導(dǎo)管9上，其底部連接在導(dǎo)管底座15上，連接后嚴(yán)格密封，使外部介質(zhì)不能和導(dǎo)管9接觸，軟質(zhì)測量套8外層為耐磨層10，內(nèi)層為導(dǎo)電層11，導(dǎo)電層11由一圈圈互不導(dǎo)通的環(huán)狀導(dǎo)電絲22構(gòu)成，導(dǎo)電絲22可以使橫向的觸點連通，但不能使縱向的觸點連通，每個導(dǎo)電絲22又分為和多面體導(dǎo)管9面數(shù)相同的多個段，各段之間不連通;耐磨層10和導(dǎo)電層11中間還設(shè)置有永磁片17，其磁極方向和對應(yīng)面上的電磁鐵12的磁極方向相同，當(dāng)電磁鐵12通電時，磁場同向相斥使導(dǎo)電層11不和導(dǎo)管9上的靜觸點13和動觸點14接觸，當(dāng)耐磨層10所受外力大于磁力時，靜觸點13和動觸點14連通，對應(yīng)的接觸開關(guān)25閉合。
[0021]本實用新型所提供的一種磁力物位檢測裝置的電路板20結(jié)構(gòu)示意圖如3所示，由精密電阻23和接觸開關(guān)25組成，多個精密電阻23串聯(lián)組成電阻網(wǎng)絡(luò)，精密電阻23的數(shù)目和導(dǎo)管9上縱向分布的觸點行數(shù)相等，每個精密電阻23并聯(lián)有多個串聯(lián)的接觸開關(guān)25，其數(shù)目和導(dǎo)管9的平面數(shù)相等，圖2所示導(dǎo)管9為四面體，所以圖3中每個精密電阻23并聯(lián)的接觸開關(guān)25數(shù)量為4個，當(dāng)導(dǎo)管9為圓柱體時，接觸開關(guān)25數(shù)量應(yīng)不小于二，每個接觸開關(guān)25都有一個靜觸點13和一個動觸點14，這些觸點延伸分布在導(dǎo)管9的每個面上，當(dāng)多個面上的靜觸點13和動觸點14同時連通時，對應(yīng)的精密電阻23被短路，這使整個精密電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值發(fā)生變化，電阻網(wǎng)絡(luò)和智能單元2連接，電阻值經(jīng)處理后可得到被測物位值。
[0022]如圖4所示，本實用新型所提供的一種磁力物位檢測裝置的表頭部分的核心是智能單元2，它分別連接有顯示屏3、按鍵4、接線柱5和勵磁調(diào)節(jié)鈕7。智能單元2以微控制器101為核心，包括鍵盤電路102、電阻信號處理電路103、勵磁電路104、顯示電路105和信號遠傳端口 106。鍵盤電路102連接有按鍵4，用于對裝置工作參數(shù)進行設(shè)置;電阻信號處理電路103連接電路板20，對電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值進行采集，經(jīng)轉(zhuǎn)換為電壓/電流信號，再進一步轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送給微控制器101;勵磁電路104連接勵磁調(diào)節(jié)鈕7，還通過繞線21連接電磁鐵12，調(diào)節(jié)勵磁調(diào)節(jié)鈕7可產(chǎn)生不同大小的勵磁電流，從而使電磁鐵12對永磁片17產(chǎn)生不同的排斥力，此力大小應(yīng)根據(jù)容器18中的物料16密度決定;顯示電路105顯示所測量的物位值，還作為人機交互界面顯示本裝置的操作狀態(tài);信號遠傳端口 106作為測量儀表的信號輸出接口，可將測量值以有線或無線的方式輸出到其他設(shè)備。
[0023]結(jié)合上圖所示，本實用新型檢測物位的步驟和方法如下:
[0024]S1、通過法蘭6將本實用新型所述裝置安裝在非密閉容器18上，根據(jù)被測介質(zhì)的密度調(diào)節(jié)勵磁調(diào)節(jié)鈕7，使電磁鐵12產(chǎn)生適當(dāng)大小的磁力；
[0025]S2、此時，如果容器18中沒有物料16，則軟質(zhì)測量套8內(nèi)部的永磁片17和電磁鐵12存在排斥力，使導(dǎo)電層11上的導(dǎo)電絲22不能將導(dǎo)管9上的靜觸點13和動觸點14連通，接觸開關(guān)25開路，因而電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值為電路板20上所有精密電阻23的串聯(lián)值；
[0026]S3、如果容器18中的物料16增加到淹沒一定高度的軟質(zhì)測量套8，則物料16的擠壓力使軟質(zhì)測量套8變形收縮(根據(jù)SI步，此擠壓力大于電磁鐵12和永磁片17之間的磁力)，使導(dǎo)電絲22接觸并連通靜觸點13和動觸點14，對應(yīng)的接觸開關(guān)25閉合，同一平面的所有接觸開關(guān)25閉合時，對應(yīng)的精密電阻23被短路，導(dǎo)致整個電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值減小，此減小值和物料16的實際高度成比例關(guān)系；
[0027]S4、如果容器18中物料16在一定高度下減小，原來被淹沒的軟質(zhì)測量套8所受物料16擠壓力消失，電磁鐵12和永磁片17之間的磁力使導(dǎo)電絲22離開靜觸點13和動觸點14，對應(yīng)的接觸開關(guān)25開路，精密電阻23重新被接入電阻網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致整個電阻網(wǎng)絡(luò)的阻值增加，此增加值亦和物料16的實際高度成比例關(guān)系，經(jīng)智能單元2換算后可得物位高度；
[0028]在本實用新型的一示例性實施過程中，測量介質(zhì)為固體，如物料16堆積導(dǎo)致界面不平，此時導(dǎo)管9某一高度的多個面上的靜觸點13和動觸點14不同時連通，因而對應(yīng)的精密電阻23沒有被短路，實際輸出的物位值為物料16最低位置的高度值。
[0029]在本實用新型的一示例性實施過程中，如果軟質(zhì)測量套8的耐磨層10出現(xiàn)粘附物料16時，可通過控制使電磁鐵12中的電流以一定頻率和幅度震蕩來去除。
[0030]以上所述僅為本實用新型示例性的實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，增加或減少某些裝置的使用步驟，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種磁力物位檢測裝置，其特征在于:所述裝置包括導(dǎo)管、軟質(zhì)測量套、測量套固定線、導(dǎo)管底座、電磁鐵、靜觸點、動觸點、永磁片、電路板、勵磁調(diào)節(jié)鈕和智能單元;所述導(dǎo)管和軟質(zhì)測量套之間有測量套固定線連接，軟質(zhì)測量套末端固定在導(dǎo)管底座上，其外層設(shè)置有耐磨層，內(nèi)層設(shè)置有導(dǎo)電層，中間設(shè)置有永磁片，導(dǎo)電層由環(huán)狀導(dǎo)電絲組成，導(dǎo)管表面分別連接有靜觸點、動觸點和電磁鐵，導(dǎo)管內(nèi)部設(shè)置有電路板，電路板由精密電阻和接觸開關(guān)組成，電路板連接智能單元。2.如權(quán)利要求1所述的一種磁力物位檢測裝置，其特征在于:所述智能單元包括鍵盤電路、電阻信號處理電路、勵磁電路、顯示電路和信號遠傳端口。3.如權(quán)利要求1所述的一種磁力物位檢測裝置，其特征在于:所述軟質(zhì)測量套中部和導(dǎo)管之間連接有測量套固定線。4.如權(quán)利要求1所述的一種磁力物位檢測裝置，其特征在于:所述軟質(zhì)測量套的導(dǎo)電層由多個環(huán)狀導(dǎo)電絲縱向分布組成，相鄰導(dǎo)電絲不連通，橫向上每個導(dǎo)電絲分為和接觸開關(guān)數(shù)目相同的多個段，每段之間不連通。5.如權(quán)利要求1所述的一種磁力物位檢測裝置，其特征在于:所述電路板上的精密電阻之間為串聯(lián)關(guān)系，每個精密電阻上并聯(lián)有多個串聯(lián)的接觸開關(guān)。6.如權(quán)利要求1所述的一種磁力物位檢測裝置，其特征在于:所述每個精密電阻并聯(lián)的接觸開關(guān)的數(shù)目，在導(dǎo)管為多面體時不小于多面體的面數(shù)，當(dāng)導(dǎo)管為圓柱體時不小于二。7.如權(quán)利要求1所述的一種磁力物位檢測裝置，其特征在于:所述電磁鐵的磁力大小通過勵磁調(diào)節(jié)鈕進行調(diào)節(jié)。8.如權(quán)利要求1所述的一種磁力物位檢測裝置，其特征在于:所述導(dǎo)管上的觸點和導(dǎo)電層上導(dǎo)電絲接觸的條件為物料對軟質(zhì)測量套耐磨層的擠壓力大于永磁片所受的磁力。9.如權(quán)利要求1所述的一種磁力物位檢測裝置，其特征在于:所述軟質(zhì)測量套外部耐磨層物料粘附的去除方法是改變電磁鐵勵磁電流的幅度和頻率。
【文檔編號】G01F23/24GK205580564SQ201521043697
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年12月15日
【發(fā)明人】王志國, 劉飛, 趙忠蓋, 劉成林
【申請人】江南大學(xué)