专利名称：伺服式液位计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液位测量仪表技术领域，具体涉及一种可用于精确测量的伺服式液位计。
背景技术：
液位计广泛应用于石油、化工、食品等行业的储运系统。常用的液位计有雷达液位计、伺服液位计、钢带液位计等。
雷达液位计分为计量级和普通监控级，计量级雷达液位计价格昂贵而不易被用户采用，且在安装过程中要求有导波管，导波管内不能有任何毛刺，否则测量信号失真，计量不准。普通监控级雷达液位计则由于精度低而不能使用于要求精确测量液位的场合。
伺服液位计一般由步进电机、磁力偶合盘、轮毂、钢丝、浮子、力传感器以及相应的电子电路组成。其原理是浮子、轮毂及力传感器等组成一个力平衡转动系，浮子在步进电机的带动下可以上下移动，浮子重力产生的力矩反作用于力传感器上。由于浮子在不同密度介质下的浮力不同，对力传感器产生的反作用力也不同，所以，通过测量反作用力的大�。梢匀范ǜ∽铀谖恢檬窃诳掌�、液位(液面位置)或界面(液体间界面)上。浮子实际所在位置是通过测量步进电机的步数得到的。这种液位计的轮毂上有螺纹槽，钢丝进入到螺纹槽内并靠其螺纹进行定位。步进电机每走一步，浮子移动距离必须完全一致，否则就会产生误差。因此，伺服液位计对轮毂、步进电机及相应传动机构的加工精度要求很高。这不但使得加工成本很高，而且很多厂家甚至难以加工。
钢带式液位计的浮子悬挂于一钢带上，钢带通过一链轮带动，链轮通过联轴器、离合机构及齿轮组与一变送码盘连接。这种液位计以变送码盘的变送值作为采集的原始位移信息，通过相应电路用来计算液位。由于其传动机构较多，这种液位计故障率高且精度很低，已经逐渐被淘汰。
分析这些现有液位计的问题存在的原因，乃在于其所采集的用于计算液位的原始位移信息都取自于中间结构，只能间接反映液位的变化，而不能直接反映液位的变化。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够直接反映液位变化的伺服式液位计。
为解决上述主要技术问题，本实用新型提供了一种新的伺服式液位计，其包括一浮子，该浮子悬挂于一悬挂件，该悬挂件上设有可由光电采集器感知的位置标志，邻近该悬挂件还设置一光电采集器。
其中，所述悬挂件可以是一钢带，该钢带卷绕于一轮毂，所述位置标志可以是按一定规则排列的穿孔。
其中，所述光电采集器为一光电开关，其包括一发光元件及一感光元件，分别位于所述钢带的两侧，所述钢带上的穿孔可以位于所述发光元件及感光元件之间。
其中，所述穿孔纵向等距设置于钢带上。
采用上述方案，本实用新型具有如下有益效果一、由于该伺服式液位计的悬挂件上具有可由光电采集器感知的位置标志，通过光电采集器可从与浮子直接相连的该悬挂件上读取到原始位移信息并用于计算液位。所以本实用新型采集的原始位移信息能够直接反映液位的变化，具有较高的测量精度，可以精确液位和界面。
二、由于原始位移信息直接反映液位的变化，在液位测量上没有累计误差，所以轮毂、步进电机及相应传动机构等的加工精度并不影响液位测量精度，因此，该伺服式液位计的加工精度要求可以相应降低，易于加工，从而降低加工成本。
三、该伺服式液位计的钢带卷绕于轮毂上，并且不需要复杂的齿轮组结构，所以该液位计结构简单，也相应地降低了加工成本。
以下结合附图，详细说明本实用新型的具体实施方式
。
图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图；图2为图1中A向结构示意图。
图中件号说明1-浮子；2-钢带；3-穿孔；4-光电开关；5-轮毂；6-磁离合盘；7-步进电机；8-轴；9-支架；10-板簧；11-动极片；12-静极片；13-拉杆；14-拉线；15-发光元件；16-感光元件。
具体实施方式
参见图1，示出了本实用新型的一种实施方式。
该伺服式液位计包括一轮毂5，一磁离合盘6，及一步进电机7，轮毂5与磁离合盘6安装在一起，步进电机7通过轴8与磁离合盘6连接。
该伺服式液位计的轮毂端设有液位信息采集装置，步进电机端设有平衡力感测装置。本实用新型是对伺服式液位计的液位信息采集装置所作的发明创造。
先说该伺服式液位计的轮毂端。轮毂5上卷绕有一钢带2，钢带2作为悬挂件，其下端连接有浮子1。钢带2上沿纵向等距设有一排穿孔3，钢带2旁边设有一光电开关4，其可以感知到该穿孔3。该光电开关4包括一发光元件15及一感光元件16，分别位于所述钢带2的两侧，当钢带2随浮子1上、下移动时，其上的穿孔3可以正好位于发光元件15及感光元件16之间。该带有穿孔3的钢带2与光电开关4共同构成本实用新型所述液位计的液位信息采集装置。
本实用新型在具体实施时，其中所述的钢带2还可以是其它任何能够连接浮子1的悬挂件，其上具有位置标志。
所述的位置标志也可以是穿孔之外的其它任何可由光电采集器感知的结构，如刻度线等。
所述的穿孔3也可以是以其它规则方式布置于钢带上，光电采集器读取到与之对应的不同的穿孔3，则表示浮子位于某一高度的位置，这样，通过钢带上的穿孔3的编码信息，就可以知道浮子的位置。
现在，再来看该伺服式液位计的步进电机端。步进电机7的右端具有一拉杆13，拉杆13的的另一端通过一拉线13与一板簧10连接。板簧10的左端固定于一支架9，其右端与一线性位移传感器相连。在本实施例中，所述线性位移传感器具体采用的是一种电容式线性位移传感器，其具有一动极片11及一静极片12。其中动极片11固定于板簧10的右端。由于浮子1、钢带2、轮毂5、磁离合盘6、轴8、步进电机7、拉杆13、拉线14及板簧10构成一力平衡体系，所以浮子1相对液位距离发生变化时，其所受浮力也发生变化，这种浮力的变化将反映到板簧10，进而使动极片11与静极片12之间的距离发生变化，从而，该电容式线性位移传感器将能感知到该变化。由于由动、静极片11、12之间距离变化引起的电容式线性位移传感器感知的电信号的变化与浮子1所受浮力具有固定的对应关系，所以通过该装置还可精确测量浮子所受浮力。
下面详细描述该液位计的工作过程。
步进电机7转动，通过轴8带动磁离合盘6旋转，磁离合盘6进而带动轮毂5转动。当轮毂5转动时，钢带2在轮毂5上或卷绕或松开，从而带动浮子1上、下运动。这时，钢带2上的穿孔3将在光电开关的发光元件15及感光元件16之间移动，从而，光电开关4将可读取到浮子1所在的位置。浮子1受重力及浮力的共同作用，将对所述力平衡体系产生一力矩，该力矩将作用于板簧10上。根据阿基米德浮力定律，浮子1在空气中及不同密度液体中时产生的力矩不同，对板簧10的作用力也就不同，动极片11与静极片12之间的距离会随浮子所受浮力的大小的不同而变化。通过测量该距离的变化将达到测量力的效果。这样，通过对该平衡力的测量结果，或者说，根据线性位移传感器感知的电信号的变化，将可知道浮子1是位于空气中，液位上，还是液体间的界面上。这时，通过所述开关元件4感知的位移标志的位置，将可得到精确的液位或界面，从而实现精确测量液位和界面的目的。
权利要求1.一种伺服式液位计，包括一浮子，该浮子悬挂于一悬挂件，其特征在于，该悬挂件上设有可由光电采集器感知的位置标志，邻近该悬挂件还设置一光电采集器。
2.根据权利要求1所述的伺服式液位计，其特征在于，所述悬挂件为一钢带，该钢带缠绕于一轮毂，所述位置标志为按一定规则排列的穿孔。
3.根据权利要求2所述的伺服式液位计，其特征在于，所述光电采集器为一光电开关，其包括一发光元件及一感光元件，分别位于所述钢带的两侧，所述钢带上的穿孔可以位于所述发光元件及感光元件之间。
4.根据权利要求2所述的伺服式液位计，其特征在于，所述穿孔纵向等距设置于钢带上。
专利摘要本实用新型公开了一种伺服式液位计，其包括一浮子，该浮子悬挂于一悬挂件，该悬挂件上设有可由光电采集器感知的位置标志，邻近该悬挂件还设置一光电采集器。本实用新型采集的原始位移信息能够直接反映液位的变化，具有较高的测量精度，可以精确测量液位和界面，并且结构简单，易于加工，降低了加工成本。
文档编号G01F23/30GK2636207SQ0320719
公开日2004年8月25日 申请日期2003年8月7日 优先权日2003年8月7日
发明者范明军 申请人:范明军
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