本发明专利技术涉及一种带信号远传的储液罐物位指示装置及其设计方法、物位计算方法，属于液体物位检测领域。本发明专利技术软绳A连接浮子和双轮滑轮的主动轮，软绳B连接双轮滑轮的从动轮和配重体，中间跨接在定滑轮上；双轮滑轮的主动轮和从动轮固定在同一根滑轮轴上，滑轮轴安装在两个轴承上，滑轮轴的一端通过联轴管连接电位器轴套，电位器轴套连接电位器，联轴管与电位器轴套的连接为活动式连接；软绳C的中间挂在换向定滑轮上，两端分别连接配重体和指示光棒；指示光棒沿标尺上下移动；指示光棒电源由光电开关控制，通过软导线供电。本发明专利技术无需人工爬上储液罐可观察到储液罐内液体的液位，断电也不影响液位观察，提供与液位成线性关系的电阻信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种带信号远传的储液罐物位指示装置及其设计方法、物位计算方法，属于液体物位检测领域。
技术介绍
储液罐液体物位就地指示和信号远传是工业过程常用的检测技术，现有的液体物位检测仪表和检测方法种类繁多、各有所长，采用不同的技术方法解决物位的检测问题，但也存在一些不足之处。雷达物位计、超声波物位计、激光物位计等物位检测仪表可直接安装于储液罐上测量液体物位，但不适用与强腐蚀性液体、高压、高温、有雾、易结露等场合，显示的物位数据不适用于远距离观察，价格也比较昂贵。压力变送器和差压变送器可以简单地测量液体的物位，但要求液体密度恒定。浮子式液体物位检测装置是目前工业生产常用的液位检测手段。由浮子感受液体的物位，通过连动机构，将液位传到罐体外部，从而直观地指示储液罐内液体的物位。但从目前公知的这种类型的检测装置和检测方法来看，还存在一些不足,主要表现在：1、指示液位方向与液体实际物位变化方向相反，需要人工进行计算才能获得液体高度；2、没有光指示，夜间需要外设照明灯，观察很不方便；3、刻度线和数字不太清晰，不便于远距离观察；4、没有物位远传信号，或者提供的信号不连续，或者可靠性低。专利CN101706308A公开一种方案：装置包括浮子、刻度尺和夜光轮，通过浮子和连动机构，可以在罐体外部指示液位，能适用于夜间观察。通过导轨，将液位转换为电阻，实现液位信号的远传。该方法优点为结构简单、指示醒目、提供远传信号，在某种程度上解决了储液罐的液位就地指示和信号远传问题，但还存在一些不足，主要便现在：1、刻度尺指示液位的方向与实际液位变化方向相反，需要人工计算才能获得实际的物位；2、通过导轨获取电阻值，存在接触电阻变化大，可靠性差，不适用于潮湿、多粉尘、有腐蚀性的场合；3、通过导轨给夜光轮供电，容易存在接触不良或冒火花，不能用于防爆要求高的场合。其它浮子式液位检测装置或检测方法，如CN86101109B、ZL200820107045、ZL94206404.6、ZL94235895.3、ZL99220056.3所述，还不同程度地存在以下问题：1、结构复杂，可靠性差；2、现场指示不清楚，目测困难，尤其夜间和光线不足时；3、有的无远传信号或远传信号不连续；4、打滑引起累计误差；5、现场指示和信号远传分别采用两个独立的机构，成本高。
技术实现思路
为了克服现有液位检测存在的结构复杂、精度低、成本高、适应性差或者信号不连续、指示不直观、不便于全天候现场观察等不足，本专利技术提出一种带信号远传的储液罐物位指示装置及其设计方法、物位计算方法进行就地指示和信号远传的技术，指示光棒的位置高度与储液罐内的液面高度一致，方便于全天候观察，提供与液位成线性关系的电阻信号。本专利技术的技术方案是：一种带信号远传的储液罐物位指示装置，包括浮子1、软绳A2、双轮滑轮3、电位器4、定滑轮5、软绳B6、配重体7、换向定滑轮8、软绳C9、标尺10、指示光棒11、软导线12、滑轮轴13、轴承14、主动轮15、从动轮16、联轴管17、电位器轴套18、光电开关19；所述软绳A2连接浮子1和双轮滑轮3的主动轮15，软绳B6连接双轮滑轮3的从动轮16和配重体7，中间跨接在定滑轮5上；双轮滑轮3的主动轮15和从动轮16固定在同一根滑轮轴13上，滑轮轴13安装在两个轴承14上，滑轮轴13的一端通过联轴管17连接电位器轴套18，电位器轴套18通过电位器转轴连接电位器4，联轴管17与电位器轴套18的连接为活动式连接，当电位器4转动达到极限时，联轴管17与电位器轴套18之间产生相对运动，从而避免由于安装不当损坏电位器4；软绳C9的中间挂在换向定滑轮8上，两端分别连接配重体7和指示光棒11；指示光棒11沿标尺10上下移动，指示光棒11的中部套装一个金属管，以增大指示光棒11的重量，软绳C9连接在金属管上，指示光棒11能精确直观地指示容器内液体的液位；指示光棒11电源由光电开关19控制，通过软导线12供电，软导线12下部为圈状，可以随指示光棒11升降而伸缩；指示光棒11的发光元件为能耗低的发光二极管，可以在夜间或光照不足时供标尺10照明。所述标尺10底色为白色，标尺10上的刻度线和数字采用荧光粉涂料，使得标尺10上的刻度线和数字更加清晰。所述电位器4为多圈式；其中电位器4的最大圈数由储液罐最大高度Ｈmax确定：选择电位器4时，其规格圈数应该不低于Ｈmax/1.6，并且取满足这一条件的最低圈数规格，电位器的规格圈数为5、10、15、20，电位器4输出与液位成线性关系的电阻信号。一种带信号远传的储液罐物位指示装置的设计方法，所述浮子1设计为中空密封圆柱型，为高度小直径大（直径大于高度的4～6倍）的扁平式圆盘，浮子1重量为指示光棒11重量的4～6倍，配重体7的重量为指示光棒11重量的2～4倍，指示光棒11重量范围为0.5～1.5kg，指示光棒11重量不足时附加重物；所述电位器4的额定电阻值为10～20kΩ，以用于减小线路电阻因温度发生而发生漂移的影响；所述软绳A2和软绳B6均采用细绳以用于减少直径变化对测量的影响，主动轮15和从动轮16选择内径范围为0.35m-1m（如：主动轮和从动轮的槽内直径为50cm，软绳A和软绳B的直径为1mm，储液罐的高度为10m，当液位处于最小值时，造成的测量偏差小于±0.06m，相对误差小于±0.6%，如果增大主动轮和从动轮的直径，相对误差还会更小。）；将浮子1和指示光棒11同时拉至最高点，并使指示光棒11与液面的位置高度相同，将配重体7放在最低点；根据电位器转轴的转向与浮子1升降的关系，将电位器4的电阻值调至极限值；将软绳B6和软绳C9牢固连接在配重体7上；以用于保证生产时进行调试。一种带信号远传的储液罐物位指示装置的物位计算方法，所述物位计算方法为：Ｈ＝Ｈmax－Ｋ(Ｒ0－Ｒ)，K＝ΔＨ／ΔＲ；其中，Ｈ为液体物位；Ｈmax为储液罐的最大高度；Ｋ为长度系数（即每欧姆电阻值对应的长度），Ｋ值由调试获得；ΔＲ是液面高度改变量；ΔＨ对应的电位器电阻值改变量；Ｒ0为当浮子1处于最高度位置时，电位器4的电阻值；Ｒ为当前的电位器4的电阻值。本专利技术的工作原理是：本装置的运动主要由浮子和配重体联合作用产生。当储液罐的液面上升时，整个传动体系受配重体7的牵引作用而运动；当液面下降时，整个传动体系受浮子1的牵引作用而运动。软绳A2与软绳B6的位移大小相等方向相反，软绳B6与软绳C9的位移大小相等方向相反，因此，软绳A2与软绳C9的位移大小相等方向相同，从而保证浮子1与指示光棒11的位置高度一致。液位变化引起浮子1发生升降，浮子1带动双轮滑轮3和电位器转轴转动，电位器4的电阻值变化量与浮子1位移量成正比，通过测量电位器4的电阻值，即可计算储液罐内液体的物位。本专利技术的有益效果是：1、通过换向定滑轮的转换作用，一改目前常见的指示变化方向与液位变化方向相反的状况，使得光棒指示位置与储液罐液面位置相同，指示更加直观，无需人工爬上储液罐即可观察到储本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带信号远传的储液罐物位指示装置，其特征在于：包括浮子（1）、软绳A（2）、双轮滑轮（3）、电位器（4）、定滑轮（5）、软绳B（6）、配重体（7）、换向定滑轮（8）、软绳C（9）、标尺（10）、指示光棒（11）、软导线（12）、滑轮轴（13）、轴承（14）、主动轮（15）、从动轮（16）、联轴管（17）、电位器轴套（18）、光电开关（19）；所述软绳A（2）连接浮子（1）和双轮滑轮（3）的主动轮（15），软绳B（6）连接双轮滑轮（3）的从动轮（16）和配重体（7），中间跨接在定滑轮（5）上；双轮滑轮（3）的主动轮（15）和从动轮（16）固定在同一根滑轮轴（13）上，滑轮轴（13）安装在两个轴承（14）上，滑轮轴（13）的一端通过联轴管（17）连接电位器轴套（18），电位器轴套（18）通过电位器转轴连接电位器（4），联轴管（17）与电位器轴套（18）的连接为活动式连接，当电位器（4）转动达到极限时，联轴管（17）与电位器轴套（18）之间产生相对运动，从而避免由于安装不当损坏电位器（4）；软绳C（9）的中间挂在换向定滑轮（8）上，两端分别连接配重体（7）和指示光棒（11）；指示光棒（11）沿标尺（10）上下移动，指示光棒（11）的中部套装一个金属管，以增大指示光棒（11）的重量，软绳C（9）连接在金属管上，指示光棒（11）能精确直观地指示容器内液体的液位；指示光棒（11）电源由光电开关（19）控制，通过软导线（12）供电，软导线（12）下部为圈状，可以随指示光棒（11）升降而伸缩；指示光棒（11）的发光元件为发光二极管。...
【技术特征摘要】
1.一种带信号远传的储液罐物位指示装置，其特征在于：包括浮子（1）、软绳A（2）、双轮滑轮（3）、电位器（4）、定滑轮（5）、软绳B（6）、配重体（7）、换向定滑轮（8）、软绳C（9）、标尺（10）、指示光棒（11）、软导线（12）、滑轮轴（13）、轴承（14）、主动轮（15）、从动轮（16）、联轴管（17）、电位器轴套（18）、光电开关（19）；
所述软绳A（2）连接浮子（1）和双轮滑轮（3）的主动轮（15），软绳B（6）连接双轮滑轮（3）的从动轮（16）和配重体（7），中间跨接在定滑轮（5）上；
双轮滑轮（3）的主动轮（15）和从动轮（16）固定在同一根滑轮轴（13）上，滑轮轴（13）安装在两个轴承（14）上，滑轮轴（13）的一端通过联轴管（17）连接电位器轴套（18），电位器轴套（18）通过电位器转轴连接电位器（4），联轴管（17）与电位器轴套（18）的连接为活动式连接，当电位器（4）转动达到极限时，联轴管（17）与电位器轴套（18）之间产生相对运动，从而避免由于安装不当损坏电位器（4）；
软绳C（9）的中间挂在换向定滑轮（8）上，两端分别连接配重体（7）和指示光棒（11）；
指示光棒（11）沿标尺（10）上下移动，指示光棒（11）的中部套装一个金属管，以增大指示光棒（11）的重量，软绳C（9）连接在金属管上，指示光棒（11）能精确直观地指示容器内液体的液位；
指示光棒（11）电源由光电开关（19）控制，通过软导线（12）供电，软导线（12）下部为圈状，可以随指示光棒（11）升降而伸缩；
指示光棒（11）的发光元件为发光二极管。
2.根据权利要求1所述的带信号远传的储液罐物位指示装置，其特征在于：所述标尺（10）底色为白色，标尺（10）上的刻度线和数字采用荧光粉涂料，使得标尺（10）上的刻度线和数字更加清晰。
3.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄宋魏，张博亚，童雄，司绪，郝鹏宇，张元元，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
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