一种磁力物位检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种磁力物位检测装置，主要由导管、软质测量套、电磁铁、永磁片、包含有接触开关的电阻网络电路板以及智能单元等组成。导管各个面分布有静触点、动触点和电磁铁，软质测量套外为耐磨层，内为导电层，中间还夹持有永磁片，当物料高度淹没软质测量套后，挤压力大于电磁铁和永磁片之间的磁力，使软质测量套收缩接触导管，导管内部的导电丝将导管各平面分布的接触开关触点连通，从而短路电阻网络中的某些精密电阻，电阻值经换算后得到容器中的物料物位值。本实用新型可用于测量液体或固体物位，还具有自动除粘附功能。
【专利说明】
_种磁力物位检测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种测量容器中物料高度的装置，具体而言涉及一种磁力物位检测装置。
【背景技术】
[0002]物位检测就是测量容器中物料的高度，物料一般分为液体和固体，液体的物位一般称为液位，固体的物位也常称为料位。目前，用于测量液位的主要装置有浮球式液位计和压力式液位计，用于测量固体物位的装置主要有电容式物位计和重锤式物位计，能同时测量两种物料物位的装置有超声波物位计和雷达物位计等。浮球式液位计结构简单，成本低，但在测量腐蚀性液体液位时，需要加装防腐涂层，这导致液位计的成本增加。压力式液位计根据液体静压和液体高度成正比的原理制成，通过在液体底部安装压力传感器，然后将所测压力值转换为液位值，压力式液位计的测量部件直接和被测液体接触，实际使用要根据所测液体的腐蚀度选择不同的压力传感器膜片。电容式物位计在测量固体物料中应用较多，其主要不足是温漂大，标定难以及怕粘附等。重锤式物位计机械部件较多，且测量间隔大，不适合连续测量。超声波物位计和雷达物位计都属于非接触测量式，不受被测物料腐蚀性或物料形态的限制，可广泛用于测量各种液体或固体的物位，但其价格昂贵，安装复杂，且精度容易受环境影响，难以用于容器中存在泡沫、搅拌、管道和加热等设备的场合。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型提供一种磁力物位检测装置，所述装置包括安装于容器外的表头部分和安装于容器内的导管部分。表头部分的核心是智能单元，其主要功能是产生固定大小的励磁电流以及对各种电信号进行处理;导管部分主要由导管、软质测量套、静触点、动触点、导管底座、测量套固定线、电磁铁、绕线、永磁片和电路板组成，其作为测量物位的主要部件伸入物料之中。表头部分设置有励磁调节钮，用以调节励磁电流的大小，电流经绕线流过电磁铁，从而在电磁铁的铁芯上产生一定磁极方向的磁场，磁场强度随电流大小而改变;导管呈多面体形状，每个面上分布有均匀排列的静触点和动触点，导管内部还设置有由精密电阻和接触开关组成的电路板，外部连接有软质测量套，软质测量套外层为耐磨层，内层为导电层，中间分布有永磁片，永磁片靠近导管一面的磁极和电磁铁磁极相同，根据同极相斥的原理，电磁铁和永磁片相互排斥使导管和导电层隔开；当容器中的物料没有淹没到软质测量套时，导管上的静触点和动触点不连通，其对应的接触开关处于开路，当容器中的物料上升淹没住一定高度的软质测量套时，物料的挤压力克服磁力作用，使相应高度范围的导电层和静触点以及动触点接触，从而使接触开关闭合，同一个精密电阻并联的所有接触开关闭合使此精密电阻被短路，最终使由精密电阻组成的电阻网络阻值发生变化，此电阻值经安装于表头的智能单元处理后转换为物料物位。
[0004]作为上述方案的进一步改进:
[0005]所述智能单元包括键盘电路、电阻信号处理电路、励磁电路、显示电路和信号远传端口。
[0006]所述软质测量套中部和导管之间连接有测量套固定线。
[0007]所述软质测量套的导电层由多个环状导电丝纵向分布组成，相邻导电丝不连通，横向上每个导电丝分为和接触开关数目相同的多个段，每段之间不连通。
[0008]所述电路板上的精密电阻之间为串联关系，每个精密电阻上并联有多个串联的接触开关。
[0009]所述每个精密电阻并联的接触开关的数目，在导管为多面体时不小于多面体的面数，当导管为圆柱体时不小于二。
[0010]所述电磁铁的磁力大小通过励磁调节钮进行调节。
[0011]所述导管上的触点和导电层上导电丝接触的条件为物料对软质测量套耐磨层的挤压力大于永磁片所受的磁力。
[0012]所述软质测量套外部耐磨层物料粘附的去除方法是改变电磁铁励磁电流的幅度和频率。
[0013]本实用新型所提供的一种磁力物位检测装置，既可用于测量液体液位，又可用于测量固体物位，装置结构简单，制造成本低，安装方便。同时，本实用新型所提供的一种磁力物位检测装置的电磁铁磁场强度可以任意设置，能适应于测量颗粒、粉质等不同密度的固体物位。另外，本实用新型还具有自动除粘附功能，选择耐腐蚀、耐高温的软质测量套还可用于高温和强腐蚀性的应用环境。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型主体结构示意图。
[0015]图2是本实用新型导管部分截面图。
[0016]图3是本实用新型电阻网络结构示意图。
[0017]图4是本实用新型智能单元功能结构图。
[0018]【附图符号说明】1.表头;2.智能单元;3.显示屏;4.按键;5.接线柱;6.法兰;7.励磁调节钮;8.软质测量套;9.导管；10.耐磨层；11.导电层；12.电磁铁；13.静触点；14.动触点；15.导管底座；16.物料；17.永磁片；18.容器；19.测量套固定线；20.电路板;21.绕线；22.导电丝;23.精密电阻;24.导线;25.接触开关。
【具体实施方式】
[0019]为了对本实用新型的技术特征、目的和应用方法有更加清楚的理解，现结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明。
[0020]如图1和2所示，本实用新型所提供的一种磁力物位检测装置的导管部分包括软质测量套8、导管9，电磁铁12、静触点13、动触点14、导管底座15、永磁片17、测量套固定线19、以及电路板20。导管9呈多面体或圆柱体状，其每个面上横向排列静触点13和动触点14，触点纵向排列的间距决定了本实用新型测量物位的精度，间距越小精度越高，反之越低;导管9每个面上还连接有和触点水平的电磁铁12，当电磁铁12中的绕线21有电流流过时产生磁力;软质测量套8通过测量套固定线19连接在导管9上，其底部连接在导管底座15上，连接后严格密封，使外部介质不能和导管9接触，软质测量套8外层为耐磨层10，内层为导电层11，导电层11由一圈圈互不导通的环状导电丝22构成，导电丝22可以使横向的触点连通，但不能使纵向的触点连通，每个导电丝22又分为和多面体导管9面数相同的多个段，各段之间不连通;耐磨层10和导电层11中间还设置有永磁片17，其磁极方向和对应面上的电磁铁12的磁极方向相同，当电磁铁12通电时，磁场同向相斥使导电层11不和导管9上的静触点13和动触点14接触，当耐磨层10所受外力大于磁力时，静触点13和动触点14连通，对应的接触开关25闭合。
[0021]本实用新型所提供的一种磁力物位检测装置的电路板20结构示意图如3所示，由精密电阻23和接触开关25组成，多个精密电阻23串联组成电阻网络，精密电阻23的数目和导管9上纵向分布的触点行数相等，每个精密电阻23并联有多个串联的接触开关25，其数目和导管9的平面数相等，图2所示导管9为四面体，所以图3中每个精密电阻23并联的接触开关25数量为4个，当导管9为圆柱体时，接触开关25数量应不小于二，每个接触开关25都有一个静触点13和一个动触点14，这些触点延伸分布在导管9的每个面上，当多个面上的静触点13和动触点14同时连通时，对应的精密电阻23被短路，这使整个精密电阻网络的阻值发生变化，电阻网络和智能单元2连接，电阻值经处理后可得到被测物位值。
[0022]如图4所示，本实用新型所提供的一种磁力物位检测装置的表头部分的核心是智能单元2，它分别连接有显示屏3、按键4、接线柱5和励磁调节钮7。智能单元2以微控制器101为核心，包括键盘电路102、电阻信号处理电路103、励磁电路104、显示电路105和信号远传端口 106。键盘电路102连接有按键4，用于对装置工作参数进行设置;电阻信号处理电路103连接电路板20，对电阻网络的阻值进行采集，经转换为电压/电流信号，再进一步转换为数字量送给微控制器101;励磁电路104连接励磁调节钮7，还通过绕线21连接电磁铁12，调节励磁调节钮7可产生不同大小的励磁电流，从而使电磁铁12对永磁片17产生不同的排斥力，此力大小应根据容器18中的物料16密度决定;显示电路105显示所测量的物位值，还作为人机交互界面显示本装置的操作状态;信号远传端口 106作为测量仪表的信号输出接口，可将测量值以有线或无线的方式输出到其他设备。
[0023]结合上图所示，本实用新型检测物位的步骤和方法如下:
[0024]S1、通过法兰6将本实用新型所述装置安装在非密闭容器18上，根据被测介质的密度调节励磁调节钮7，使电磁铁12产生适当大小的磁力；
[0025]S2、此时，如果容器18中没有物料16，则软质测量套8内部的永磁片17和电磁铁12存在排斥力，使导电层11上的导电丝22不能将导管9上的静触点13和动触点14连通，接触开关25开路，因而电阻网络的阻值为电路板20上所有精密电阻23的串联值；
[0026]S3、如果容器18中的物料16增加到淹没一定高度的软质测量套8，则物料16的挤压力使软质测量套8变形收缩(根据SI步，此挤压力大于电磁铁12和永磁片17之间的磁力)，使导电丝22接触并连通静触点13和动触点14，对应的接触开关25闭合，同一平面的所有接触开关25闭合时，对应的精密电阻23被短路，导致整个电阻网络的阻值减小，此减小值和物料16的实际高度成比例关系；
[0027]S4、如果容器18中物料16在一定高度下减小，原来被淹没的软质测量套8所受物料16挤压力消失，电磁铁12和永磁片17之间的磁力使导电丝22离开静触点13和动触点14，对应的接触开关25开路，精密电阻23重新被接入电阻网络，导致整个电阻网络的阻值增加，此增加值亦和物料16的实际高度成比例关系，经智能单元2换算后可得物位高度；
[0028]在本实用新型的一示例性实施过程中，测量介质为固体，如物料16堆积导致界面不平，此时导管9某一高度的多个面上的静触点13和动触点14不同时连通，因而对应的精密电阻23没有被短路，实际输出的物位值为物料16最低位置的高度值。
[0029]在本实用新型的一示例性实施过程中，如果软质测量套8的耐磨层10出现粘附物料16时，可通过控制使电磁铁12中的电流以一定频率和幅度震荡来去除。
[0030]以上所述仅为本实用新型示例性的实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，增加或减少某些装置的使用步骤，均应属于本实用新型保护的范围。
【主权项】
1.一种磁力物位检测装置，其特征在于:所述装置包括导管、软质测量套、测量套固定线、导管底座、电磁铁、静触点、动触点、永磁片、电路板、励磁调节钮和智能单元;所述导管和软质测量套之间有测量套固定线连接，软质测量套末端固定在导管底座上，其外层设置有耐磨层，内层设置有导电层，中间设置有永磁片，导电层由环状导电丝组成，导管表面分别连接有静触点、动触点和电磁铁，导管内部设置有电路板，电路板由精密电阻和接触开关组成，电路板连接智能单元。2.如权利要求1所述的一种磁力物位检测装置，其特征在于:所述智能单元包括键盘电路、电阻信号处理电路、励磁电路、显示电路和信号远传端口。3.如权利要求1所述的一种磁力物位检测装置，其特征在于:所述软质测量套中部和导管之间连接有测量套固定线。4.如权利要求1所述的一种磁力物位检测装置，其特征在于:所述软质测量套的导电层由多个环状导电丝纵向分布组成，相邻导电丝不连通，横向上每个导电丝分为和接触开关数目相同的多个段，每段之间不连通。5.如权利要求1所述的一种磁力物位检测装置，其特征在于:所述电路板上的精密电阻之间为串联关系，每个精密电阻上并联有多个串联的接触开关。6.如权利要求1所述的一种磁力物位检测装置，其特征在于:所述每个精密电阻并联的接触开关的数目，在导管为多面体时不小于多面体的面数，当导管为圆柱体时不小于二。7.如权利要求1所述的一种磁力物位检测装置，其特征在于:所述电磁铁的磁力大小通过励磁调节钮进行调节。8.如权利要求1所述的一种磁力物位检测装置，其特征在于:所述导管上的触点和导电层上导电丝接触的条件为物料对软质测量套耐磨层的挤压力大于永磁片所受的磁力。9.如权利要求1所述的一种磁力物位检测装置，其特征在于:所述软质测量套外部耐磨层物料粘附的去除方法是改变电磁铁励磁电流的幅度和频率。
【文档编号】G01F23/24GK205580564SQ201521043697
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2015年12月15日
【发明人】王志国, 刘飞, 赵忠盖, 刘成林
【申请人】江南大学