专利名称：光柱液位计的制作方法
技术领域：
一种适用于高、中、低压锅炉汽鼓水位测及控制的光柱液位计。
当今国内外对锅炉汽鼓水位测量及控制采用二种仪器1、白光水位计是直接测水液位计，液面反映不清晰，通过电导电极实现报警及自动上水。失误较多。
2、双色水位计液面双色清晰，但运行一个时期后，由于水结垢，液面双色清晰度较差，甚至不如白光水位计反映清楚，在自动报警水位显示中，由于采用接点电极型式，在水中运行二个月之后，出现结垢现象，报警系统出现严重失误，往往会造成重大事故。
由于高、中压锅炉的炉体需置于几十米高的位置，双色水位计是无法观测的，因此，双色水位计只适用于低压锅炉单一的水位显示的仪表，适用范围较窄，不能推广应用。
本实用新型的目的是提供一种光柱液位计，它克服现有技术的不足，由具有直接式显示液位的一次仪表和具有红绿光柱显示液位的二次仪表组合而成，采用非接触式光敏电极实现光柱显示，声光报警和锅炉自动控制，进而保证锅炉安全可靠的运行。
本实用新型技术先进，稳定性强，通过红绿光柱直接显示锅炉液位，能同时在炉前及控制室用光柱显示模拟锅炉水位，光线柔和，醒目，视角大，耗能少，寿命长，可连续工作10年，基本不用维修，动态模拟形象直观，由低压锅炉扩展到高、中压锅炉水位测量及控制，可逐渐取代传统的双色水位计。
本实用新型是这样实现的该发明由一次仪表和二次仪表构成，一次仪表是利用锅炉原有设计的水位取样点通过专用玻璃及阀门相连接(原理与现有白光水位计相同)，反应出直接水位显示，在后边档板上具有一块印刷线路板，上面具有数个光敏电极模拟水位，在玻璃板侧面设有一个光源，当一次仪表有水位时，光敏电极呈现高阻状态；当一次仪表无水位时光敏电极呈现低阻状态，这样，数个光敏电极在有水和无水的时候，形成一个高、低阻抗模拟柱，数个光敏电极阻抗分别按顺序送至二次仪表相应的电路中。二次仪表将数个光敏信号，经过光电偶合电路(数个113芯片组成)、施密特触发电路(数个CD40106芯片组成)、开关电路(3DG)、上下限报警电路及上水驱动电路，通过红绿颜色光柱显示不同液面位置和报警及声光显示。
本实用新型的具体构造由以下的实施例及其附图给出。
图1本实用新型的总体结构示意图图2本实用新型一次仪表结构示意图。
图3本实用新型的后档板光敏电极结构连接示意图。
图4本实用新型二次仪表主电路原理接线图。
图5本实用新型二次仪表供电电源原理接线图。
图6本实用新型二次仪表自动上水控制电路原理接线图。
以下结合附图详述本实用新型具体构造及工作细节。
见图1、图2、图3所示。汽鼓(1)通过二个取样接管(2)与一次仪表(4)的接口连接，一次仪表(4)的出线端子通过导线(7)与二次仪表(8)的输入接口相连接，二次仪表(8)的一个输出接点通过导线(7)与水泵(12)的线圈接点相连接，水泵(12)出水口通过管道(13)、(16)与锅炉汽鼓(1)的上水阀门相连接；二次仪表的另一个输出接点通过导线(7)与二次炉前光柱(14)一端接线端子相连接，其另一端接口通过导线(7)与报警器(15)相连接。
一次仪表(4)由取样接管(2)、光源(3)、液位显示窗(5)、紧固螺栓(6)，导线(7)光报警(9)、电源开关(10)、声报蜂鸣器(11)，水泵(12)、管道(13)、(16)，后档板(17)，前档板(18)、前玻璃板(19)，后玻璃板(20)、导水取样板(21)构成。水泵(12)通过二次仪表SSR直接控制上水。上下取样接管(2)与导水取样板(21)上下接口相连接；如附图2所示，导水取样板(21)夹在前后玻璃板(19)、(20)之间，前后档板(18)、(17)通过紧固螺栓(6)与前后玻璃板(19)、(20)紧固连接，前档板(18)上具有液位显示窗(5)，光源(3)置于后档板(17)与导水取样板(21)之间。光源(3)为6－8W灯管，前后档板(18)、(17)及导水取样板(21)是长方体，前玻璃板(19)为外购件(国标)。
光敏电极(22)、导线(23)、接线板(24)镶装在一次仪表的后档板(17)的显示窗上。光敏电极(22)数量根据用户需要而定，一般为9－15－30个。
二次仪表由主电路图4，供电电源电路图5，自动上水控制电路图6和图1中的光柱(14)及极警器(15)构成，三电路均在一块电路板上。
主电路图4所示，主电路均由数组信号输入电路构成，每组信号输入电路均由R1、D1、113芯片组成，数个光敏电极(22)分别与数组信号输入电路的光电偶合器113芯片输入端相连接，每个113芯片的输出端分别与数个CD40106芯片的输入端相连接，通过CD40106芯片输出端与数个3DG开关电路相连接，每个开关电路与相应的光柱(14)的接口相连接。
每组信号输入电路通过C1、R2、R3、CD40106芯片的施密特电路实现翻转，利用该翻转电路“0”、“1”电位来控制R4、R5、D2、D3、R6、R7、D4、D5红绿光柱的开关电路。该主电路具有数路这种电路。主电路图4还包括由SSR(无触点继电器)及R8－R14、D6－D10组成的声光报警电路，此电路A、B两点分别接在用户需要的施密特电路上，由CD40106芯片取出信号通过驱动电路SSR实现高低位自动声光报警。
供电电源电路图5所示，由变压器B1、D11、D12、D13(7812)、C3、C2组成直流稳压电源，对主电路图4及自动上水控制电路图6提供直流电源12伏和16伏。
自动上水控制电路图6所示，该电路由D14－D18，R15－R20组成的双稳态触发器与SSR实现自动上水控制，C、D两点分别接在主电路图4中的CD40106芯片用户所需要的控制点上，实现了与一次仪表光柱模拟信号完全一致的红绿光柱显示、液位控制及声光报警。
本实用新型也适用于锅炉系统的除氧器、复水器、水箱酸碱容器及蓄水池、江河、湖泊、植物油及矿物油的液位测量及控制。
实施例光敏电极的选择，变化范围10KΩ－300KΩR1＝6.8KΩ R2＝R14＝100ΩR3＝R4＝R5＝R9＝R10＝R11＝R12＝R19＝R20＝10ΩR6＝R7＝R8＝R13＝R15＝R16＝1KΩR17＝R18＝2KΩD1为2CK，D2、D3、D6、D7、D8、D9、D14、D15、D16、D17、D18、为3DG，D13为7812C1＝10μF、C2＝C3＝470μF芯片113、CD40106水泵电机20KW内光源6－8W一次仪表压力0.1－20MPa，使用温度100℃－400℃。
二次仪表环温－10℃－＋60℃，电压220V±5V一次信号输入导线1Km，光柱长度100－1500mm二次仪表功耗6－8W光柱功耗0.2－400W
权利要求1.一种适用于高、中、低压锅汽鼓水位测量及控制的光柱位计，其特征是由具有直接式显示液位的一次仪表和红绿光柱显示液位的二次仪表组合而成；其接线方式为汽鼓(1)通过二个取样接管(2)与一次仪表(4)的接口连接，一次仪表(4)的出线端子通过导线(7)与二次仪表(8)的输入接口相连接，二次仪表(8)的一个输出接点通过导线(7)与水泵(12)的线圈接点相连接，水泵(12)出水口通过管道(13)、(16)与锅炉汽鼓(1)的上水阀门相连接；二次仪表的另一个输出接点通过导线(7)与二次炉前光柱(14)一端接线端子相连接，其另一端接口通过导线(7)与报警器(15)相连接。
2.按权利要求1所述的光柱液位计，其特征在于一次仪表(4)由取样接管(2)、光源(3)、液位显示窗(5)、紧固螺栓(6)，光报警(9)、电源开关(10)、声报蜂鸣器(11)，水泵(12)、管道(13)、(16)，后档板(17)，前档板(18)、前玻璃板(19)，后玻璃板(20)、导水取样板(21)构成。
3.按权利要求2所述的一次仪表，其特征在于上下取样接管(2)与导水取样板(21)上下接口相连接；导水取样板(21)夹在前后玻璃板(19)、(20)之间，前后档板(18)、(17)通过紧固螺栓(6)与前后玻璃板(19)、(20)紧固连接，前档板(18)上具有液位显示窗(5)，光源(3)置于后档板(17)与导水取样板(21)之间。
4.按权利要求1或3所述的一次仪表，其特征在于光敏电极(22)、导线(23)、接线板(24)镶装在一次仪表的后档板(17)的显示窗上。
5.按权利要求1所述的光柱液位计，其特征在于二次仪表由主电路，供电电源电路，自动上水控制电路组成，三电路均在一块电路板上。
6.按权利要求5所述的主电路，其特征在于主电路均由数组信号输入电路构成，每组信号输入电路均由R1、D1、113芯片组成，数个光敏电极(22)分别与数组信号输入电路的光电偶合器113芯片输入端相连接，每个113芯片的输出端分别与数个CD40106芯片的输入端相连接，通过CD40106芯片输出端与数个3DG开关电路相连接，每个开关电路与相应的光柱(14)的接口相连接。
专利摘要一种适用于高、中、低压锅炉汽鼓水位测量及控制的光柱液位计，由具有直接式显示液位的一次仪表和具有红绿光柱显示液位的二次仪表组合而成，采用非接触式光敏电极实现光柱显示，声光报警和锅炉自动控制，进而保证锅炉安全可靠的运行，动态模拟形象直观，可逐渐取代传统的双色水位计。
文档编号G01F23/02GK2102499SQ9122233
公开日1992年4月22日 申请日期1991年10月16日 优先权日1991年10月16日
发明者赵良弼, 赵其荣 申请人:赵良弼, 赵其荣