一种具有自阻尼式浮子的油罐液位测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种油罐液位测量装置，包括：自阻尼式浮子、一对链轮、法兰、光纤传感器、光码盘、输入光纤、输出光纤、牵引链、平衡锤，其中所述自阻尼式浮子带有阻尼杆、阻尼盲孔、内部配重物三者中的一个或多个，从而抑制了液面晃动引起的浮子晃动幅度，提高了测量精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种油罐液位测量装置，包括：自阻尼式浮子、一对链轮、法兰、光纤传感器、光码盘、输入光纤、输出光纤、牵引链、平衡锤，其中所述自阻尼式浮子带有阻尼杆、阻尼盲孔、内部配重物三者中的一个或多个，从而抑制了液面晃动引起的浮子晃动幅度，提高了测量精度。【专利说明】-种具有自阻尼式淳子的油罐液位测量装置
本专利技术涉及油罐液位测量装置，具体涉及一种具有自阻尼式浮子的油罐液位测量 装直。
技术介绍
大型油罐通常在炼油厂、油田、油库以及其他工业中用来储存原油或其他石油产 品，容量通常为100立方米以上，由罐壁、罐顶、罐底及其他附件组成。由于原油产品的易燃 易爆性，需要采用无电测量装置来测量油罐中存储液体的液位，克服电测带来的火灾隐患。 现有技术中油罐液位测量装置经常采用浮子来进行测量，但是浮子容易受到液面产生的浪 涌的影响，当液面发生变化时，浮子会随液面的晃动而晃动，稳定较慢，无法读数，从而影响 测量的效率和精度。 因此，需要具有较高测量效率和精度的液位测量装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有自阻尼式浮子的油罐液位测量装置，包括：自阻尼 式浮子、一对链轮、法兰、光纤传感器、光码盘、输入光纤、输出光纤、牵引链、平衡锤，其中所 述牵引链的一端伸入油罐内部，一端位于油罐外部，并且所述牵引链由内到外依次连接油 罐内部的自阻尼式浮子和油罐内部的所述链轮以及位于油罐外部的另一个链轮和平衡锤， 自阻尼式浮子设置有一种或多种自阻尼构件，使浮子本体的动态波动滞后并且幅度小于液 面波动幅度，起到自阻尼作用。 所述阻尼杆垂直地刚性固定在浮子本体下方，使得浮子在液面保持平衡。 优选的，所述阻尼杆的长度在0. 5?1. 5m范围内。 所述自阻尼式浮子在浮子本体下方靠近液面一侧布置均匀分布的多个阻尼盲孔。 所述自阻尼式浮子在浮子本体内部填充有颗粒状配重物。 优选的，所述颗粒状配重物彼此之间以及与浮子本体底部之间具有大的摩擦力， 以便在波动过程中在浮子本体内部缓慢移动，起到迟滞波动的作用。 【专利附图】【附图说明】 参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下 描述得以阐明，其中： 图1是根据本专利技术的【具体实施方式】的油罐液位测量装置的示意图。 图2a和图2b是根据本专利技术的第一实施例的自阻尼式浮子的内部结构示意图和受 力分析图。 图3a是根据本专利技术的第二实施例的自阻尼式浮子的内部结构示意图。 图3b为图3a沿A-A方向的剖面图。 图3c_3d是图3a所示自阻尼式浮子的受力分析图。 图4a是根据本专利技术的第三实施例的自阻尼式浮子的内部结构示意图。 图4b_4c是图4a所示自阻尼式浮子的受力分析图。 【具体实施方式】 在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同 或类似的部件，或者相同或类似的步骤。 通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方 法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来 对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。 下面结合附图对本专利技术的油罐液位测量装置进行说明。 如图1所示，本专利技术的油罐液位测量装置包括：浮子101、一对链轮102和102'、法 兰103、光纤传感器104、光码盘105、输入光纤106、输出光纤107、牵引链108、平衡锤109。 所述油罐液位测量装置在工作中，所述牵引链108的一端伸入油罐内部，一端位 于油罐外部，并且所述牵引链108由内到外依次连接油罐内部的浮子101和油罐内部的所 述链轮102、以及位于油罐外部的另一个链轮102'和平衡锤109,其中位于油罐外部的另一 个链轮102'与光纤传感器104的主轴连接，通过2个链轮102和102'的传动，浮子101的 上下运动通过牵引链108被传递到传感器104中的光学编码器，转换为光学编码器的转动。 光学编码器设置于法兰103中，由光码盘105和轴组成。所述光码盘105是沿圆周刻出与 液位变化相对应的1000个齿孔的薄盘。当光码盘105因被测液位变化而转动时，它对两个 光纤探头内的红外光分别进行调制，即遮挡或通过，使之成为交变光。调制后的2组光信号 返回各自的光纤中，沿光缆传输至光电转换器件，从而产生一连串的电脉冲。采用2路光纤 探头是因为不仅要记录液位变化的大小，而且要判断液位变化的方向，即液位上升还是液 位下降。 在使用中，因为充油、放油等操作，会引起浮子波动，如果要精确测量油罐中油的 液位，就需要浮子能尽量保持水平状态，减小左右晃动幅度。 为解决上述技术问题，本专利技术提供三种自阻尼式浮子，通过自阻尼方式稳定浮子， 减小受液面波动的影响。 下面结合图2-4,详述这三种自阻尼式浮子。 图2a和图2b示意性示出了根据本专利技术的第一实施例的自阻尼式浮子200的结构 图和受力分析图。 根据本专利技术的第一实施例的自阻尼浮子200包括浮子本体201和阻尼杆202。所 述浮子本体201为扁圆柱体，阻尼杆202垂直地刚性固定在浮子本体201的下部中央位置， 使得浮子在液面保持平衡。 在测量过程中若液面产生晃动，则浮子本体201也会随液面晃动而晃动，阻尼杆 202也会随之晃动。而由于阻尼杆202周围的液体压力会提供反向的阻力来阻碍阻尼杆的 晃动，从而阻碍浮子本体201的晃动，由此实现了自阻尼效果。 如图2a所示，若浮子本体201受到波动的液面S提供的向右上方的总推动力F， 则浮子的A端（图中左端）被推动上浮，B端（图中右端）则相对A端倾斜向下沉，阻尼杆 202也会随之向左摆动。此时，阻尼杆202会因为水的阻力作用而受到阻力F'。根据合矩 力为0则转动平衡的条件可知，若F*L = F' *L'，则浮子不会发生转动；若F*L > F' *L'，则 浮子会发生波动，其中L是推动力F到转动轴G的垂直距离，L'是阻力F'到转动轴G的垂 直距离。由此可知，推动力F提供的转动力矩的一部分或全部可被阻力F'提供的转动力矩 抵消掉。接下来，当波动液面S继而使浮子本体201的B端上浮而A端下降时，也是相应的 过程。因此，相比浮子本体未设置阻尼杆的情况，设置有阻尼杆的浮子波动程度要小。 这里，由于随着液面加深，液体压力增大，因此阻力F'根据浮子的阻尼杆的深度 递增而逐渐递增地作用于阻尼杆，也就是说，在阻尼杆202最下端受到的阻力F'最大，从而 增大了对推动力F提供的转动力矩的抵消效果。也就是说阻尼杆202的长度越长，提供的 阻力F'越大，而且这种反作用力的力臂L'越长，提供的阻止波动的转动力矩越大。如此， 浮子整体能够保持无明显晃动，基本保持尽量水平。 根据油罐液面测量的具体情况，所述阻尼杆202的长度在不妨碍测量结果的情况 下越长越好，例如在〇.5m?1.5m之间。在一般油罐中，出液口的高度大概为lm，因此阻尼 杆长度优选为小于lm，可以最大程度地满足测量范围的要求。 阻尼杆也可以有多个分布布置，只要保持浮子能够平衡使用即可。 图3a和图3b示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自阻尼式浮子的油罐液位测量装置，包括：自阻尼式浮子、一对链轮、法兰、光纤传感器、光码盘、输入光纤、输出光纤、牵引链、平衡锤，其中所述牵引链的一端伸入油罐内部，一端位于油罐外部，并且所述牵引链由内到外依次连接油罐内部的自阻尼式浮子和油罐内部的所述链轮以及位于油罐外部的另一个链轮和平衡锤，自阻尼式浮子设置有一种或多种自阻尼构件，使浮子本体的动态波动滞后并且幅度小于液面波动幅度，起到自阻尼作用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：祝连庆，郭阳宽，周哲海，刘锋，张荫民，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11