液位压力真空仪制造技术

一种液位压力真空仪属智能化仪表，包括四通阀、液位压力复合传感器、真空传感器以及顺次级联的多路开关、放大器、Ａ／Ｄ转换器、微控制器单元和ＬＥＤ数码显示电路。四通阀由开有两入口两出口的阀体和可转动的阀芯组成；阀芯上开有可将两入口和两出口分别同时连通的两个通孔；复合传感器由左、右腔室部件靠接构成，差压芯片设在两腔室气体通道之间，压力芯片设在右腔室内，四通阀两出口与传感器左、右腔室进口分别连通。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于压力液位真空度多参数测试仪表，尤其是涉及采用单片机控制的智能化仪表。随着我国航天技术和国民经济的不断发展，称为“工业血液”的低温液体(液氧、液氮、液氩、液体二氧化碳)需求量与日巨增，由于这些低温液体(除液体二氧化碳外)佛点温度均在-180℃以下，要长期保存这些低温液体，必须采取具有最佳绝热方式并安全可靠的低温液体贮存设备。目前国内外广泛采用的双层金属压力容器作为低温液体贮存设备，容器绝热方式为真空粉末绝热或真空多层绝热。低温液体贮存过程中，分为低温液体进入低温容器；在低温容器内贮存；从低温容器排出三个过程。由于低温液体价格较为昂贵，故对低温液体进出低温容器时精确计量十分重要。从容器排出低温液体是采用升高容器内压力，强迫低温液体从低温容器排出。低温液体排出低温容器过程中，对容器压力的监测，对保证低温容器使用安全及操作人员人生安全也十分重要。低温液体在低温容器的保存是依靠低温容器夹层真空度来保证的，因而监测容器夹层真空度的变化很有必要。长期以来，对低温液体容器液位、压力、真空监测采用的仪表及配套阀门在安装使用等方面存在着诸多缺陷和不足。1、液位、压力均采用单独的指针机械式仪表，读数不精确。液位仪采用mmH2O水位表，读数后要与所测低温液体的比重进行运算转换成所测低温液体的液位，然后用手工计算法或查表法换算出液体容积，过程繁锁，累积误差大。2、由于液位的测量采用差压方式(P=γH)测量，要液位仪正确使用，如附图说明图1所示必须正确操作液位仪上、下阀V1、V2及平衡阀V3三只截止阀。正确使用时，液位仪上、下阀V1、V2打开，平衡阀V3关闭。若在使用时，液位仪上、下阀中一只阀关闭，一只阀打开，将对液位仪传感器形成单面受压，损坏传感器或降低传感器寿命。操作人员操作三只截止阀时，也常操作失误。损坏液位仪传感器时有发生。管路上还设置了一只压力表阀。实际中，液位仪、压力表、四只截止阀安装在一面小型仪表盘上。实际使用中，由于阀门管路中存在较多接头，安装检漏不当时，阀门与管路间接头常产生微小压力泄漏，液位仪就读数不稳，指示飘移，产生测量误差。3、低温液体容器真空度测量采用台式指针式真空仪测量。真空仪置于室内，测量真空度时才拿到室外使用，容器真空度不能随时监测。真空度变化时，不能立即采取措施。测量真空度时，还要接一交流电源线，测量过程较为繁琐。本技术目的在于针对现有技术的缺点及不足，提供一种液位压力真空仪，它是采用单片机控制、LED数码显示的多参数测量仪表。本技术通过以下设计实现一种液位压力真空仪，主要由四通阀、液位压力复合传感器以及与该传感器信号输出端连接、对其输出信号进行处理而顺次级联的多路开关、放大器、A/D转换器、微控制器单元、LED数码显示电路所组成；所述四通阀由阀体和置于阀体内腔、与之转动配合的阀芯组成；该阀体上开设有与阀体内腔相连通的两个压力入口和两个压力出口；该阀芯上开设有两个通孔，通孔设置在一对压力入口和压力出口二者与阀体内腔的连通口之间，在阀芯处于同一转动位置下，另一通孔设置在另一对压力入口和压力出口二者与阀体内腔的连通口之间；该复合传感器由开设有压力进口的左腔室部件和开设有压力进口的右腔室部件相靠接构成，差压芯片设置在左、右腔室气体通道之间，并将其分隔，压力芯片设置在右腔室内；该四通阀的两个压力出口分别与复合传感器的两个压力进口相连通。所述多路开关的一个输入端与真空传感器的输出端连接。根据以上结构，将低温液体容器上高压和低压信号P1、P2接入四通阀两个入口，四通阀两个出口接入所述液位压力复合传感器两个入口，并且，将复合传感器输出的差压及压力信号与真空传感器(通常采用热偶规管)的真空信号接入多路开关，经放大，A/D转换，微控制器单元最后由LED数码显示电路将监测对象--低温液体容器的三个测量参数直接显示出来。其优越性在于测量精度高(测量数据由微机运算处理，数字式显示)；结构简单(减少两只仪表、三只阀门、一面小型仪表盘)；安装方便(四通阀与仪表合为一体，现场只需将容器上高低压力信号引入四通阀入口即可)；减少了气路管路上泄漏点，提高了低温液体容器仪表系统的稳定性。以下结合附图对本技术加以说明图1是现有低温液体容器的仪表系统示意图；图2是改进后低温液体容器仪表系统示意图；图3是本技术四通阀剖面图；图4是图3所示四通阀沿A-A线的剖面图(阀门开启即两组进出口同时连通状况)；图5是本技术液位压力复合传感器剖面图6是本技术仪表面板图；图7图8分别是本技术电原理框图和电路图。由图1图2对比可见，本技术采用四通阀取代原有V1、V2、V3、V4四只阀门，将原有液位仪、压力表、真空仪三种仪表合为一体。图3图4示出，四通阀主要由阀体1a，阀芯2a，手柄3a构成，阀芯置于阀体内腔、与之转动配合。阀体上开设有与阀体内腔相连通的两个压力入口4a、6a和两个压力出口5a、7a。阀芯上开设有两个通孔8a、9a。通孔8a设置在压力入口4a和压力出口5a二者与阀体内腔的连通口之间，在阀芯处于同一转动位置下，通孔9a设置在压力入口6a和压力出口7a二者与阀体内腔的连通口之间，即是，当阀芯转动处于某一特定位置时，通孔8a将压力入口4a和压力出口5a连通，同时通孔9a将压力入口6a和压力出口7a连通。当阀芯转动处于其它位置时，两个通道同时封闭。用手柄转动阀芯，就可同时接通或切断压力信号通道。避免了P1或P2单独作用传感器的情况。图5示出，液位压力复合传感器由开设有压力进口7b的左腔室部件1b和开设有压力进口8b的右腔室部件4b相靠接构成，外壳3b将其联为一体。差压芯片2b设置在左、右腔室气体通道之间，并将其分隔，压力芯片5b设置在右腔室内，可采用压紧螺母6b将压力芯片固定。结构上，压力芯片5b传感压力P2，差压芯片2b的一侧感受压力P1，同时另一侧感受压力P2，形成差压，并输出ΔP=P1-P2差压信号。参见图7，由四通阀引入低温液体容器的压力信号P1、P2(见图2)，四通阀的两个压力出口分别与复合传感器的两压力进口连通，该传感器的对应差压和压力的两个信号输出端接多路开关2输入端，同时，真空传感器(常用热偶规管)的信号输出端接多路开关2输入端。上述信号再经顺次级联的放大器3、A/D转换器4、微控制器单元5，最后由LED数码显示电路6将液位、压力、真空度的测试结果显示出来。此外，微控制器单元后还设置有报警联锁电路7、信号远传电路8、4-20ma信号输出9。遥控接收器11与微控制器单元连接，接受遥控发射器10发出的信号，直接控制指定测量参数的显示。图6示出，仪表面板设计两排数码管同时显示数据。上排显示容器液位、容积、真空；下排数码管显示容器的压力、热偶规管的工作电流。面板上LED发光管，指示液体介质及测量参数，联锁信号状态。工作时液位、压力同时显示；切换后，同时显示真空度及加热电流。四通阀与仪表壳体连为一体，即将四通阀设置在仪表壳体上，仪表壳体采用全封闭式的圆形或方型，整个仪表尺寸为φ100×100mm；φ150×80mm；φ160×80mm；160×80×180mm；96×96×150mm。图8示出图7电原理框图的一个实施例多路开关2由集成块CD4051组成，传感器来的差压、压力、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液位压力真空仪，其特征在于，主要由四通阀、液位压力复合传感器（１）以及与该传感器信号输出端连接、对其输出信号进行处理而顺次级联的多路开关（２）、放大器（３）、Ａ／Ｄ转换器（４）、微控制器单元（５）、ＬＥＤ数码显示电路（６）所组成；所述四通阀由阀体（１ａ）和置于阀体内腔、与之转动配合的阀芯（２ａ）组成；该阀体上开设有与阀体内腔相连通的两个压力入口（４ａ、６ａ）和两个压力出口（５ａ、７ａ）；该阀芯上开设有两个通孔（８ａ、９ａ），通孔（８ａ）设置在压力入口（４ａ）和压力出口（５ａ）二者与阀体内腔的连通口之间，在阀芯处于同一转动位置下，通孔（９ａ）设置在压力入口（６ａ）和压力出口（７ａ）二者与阀体内腔的连通口之间；该复合传感器由开设有压力进口（７ｂ）的左腔室部件（１ｂ）和开设有压力进口（８ｂ）的右腔室部件（４ｂ）相靠接构成，差压芯片（２ｂ）设置在左、右腔室气体通道之间、并将其分隔，压力芯片（５ｂ）设置在右腔室内；该四通阀的两个压力出口分别与复合传感器的两个压力进口相连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炜，吴同文，吴胜，
申请(专利权)人：吴炜，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]