液位分段测量单元及液位分段测量装置的制作方法

1.本实用新型属于液位测量装置领域，特别是涉及一种液位分段测量单元及液位分段测量装置。


背景技术：

2.传统磁翻板式液位计只能现场显示，存在记录不便的情况，特别是大量程情况下，如量程超过10米，现场观察刻度不便，且对液位的监控力度不够，必须到达现场才能进行记录。
3.虽然液位计的测量长度理论上能够做到足够的测量范围，但是由于测量管体为直管段，过长的测量距离对安装空间和安装可操作性提出了更高的要求，实际使用中很难配置到合适的安装位置，另外过长的直管段对于风载和地震载荷的抵抗能力较弱，对于有工况需求的环境无法满足使用要求。如果采用多个独立液位计进行监测，则输出信号较多，不利于观察。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种液位分段测量单元及液位分段测量装置，用于解决现有技术中采用多个独立液位计进行监测，则输出信号较多，不利于观察等问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种液位分段测量单元，括变阻单元、干簧转换单元及磁浮子，所述磁浮子在所述分段测量单元的测量范围内移动，所述变阻单元包括定阻端及变阻端；所述干簧转换单元包括有磁连通位及无磁连通位，所述无磁连通位的一端与所述变阻端连接，所述无磁连通位的另一端与所述有磁连通位连接；所述干簧转换单元感应所述磁浮子的位置，当所述磁浮子在所述干簧转换单元的感应范围内时，所述有磁连通位连通，所述无磁连通位断开，当所述磁浮子在所述干簧转换单元的感应范围外时，所述无磁连通位连通，所述有磁连通位断开。
6.可选地，所述干簧转换单元包括定端、第一动端及第二动端，所述变阻端与所述第一动端相连，所述定端与所述第一动端之间为所述无磁连通位，所述定端与所述第二动端之间为所述有磁连通位。
7.可选地，所述变阻单元包括第一线路及第二线路，所述第一线路的端部为所述定阻端，所述第二线路的端部为所述变阻端；所述第一线路与所述第二线路之间设置有两个或多个支线，所述支线上设置有用于所述磁浮子配合的干簧管，相邻所述支线之间的所述第一线路上设置有电阻元件；当液位在所述干簧管的感应范围内时，所述干簧管连通，当液位在所述干簧管的感应范围外时，所述干簧管断开。
8.可选地，所述干簧转换单元为干簧单刀双掷开关。
9.可选地，所述干簧转换单元为双稳态干簧管。
10.本实用新型还提供一种液位分段测量装置，包括至少两个如上任一项所述的液位
分段测量单元；所述干簧转换单元对应于所述测量单元的最低液位设置，所述液位分段测量单元沿液位的升降方向依次设置，所述变阻单元依次串联为电阻串，所述干簧转换单元沿液位升降方向依次串联为测量线路；其中，所述无磁连通位与所述有磁连通位连接的一端为丙端，所述无磁连通位与所述变阻端连接的一端为丁端，所述有磁连通位与所述无磁连通位连接的一端为甲端，所述有磁连通位的另一端为乙端；各个所述液位分段测量单元，其甲端均与其相邻的在液位上升方向上的所述液位分段测量单元的乙端连接。
11.可选地，所述液位分段测量单元还包括驱动线单元，所述驱动线单元依次串连为驱动线，所述驱动线与所述电阻串朝向液位下降方向上的端部连接。
12.可选地，所述测量线路朝向液位下降方向的一端与所述电阻串朝向液位下降方向的端部连接。
13.可选地，所述液位分段测量装置还包括二次仪表，所述二次仪表分别与所述电阻串的两端连接。
14.可选地，所述二次仪表通过所述驱动线与所述电阻串朝向液位下降方向的一端连接。
15.如上所述，本实用新型提供的一种液位分段测量单元具有以下有益效果：由于设置有干簧转换单元，干簧转换单元包括有磁连通位及无磁连通位，能够根据液位分段测量单元中的液位情况，实现有磁连通位及无磁连通位通断，进而能够用于改变电流的流向。
16.如上所述，本实用新型提供的一种液位分段测量装置，由于设置有多个如上的液位分段测量单元，液位分段测量单元中设置有干簧转换单元，干簧转换单元能够根据液位改变液位分段测量装置中电流的流动路线，进而根据液位改变电流流过的电阻值，对液位进行测量的同时，减少信号输出的数量。
附图说明
17.图1显示为本实用新型实施例中测量单元的结构示意图；
18.图2显示为本实用新型实施例中干簧单刀双掷开关的结构示意图；
19.图3显示为本实用新型实施例中实际液位低于第一测量单元最低液位时的示意图；
20.图4显示为本实用新型实施例中实际液位在第一测量单元的测量范围内时的示意图；
21.图5显示为本实用新型实施例中实际液位在第二测量单元的测量范围内时的示意图；
22.零件标号说明
23.附图标记：变阻单元1、转换单元2、磁浮子3、第一线路4、第二线路5、支路6、电阻元件7、干簧管8、定阻端9、变阻端10、驱动线单元11、第一测量单元12、第二测量单元 13、第三测量单元16、实际液位17、无磁连通位18、有磁连通位19、定端20、第一动端21、第二动端22、二次仪表23。
具体实施方式
24.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本
说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
25.请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
26.如图所示，本实施例提供一种液位分段测量单元，包括测量管体、变阻单元1、干簧转换单元2及磁浮子3，变阻单元1固定在测量管体的侧壁上。磁浮子3在分段测量单元的测量范围内移动，变阻单元1包括定阻端9及变阻端10。干簧转换单元2包括有磁连通位19 及无磁连通位18，无磁连通位18的一端与变阻端10连接，无磁连通位18的另一端与有磁连通位19连接。干簧转换单元2感应磁浮子3的位置，当磁浮子3在干簧转换单元2的感应范围内时，有磁连通位19连通，无磁连通位18断开，当磁浮子3在干簧转换单元2的感应范围外时，无磁连通位18连通，有磁连通位19断开。
27.本实施例中，干簧转换单元2包括定端20、第一动端21及第二动端22，变阻端10与第一动端21相连，定端20与第一动端21之间为无磁连通位18，定端20与第二动端22之间为有磁连通位19。有磁连通位19及无磁连通位18共用定端20，减少了连接端的数量，简化结构。
28.本实施例中，变阻单元1包括第一线路4及第二线路5，第一线路4的端部为定阻端9，第二线路5的端部为变阻端10。第一线路4与第二线路5之间设置有两个或多个支线，支线上设置有用于磁浮子3配合的干簧管8，相邻支线之间的第一线路4上设置有电阻元件7。当液位在干簧管8的感应范围内时，干簧管8连通，当液位在干簧管8的感应范围外时，干簧管8断开。磁浮子3在液位分段测量单元中移动，磁浮子3对应的干簧管8连通，其他的干簧管8断开，使变阻端10与定阻端9之间的电阻值相应于液位改变。
29.一些实施例中，干簧转换单元2为双稳态干簧管8。本实施例中，干簧转换单元2为干簧单刀双掷开关。干簧单刀双掷开关结构简单，性能可靠，采购成本低，适于推广应用。
30.本实用新型还提供一种液位分段测量装置，包括至少两个如上所述的液位分段测量单元。干簧转换单元对应于测量单元的最低液位设置，液位分段测量单元沿液位的升降方向依次设置，变阻单元1依次串联为电阻串，干簧转换单元2沿液位升降方向依次串联为测量线路。其中，无磁连通位18与有磁连通位19连接的一端为丙端，无磁连通位18与变阻端10连接的一端为丁端，有磁连通位19与无磁连通位18连接的一端为甲端，有磁连通位19的另一端为乙端。各个液位分段测量单元，其甲端均与其相邻的在液位上升方向上的液位分段测量单元的乙端连接。
31.本实施例中，液位分段测量单元还包括驱动线单元11，驱动线单元11依次串连为驱动线，驱动线与电阻串朝向液位下降方向上的端部连接。测量线路朝向液位下降方向的一端与电阻串朝向液位下降方向的端部连接。本实施例中，液位分段测量装置还包括二次仪表23，二次仪表23分别与电阻串的两端连接，并通过驱动线与电阻串朝向液位下降方向
的一端连接。
32.本实施例中实际对液位测量时，采用3个测量单元连接为分段测量装置。分别为沿液位上升方向设置的第一测量单元12、第二测量单元13及第三测量单元16。
33.相邻的两个测量单元之间，a1与a2相连，b1与b2相连，c1与c2相连。第一测量单元12的a1、b1、c1互相连接。
34.本实施例中，液位的分段测量装置连接有二次仪表。二次仪表对液位的分段测量装置提供电流，识别电压。二次仪表包括a、b、c三个端口，第五检测单元的a2、b2、c2分别与 a、b、c三个端口对应连接。
35.二次仪表在b与c之间输入恒定的电流。然后检测a与c间的电压值，进而得到液位的位置。
36.液位变化时，液位的分段测量装置中，检测a与c间的电压值时，a与c间的电流流动路径如下：
37.如图3所示，当实际液位17低于第一测量单元12的最低液位时，第一测量单元12及第三测量单元16中的磁浮子3均位于最低液位。第一测量单元12及第三测量单元16中所有的干簧单刀双掷开关，其定端20均与第二动端22连接，所有的有磁连通位19均连通。此时，电流由二次仪表的c端口出发，依次经过第三测量单元16至第一测量单元12的有磁连通位 19到达第一测量单元12的c1。由于第一测量单元12的a1、c1连接在一起，电流由a1依次经过第一测量单元12至第三测量单元16的驱动线单元11，最后返回二次仪表的a端口，形成测量回路。此时测量回路中电阻元件7的数量为零。此时，a、c端口之间的电压信号与实际的液位相应。
38.如图4所示，当实际液位17上升至第一测量单元12的最低液位与最高液位之间时，第一测量单元12中，磁浮子3所对应的干簧管8连通，其余干簧管8断开。第二测量单元13 至第三测量单元16中的磁浮子3仍然处于相应测量单元的最低液位中。第一测量单元12的干簧单刀双掷开关切换到无磁连通位18，第二测量单元13至第三测量单元16中的干簧单刀双掷开关仍处于有磁连通位19。
39.此时，电流由二次仪表的c端口出发，依次经过第三测量单元16至第二测量单元13的有磁连通位19到达第一测量单元12干簧单刀双掷开关。由于第一测量单的干簧单刀双掷开关的有磁连通位19断开，无磁连通位18连通，电流经过第一测量单元12的无磁连通位18 后到达变阻单元1的变阻端10。随后，电流由变阻端10经过第二线路5及闭合的干簧管8 后到达第一线路4，然后依次通过闭合干簧管8与b1之间的第一线路4上的电阻元件7后到达b1。第一测量单元12的a1、b1连接在一起，电流由a1依次经过第一测量单元12至第三测量单元16的驱动线单元11，最后返回二次仪表的a端口，形成测量回路。此时测量回路中电阻元件7的数量为闭合的干簧管8与b1之间电阻元件7的数量。此时，a、c端口之间的电压信号与实际的液位相应。
40.如图5所示，当实际液位17进一步上升，超出第一测量单元12的最高液位，至第二测量单元13的最低液位与最高液位之间时，第二测量单元13中，磁浮子3所对应的干簧管8 连通，其余干簧管8断开。第三测量单元16中的磁浮子3仍然处于相应测量单元的最低液位中。第一测量单元12及第二液位单元中的干簧单刀双掷开关切换到无磁连通位18，至第三测量单元16中的干簧单刀双掷开关仍处于有磁连通位19。
41.此时，电流由二次仪表的c端口出发，依次经过第三测量单元16的有磁连通位19到达第二测量单元13干簧单刀双掷开关。由于第二测量单元13的干簧单刀双掷开关的有磁连通位19断开，无磁连通位18连通，电流经过第二测量单元13的无磁连通位18后到达第二测量单元13变阻单元1的变阻端10。随后，电流由变阻端10经过第二线路5、闭合的干簧管 8到达第一线路4，然后依次通过第一线路4上闭合干簧管8与第二测量单元13的b1之间的电阻元件7后到达第二测量单元13的。第二测量单元13的b1与第一测量单元12的b2 连接，电流经过第一测量单元12的第一线路4到达第一测量单元12的b1。第一测量单元 12的a1、b1连接在一起，电流由a1依次经过第一测量单元12至第三测量单元16的驱动线单元11，最后返回二次仪表的a端口，形成测量回路。此时测量回路中电阻为第二测量单元13中闭合的干簧管8与第二测量单元13的b1之间电阻元件7的电阻及第一测量单元12 中第一线路4上电阻元件7的电阻之和。此时，a、c端口之间的电压信号与实际的液位相应。
42.实际液位17继续上升，当实际液位17上升至第三测量单元16的最高液位时，第三测量单元16的干簧单刀双掷开关的有磁连通位19断开，无磁连通位18连通。电流由二次仪表的 c端口出发，经过第三测量单元16的无磁连通位18、经过第三测量单元16的变阻端10，闭合的干簧管8，到达第三测量单元16的b2，然后依次经过电阻串到达第一测量单元12的b1，经过驱动线返回二次仪表的a端口。此时测量回路电阻为电阻串上所有电阻元件7的电阻值之和。此时，a、c端口之间的电压信号与实际的液位相应。
43.二次仪表也可以在a与c之间输入恒定的电流，然后检测b与c间的电压信号。此时，测量回路之间的电阻值大小的变化与实际液位17的升降变化相反。当驱动线故障时，可以以此方式对液位进行检测。
44.二次仪表可以对a、b之间输入电流，当电阻串之间正常连通时，a、b之间的电阻值为电阻串的电阻值，当电阻串之间出现断连故障时，a、b之间的电阻值无限大，不能输入电流。由此可对电阻串的通断情况进行故障检测。
45.综上所述，由于液位以上的测量单元，其切换单元2与其变阻端10断开连接，与相邻的液位以上的切换单元2之间连通；液位所在的测量单元，其切换单元2与其变阻端10连通，与相邻的液位以上的测量单元的切换单元2连通，与相邻的液位以下的测量单元的切换单元 2断开连接。能够在测量时，将液位所在的及液位以下的测量单元的变阻单元1接入，无需对每个测量单元进行接入，减少了独立输出的液位信号。
46.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。