专利名称：一种硝酸储罐液位检测装置、检测电路以及检测方法
技术领域：
本发明涉及一种液位检测装置、检测电路以及检测方法，尤其是涉及一种硝酸储罐液位检测装置、检测电路以及检测方法。
背景技术：
大红山管道公司脱水站由于生产设备工艺需要必须使用硝酸，而且硝酸用量大， 所以脱水站硝酸采用2个容量为30吨的HDPE塑料硝酸储罐存储50% -65%左右的硝酸满足清洗陶瓷过滤机需要，每台陶瓷过滤机运行7小时后必需对其陶瓷板进行清洗，其清洗方式要求使用60%硝酸，每台设备清洗时间约为40至50分钟，硝酸清洗使用量大，所以需要将硝酸存储在两个容量为30吨的储罐内。由于，硝酸储罐由于存储的硝酸是化学危险品，必须时刻掌握内部硝酸液位情况来组织脱水站的生产运行及满足安全需要，所以必需有硝酸液位检测装置来对硝酸储罐进行检测，检测装置要求既能够在现场进行实地显示，也能够满足相关设备的电气控制的需要。
发明内容
本发明设计了一种硝酸储罐液位检测装置、检测电路以及检测方法，其解决了以前硝酸储罐液位在需要时用人工进行测量，存在不安全因素及劳动力的问题。为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案
一种硝酸储罐液位检测装置，包括硝酸储罐、硝酸储罐进口管(9)以及硝酸储罐出口管 (10),在所述硝酸储罐上设有一液位检测装置。进一步，所述液位检测装置包括金属平衡重锤(1)、不锈钢绳索(2)、滑轮部件以及不锈钢液位浮球(5)，金属平衡重锤(1)位于硝酸储罐外部，不锈钢液位浮球(5)浮在硝酸液面(8 )上，金属平衡重锤(1)与不锈钢液位浮球(5 )通过不锈钢绳索(2 )和滑轮连接。进一步，所述滑轮包括左滑轮部件(3 )和右滑轮部件(4 )，所述左滑轮部件(3 )和所述右滑轮部件(4)位于同一水平面，并且所述右滑轮部件(4)位于硝酸储罐上方，所述左滑轮部件(3)位于所述金属平衡重锤(1)正上方。进一步，还包括上限位电感接近开关(6)和下限位电感接近开关(7)，所述上限位电感接近开关(6)设置在硝酸储罐最高液位安全线处，所述下限位电感接近开关(7)设置在硝酸储罐最低液位安全线处。一种硝酸储罐液位检测电路，包括沿着硝酸储罐上下移动金属平衡重锤(1 )、上限位电感接近开关(6 )和下限位电感接近开关(7 )，所述上限位电感接近开关(6 )设置在硝酸储罐最高液位安全线处，所述下限位电感接近开关(7)设置在硝酸储罐最低液位安全线处， 其特征在于所述上限位电感接近开关(6 )包括上限位接近开关振荡线圈(11)和上限位接近开关输出触点(12)，所述下限位电感接近开关(7)包括下限位接近开关振荡线圈(13)和下限位接近开关输出触点(14)。
一种硝酸储罐液位检测方法，包括以下步骤
将不锈钢浮球(5)用不锈钢绳索(2)连接并悬挂在滑轮上，不锈钢绳索(2)的另一端挂有金属平衡重锤(1)，利用不锈钢浮球(2)所受重力和浮力差与金属平衡重锤(1)相平衡使不锈钢浮球(2)漂浮在硝酸液面上，因此有
W-F=G;其中，W为不锈钢浮球所受重力(N) ；G为金属平衡重锤的重力(N) ；F为不锈钢浮球所受的浮力(N);
当硝酸液位H升高时，不锈钢浮球(5)所受的浮力增加，则W-F < G，原有的平衡关系被破坏，不锈钢浮球(5)上移，金属平衡重锤(1)位置下降，直到W-F=G时，不锈钢浮球停留在新位置上，工作人员根据金属平衡重锤(1)的位置就可知道被测硝酸液位的高低；反之亦然。另外一种硝酸储罐液位检测方法，包括以下步骤
当金属平衡重锤(1)靠近上限位电感接近开关(6)或下限位电感接近开关(7)检测范围时，上限位电感接近开关(6)或下限位电感接近开关(7)的振荡线圈使金属平衡重锤(1) 表面产生涡流；涡流反作用上限位电感接近开关(6)或下限位电感接近开关(7)的内部振荡电路变化，内部振荡电路输出开关量控制信号驱动中间继电器(ΚΑΙ、KA2)线圈工作；中间继电器(ΚΑΙ、KA2)线圈提供有源及无源的开关量信号，能够满足人员现场手动控制设备或DCS控制系统(Distributed Control System，分散控制系统)控制需要。该硝酸储罐液位检测装置、检测电路以及检测方法具有以下有益效果
(1)本发明由于硝酸储罐液位能够根据金属平衡重锤位置在现场显示，解决了以前硝酸储罐液位在需要时用人工进行测量，存在不安全因素及劳动力的问题。(2)本发明由于采用电气元件进行上下液位检测的硝酸储罐存储硝酸安全可靠， 接线简单，能够满足设备控制需要，并且硬件设施投入较少。
图1是本发明硝酸储罐液位检测装置的结构示意图2是本发明硝酸储罐液位检测装置的液位上下限检测电气原理图。附图标记说明
1 一金属平衡重锤；2—不锈钢绳索；3—左滑轮部件；4一右滑轮部件；5—不锈钢液位浮球；6—上限位电感接近开关；7—下限位电感接近开关；8—硝酸液面；9一硝酸储罐进口管；10—硝酸储罐出口管；11一上限位接近开关振荡线圈；12—上限位接近开关输出触点； 13—下限位接近开关振荡线圈；14一下限位接近开关输出触点；15—上限位开关量有源信号；16—下限位开关量有源信号。
具体实施例方式下面结合图1和图2，对本发明做进一步说明
如图ι所示，一种硝酸储罐液位检测装置，包括硝酸储罐、硝酸储罐进口管9以及硝酸储罐出口管10，在硝酸储罐上设有一液位检测装置。液位检测装置包括金属平衡重锤1、不锈钢绳索2、滑轮部件以及不锈钢液位浮球5，金属平衡重锤1位于硝酸储罐外部，不锈钢液位浮球5浮在硝酸液面8上，金属平衡重锤1与不锈钢液位浮球5通过不锈钢绳索2和滑轮连接。滑轮包括左滑轮部件3和右滑轮部件4，左滑轮部件3和右滑轮部件4位于同一水平面，并且右滑轮部件4位于硝酸储罐上方，左滑轮部件3位于金属平衡重锤1正上方。还包括上限位电感接近开关6和下限位电感接近开关7，上限位电感接近开关6设置在硝酸储罐最高液位安全线处，所述下限位电感接近开关7设置在硝酸储罐最低液位安全线处。在硝酸储罐上顶部安装滑轮部件，安装浮力重锤绳索液位检测装置。并且根据储罐液位要求图示了上下限位接近开关的安装位置。电气元件的安装采用两只两线制的倍加福NJ20+UI+W接近开关在储罐外壁上来检检测重锤上下移动的液位上限及下限，并且根据防爆场所电气安全标准进行电器线路铺设。电气元件防护等级要求为IP64。该硝酸储罐液位检测装置工作原理如下
将不锈钢浮球5用不锈钢绳索2连接并悬挂在滑轮上，不锈钢绳索2的另一端挂有金属平衡重锤1，利用不锈钢浮球2所受重力和浮力差与金属平衡重锤1相平衡使不锈钢浮球2漂浮在硝酸液面上，因此有
W-F=G ；其中，W为不锈钢浮球所受重力；G为金属平衡重锤的重力；F为不锈钢浮球所受的浮力；
当硝酸液位H升高时，不锈钢浮球5所受的浮力增加，则W-F < G，原有的平衡关系被破坏，不锈钢浮球5上移，金属平衡重锤1位置下降，直到W-F=G时，不锈钢浮球停留在新位置上，工作人员根据金属平衡重锤1的位置就可知道被测硝酸液位的高低；反之亦然。如图2所示，一种硝酸储罐液位检测电路，包括沿着硝酸储罐上下移动金属平衡重锤1、上限位电感接近开关6和下限位电感接近开关7，上限位电感接近开关6设置在硝酸储罐最高液位安全线处，下限位电感接近开关7设置在硝酸储罐最低液位安全线处，上限位电感接近开关6包括上限位接近开关振荡线圈11和上限位接近开关输出触点12，下限位电感接近开关7包括下限位接近开关振荡线圈13和下限位接近开关输出触点14。该硝酸储罐液位检测电路现场发生的接近开关信号能够提供给相关设备现场手动控制和远程自动控制。该硝酸储罐液位检测电路工作原理如下
当金属平衡重锤1靠近上限位电感接近开关6或下限位电感接近开关7检测范围时， 上限位电感接近开关6或下限位电感接近开关7的振荡线圈使金属平衡重锤1表面产生涡流；涡流反作用上限位电感接近开关6或下限位电感接近开关7的内部振荡电路变化，内部振荡电路输出开关量控制信号驱动中间继电器线圈工作；中间继电器线圈提供有源及无源的开关量信号，能够满足人员现场手动控制设备或DCS控制系统(Distributed Control System，分散控制系统)控制需要。上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种硝酸储罐液位检测装置，包括硝酸储罐、硝酸储罐进口管(9)以及硝酸储罐出口管(10)，其特征在于在所述硝酸储罐上设有一液位检测装置。
2.根据权利要求1所述硝酸储罐液位检测装置，其特征在于所述液位检测装置包括金属平衡重锤(1)、不锈钢绳索(2)、滑轮部件以及不锈钢液位浮球(5)，金属平衡重锤(1) 位于硝酸储罐外部，不锈钢液位浮球(5)浮在硝酸液面(8)上，金属平衡重锤(1)与不锈钢液位浮球(5)通过不锈钢绳索(2)和滑轮连接。
3.根据权利要求2所述硝酸储罐液位检测装置，其特征在于所述滑轮包括左滑轮部件(3)和右滑轮部件(4)，所述左滑轮部件(3)和所述右滑轮部件(4)位于同一水平面，并且所述右滑轮部件(4)位于硝酸储罐上方，所述左滑轮部件(3)位于所述金属平衡重锤(1) 正上方。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述硝酸储罐液位检测装置，其特征在于还包括上限位电感接近开关(6)和下限位电感接近开关(7)，所述上限位电感接近开关(6)设置在硝酸储罐最高液位安全线处，所述下限位电感接近开关(7)设置在硝酸储罐最低液位安全线处。
5.一种硝酸储罐液位检测电路，包括沿着硝酸储罐上下移动金属平衡重锤(1)、上限位电感接近开关(6)和下限位电感接近开关(7)，所述上限位电感接近开关(6)设置在硝酸储罐最高液位安全线处，所述下限位电感接近开关(7)设置在硝酸储罐最低液位安全线处， 其特征在于所述上限位电感接近开关(6)包括上限位接近开关振荡线圈(11)和上限位接近开关输出触点(12)，所述下限位电感接近开关(7)包括下限位接近开关振荡线圈(13)和下限位接近开关输出触点(14)。
6.一种硝酸储罐液位检测方法，包括以下步骤将不锈钢浮球(5)用不锈钢绳索(2)连接并悬挂在滑轮上，不锈钢绳索(2)的另一端挂有金属平衡重锤(1)，利用不锈钢浮球(2)所受重力和浮力差与金属平衡重锤(1)相平衡使不锈钢浮球(2)漂浮在硝酸液面上，因此有W-F=G;其中，W为不锈钢浮球所受重力(N) ；G为金属平衡重锤的重力(N) ；F为不锈钢浮球所受的浮力(N);当硝酸液位H升高时，不锈钢浮球(5)所受的浮力增加，则W-F < G，原有的平衡关系被破坏，不锈钢浮球(5)上移，金属平衡重锤(1)位置下降，直到W-F=G时，不锈钢浮球停留在新位置上，工作人员根据金属平衡重锤(1)的位置就可知道被测硝酸液位的高低；反之亦然。
7.一种硝酸储罐液位检测方法，包括以下步骤当金属平衡重锤(1)靠近上限位电感接近开关(6)或下限位电感接近开关(7)检测范围时，上限位电感接近开关(6)或下限位电感接近开关(7)的振荡线圈使金属平衡重锤(1) 表面产生涡流；涡流反作用上限位电感接近开关(6)或下限位电感接近开关(7)的内部振荡电路变化，内部振荡电路输出开关量控制信号驱动中间继电器(ΚΑΙ、KA2)线圈工作；中间继电器(ΚΑΙ、KA2)线圈提供有源及无源的开关量信号，能够满足人员现场手动控制设备或DCS控制系统(Distributed Control System，分散控制系统)控制需要。
全文摘要
本发明涉及一种硝酸储罐液位检测装置、检测电路以及检测方法，包括硝酸储罐、硝酸储罐进口管(9)以及硝酸储罐出口管(10)，其特征在于在所述硝酸储罐上设有一液位检测装置。本发明由于硝酸储罐液位能够根据金属平衡重锤位置在现场显示，解决了以前硝酸储罐液位在需要时用人工进行测量，存在不安全因素及劳动力的问题。
文档编号G01F23/42GK102353422SQ20111019492
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者姚德辉, 安建, 宋云明, 普光跃, 李斌, 潘春雷 申请人:云南大红山管道有限公司