光纤液位仪制造技术

光纤液位仪，由液位探测器及光纤传感器组成，光纤传感器包括光学编码盘、光纤探测头、发射光纤、接收光纤及光电转换器，其特征在于：液位探测器包括由上定滑轮、下动滑轮、连接于两滑轮之间的牵引缆绳、设置于牵引缆绳上的浮标、以及连接于下动滑轮上的重锤组成的闭合环路力学平衡系统；上述的上定滑轮及光学编码盘通过磁体相互耦合驱动。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利说明 一、
本技术涉及一种液位自动测量装置，特别是用于测量易燃易爆液体的液位的装置。二
技术介绍
目前，国内外用于测量易燃易爆液体液位的装置，具有代表性的已实现产业化的产品有两种1、光导电子液位仪见“UBG系列光导电子液位仪的重大技术革新”(《炼油化工自动化》，化工部石化总公司自控设计中心站出版，专利号为88200398)，其结构和工作原理如附图说明图1所示，液位高度用液位传感器检测，检测头由浮标2a、连接钢带3a、导向轮4a、信息码带5a等组成，光信号经光电变送器6a转换为电信号、用电缆传送到二次仪表7a、计算机8a；采用绝对式格雷码编码和直射式(不用光纤)信号检测，使红外发射和接收管直接对射，提高了红外光传输效率，属防爆型的仪器。2、光纤液位计见“光纤液位计的原理及特点”(《中国计量》杂志2001年1月62期P48-49，专利号93216664)，系统如图2所示，由检测单元(包括浮球8b、钢丝绳9b、重锤10b、导向轮、绳轮、磁力耦合器等机械部分)、光纤传感器11b、传输光纤、光电转换器、二次仪表及计算机组成。磁力耦合器为磁性浮球8b与隔离导管内的磁性重锤12b组成的磁力浮球系统，重锤10b由钢丝绳9b牵引连接滑轮传动，将液位高度变化转换为光学编码盘的旋转，从而确定浮球在油罐内的高度。上述产品不仅结构复杂，需专业人员负责安装、维修，价格偏高，用户难于承受，而且还存在以下几方面的不足1)上述产品的浮标(浮球)牵引均为开环力学平衡系统浮标(浮球)牵引缆绳经导向轮与重锤连接组成的力学平衡系统均为开环系统。大都是让牵引缆绳的重锤端安装在油罐外，浮标在不同高度造成导向轮到浮标之间缆绳段的长度变化，这段缆绳自重或浸没在油内的缆绳段产生的浮力随油位高度而变化，随即影响力学平衡系统，形成新的平衡状态，因而造成测量误差。光导液位仪虽然考虑到这一不周，采用两种不同材料、不同比重、不同长度的缆绳串接来补偿误差的措施，但机械结构就变得复杂了。这样的结构使得它的适用罐型也受到限制，特别是压力油罐、山洞中的油罐、地下油罐就根本无法使用。2)为了保证浮标(浮球)在牵引缆绳吊装成铅直状态，这类产品都在油罐内采用浮标导向装置1a、1b，既造成结构复杂、使得安装维护操作繁杂或难以在线操作，又增加了机械加工成本。3)光导液位仪在罐区将信号直接转换为电信号，随即用防爆电缆绳长传，属非本质安全的防爆型液位仪。4)光纤液位计的光学编码盘是由经导向轮、磁轮的缆绳连接重锤，并靠轮与绳之间的摩擦力拖动的，缆绳与轮接触面只有轮周长的1/4，较易发生滑动错位，从而造成测量误差。三
技术实现思路
本技术的目的是克服现有产品存在的不足，设计一种用于测量易爆液体液位，本质安全、测量精确、结构简单、性能可靠、维护方便、价格便宜、易于推广的光纤液位仪。为实现此目的，本技术采用如下结构由液位探测器及光纤传感器组成，光纤传感器包括光学编码盘、光纤探测头、发射光纤、接收光纤及光电转换器；液位探测器包括由上定滑轮、下动滑轮、连接于两滑轮之间的牵引缆绳、设置于牵引缆绳上的浮标、以及连接于下动滑轮上的重锤组成的闭合环路力学平衡系统；上述的上定滑轮及光学编码盘通过磁体相互耦合驱动。上述磁体采用由多极恒磁体组成的磁盘，该磁盘由钕铁硼单极磁体对称分布衔压成盘。上述光学编码盘为光斩波调制型的光学编码盘，光学编码盘的圆周铣成周期性的分度齿，发射光纤与接收光纤分置于光学编码盘两侧。其工作原理是当液位变化时，浮力变化引起浮标浮动，连接浮标的牵引缆绳拉动上定滑轮转动，通过强磁耦合磁盘，使光学编码盘与上定滑轮同步转动，将液位的直线位移变化，线性的转换为光学编码盘的圆周角变化。光纤传感器检测光脉冲变化信息，经光电转换、信号处理、显示液位高度值本技术与现有产品及设计相比，具有如下特点1)浮标、牵引缆绳、上、下滑轮及重锤组成闭合环路力学平衡系统，两个滑轮都有1/2的周长与缆绳紧密接触，增加了摩擦力、杜绝滑动错位。机械结构简单，整个系统全部置于油罐内，牵引缆绳在锤重重力的作用下，自动铅直，无需导轨装置，易于安装，密封隔离方便，机械系统与光学系统绝对分开，既保证油罐严格密封，又使光学系统免受油气污染。仪器适用于常压、加压的各种罐型，特别适合于山洞中的油罐、地下罐安装使用。2)采用多极恒磁体强磁耦合驱动斩波调制式编码光盘转动，具有结构简单、制造简便及精度高的特点。3)使用光纤传感器，光测光传，罐区无电作业，为本质安全型的检测设备。整套仪器的结构紧凑、机械加工、电路设计简单。经试用表明，仪器测量精度好，本质安全、性能稳定，安装简单，维护方便，性优价廉，故障率低，有利于批量生产及推广应用。四以下结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。图1是现有的光导电子液位仪的结构示意图。图2是现有的光纤液位计的结构示意图。图3是本技术设计的光纤液位仪的结构示意图。图4是沿图3中A-A方向的剖视图。图5是该光纤液位仪中光学编码盘转向判别及转速测量系统的结构图。图6是图5所示系统的电路原理图。五具体实施方式如图3所示，是应用于油罐中的光纤液位仪，由液位探测器及光纤传感器组成。光纤传感器包括光学编码盘1、光纤探测头2、发射光纤3、接收光纤4及光电转换器5。上述光学编码盘1采用光斩波调制型，即光学编码盘1的圆周铣成周期性的分度齿，发射光纤3与接收光纤4分置于光学编码盘1两侧。发射光纤3发射连续光，当光学编码盘1转动斩波，由接收光纤4接收光脉冲，进行信息检测，并由光纤传输信息，经光电转换器5、整形电路变成电脉冲，由8951单片机系统完成设置、计数、并行输出显示，同时串行输出接口电路与上位机联机通信，实现光测光传、现场无电、本质安全型的传感、检测。液位探测器包括上定滑轮6、下动滑轮7、连接于两滑轮之间的牵引缆绳8、设置于牵引缆绳上的浮标9、以及通过万向杆10悬挂于下动滑轮7的重锤11。浮标9、下动滑轮7、重锤11置于油罐12内。上定滑轮6、光学编码盘1及光纤探测头2设置罐体顶部、并用外罩13密封。上定滑轮6通过轴承14a、转轴15a可转动地设于支撑架16a上，转轴15a的一端设有磁盘17a。光学编码盘1通过轴承14b、转轴15b可转动地设于支撑架16b上，转轴15b的一端设有磁盘17b。磁盘17a、17b均由钕铁硼单极磁体对称分布衔压成盘。由导磁材料做成的隔离盒18密封，使上定滑轮6等机械系统与光学编码盘1等光学系统绝对分开，这样既保证油罐严格密封，又使光学系统免受油气污染。该仪器的工作原理是由上定滑轮6、下动滑轮7、牵引缆绳8、浮标9、重锤11组成闭合环路力学平衡系统。当油位变化时，浮标9吃水线移动，浮力变化引起浮标9浮动，连接浮标的牵引缆绳8拉动上定滑轮6转动。上定滑轮6带动与之同轴相连磁盘17a，从而驱动耦合磁盘17b，使光学编码盘1与上定滑轮6同步转动，将油位的直线位移变化，线性的转换为光学编码盘1的圆周角变化。光纤传感器检测光脉冲变化信息，经光电转换、信号处理、显示油位高度值。光纤液位仪还具有油位限位预置报警功能。该仪器的另一个突出的创新点是具有光学编码盘转向判别及转动速率测量功能。众所周知，油位上升，浮标上浮；油位下降，浮标下沉。每当油罐进油或放油时，油面激起波动，造成浮标晃荡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘金火，
申请(专利权)人：潘金火，
类型：实用新型
国别省市：