一种基于浮力的定向测量装置及其定向测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于浮力的定向测量装置及其定向测量方法。定向测量装置包括：第一球体、第二球体和距离传感器。第一球体的密度小于待测量液体中任意一种液态纯净物的密度。第二球体的密度大于待测量液体中任意一种液态纯净物的密度。第一球体与第二球体可拆卸式连接。距离传感器安装在第一球体或第二球体内，用于探测其自身与待检测的混合液体的液面或底面的间距。定向测量装置的整体密度处于两种液态纯净物的密度之间并趋近于待测的液态纯净物的密度。本发明专利技术的定向测量装置放置在由两种不相溶的液态纯净物形成的混合液体中，自动沉降至与其密度相同或接近的液体位置，进而实时测量相应的液态纯净物层的深度，具有实时性强、测量精度高的特点。强、测量精度高的特点。强、测量精度高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于浮力的定向测量装置及其定向测量方法


[0001]本专利技术涉及一种定向测量装置，特别是涉及一种基于浮力的定向测量装置、一种基于浮力的定向测量方法。

技术介绍

[0002]两种不相容的液态纯净物（如水与油、苯类、液态烃等）在相互混合后，短时间难以直接分离出来。以油水混合液体为例，由于水和油的密度、沸点均不相同，可以采用离心法、沉降法、蒸馏法、膜分离法、气浮法等进行油水分离。其中，采用沉降法进行油水分离广泛应用在含油污水的处理中。
[0003]由两种密度不同且互不相溶的液态纯净物形成的混合液体，可以通过静置分层（沉降法）实现两种液态纯净物的分离。在此过程中，混合液体先分为自上而下的低密度液态纯净物层、混合层以及高密度液态纯净物层，最后完全分离形成上下两层液态纯净物层。其中，低密度液态纯净物层的深度和高密度液态纯净物层的深度难以实时监测。在非透明的容器中，仅能通过人工测量获取低密度液态纯净物层的深度，进而通过吸取或排放达到两种液态纯净物分离的目的。然而，人工测量不具备实时性，且测量精度低，难以实现两种液态纯净物的精确分离。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有的两种密度不同且互不相溶的液态纯净物的混合物在静置分层的过程中，单层的液态纯净物深度难以实时精确测量的问题，提供一种基于浮力的定向测量装置及其定向测量方法。
[0005]本专利技术通过以下技术方案实现：一种基于浮力的定向测量装置包括：第一球体、第二球体、距离传感器、通信装置、内壳和透明外盖。第一球体为空心球体，且第一球体的密度小于待测量液体中密度最小的液态纯净物的密度。第二球体为实心球体，且第二球体的密度大于待测量液体中密度最大的液态纯净物的密度。第一球体与第二球体可拆卸式连接，以使第一球体与第二球体的整体重心位于第二球体内，且该重心位于第一球体的球心和第二球体的球心所在的直线上。距离传感器安装在第一球体内或第二球体内，距离传感器的探测端背向第一球体的球心与第二球体的球心。距离传感器用于实时探测其自身与待检测的混合液体的液面或底面的间距。定向测量装置的整体密度ρ
e
满足条件：其中，μ为在混合液体中待测量液体分层后另一液体的最大百分比，ρ
m
为待测量液体的密度，ρ
a
为混合液体中另一液体的密度。
[0006]上述定向测量装置放置在由两种密度不同且互不相溶的液态纯净物形成的混合液体中时，在重力作用下，混合液体根据液态纯净物的密度自然分层，其中密度较大的液态纯净物处于最下层，密度较小的液态纯净物处于最上层，两种液态纯净物的混合层处于中
间层。当测量密度较小的液态纯净物时，选择整体密度接近最上层纯净物密度的定向测量装置，并使距离传感器竖直向上，进而根据距离传感器测量其自身与液面的间距得到最上层液态纯净物的深度。当测量密度较大的液态纯净物时，选择整体密度接近最下层纯净物密度的定向测量装置，并使距离传感器竖直向下，进而根据距离传感器测量其自身与液面的间距得到最下层液态纯净物的深度。上述定向测量装置可以在混合液体分层过程中，实时测量相应的液态纯净物的深度，具有实时性强、测量精度高的特点，解决现有混合液体中分层液体深度难以实时测量的问题。
[0007]在其中一个实施例中，通信装置安装在第一球体或第二球体内。通信装置与距离传感器连通，用于传输距离传感器探测的距离信号，以便于对距离传感器实时采集的间距数据进行记录。
[0008]在其中一个实施例中，第一球体或第二球体内开设有用于安装内壳的空腔。内壳为空心长方体或空心圆柱体。且内壳以第一球体的球心和第二球体的球心所在的直线为中轴呈中心对称。内壳的一端延伸至第一球体或第二球体的外侧。内壳用于收容距离传感器。透明外盖与内壳可拆卸式连接并形成密封结构，以使定向测量装置在待测量液体中保持体积和质量不变。透明外盖设置在距离传感器的探测方向上。
[0009]在其中一个实施例中，第二球体为实心球体或具有填充物的空心球体。当第二球体为空心球体时，第二球体包括外壳、挡板和填充物。挡板与外壳可拆卸式连接，挡板与外壳共同围成一个密闭的填充腔。填充物设置在填充腔内。填充物为液体、颗粒状固体或粉末状固体，且填充物的密度大于待测量的混合液体中任意一种液态纯净物的密度。
[0010]在其中一个实施例中，挡板包括底板和手柄。底板上开设有用于填充填充物的通孔，手柄固定连接在通孔上并与底板密封。手柄固定连接在底板的顶面上。底板与第二球体的内壁可拆卸式连接。
[0011]在其中一个实施例中，底板通过调节装置实现与第二球体的可拆卸式连接。底板上开设有用于收容调节装置的内槽。调节装置包括限位块、连接杆、弹簧和拨杆。第二球体的内壁上设置有多个用于卡接限位块的凹槽一。连接杆的一端与限位块固定连接。连接杆的另一端与拨杆固定连接构成L形杆。弹簧设置在连接杆外侧，弹簧的一端与底板的内壁抵接，另一端与限位块抵接。
[0012]在其中一个实施例中，凹槽一为圆台形槽。且凹槽一靠近底板的一侧的内径大于凹槽一的另一侧的内径。
[0013]在其中一个实施例中，第一球体的外壁上设置有用于收容密封圈的凹槽二。凹槽二位于第一球体与第二球体的连接处。当第一球体与第二球体连接时，密封圈收缩在凹槽二内以实现第一球体与第二球体的密封。
[0014]本专利技术还提供一种基于浮力的定向测量方法，定向测量方法包括如下过程：S1：获取液态纯净物A的密度ρ
A
以及液态纯净物B的密度ρ
B
，根据待测量的液态纯净物计算定向测量装置的整体密度ρ
e
。整体密度ρ
e
满足条件：其中，μ为在混合液体分层后的待测量层中相应的液态纯净物的最低含量，ρ
m
为待测量的液态纯净物的密度，ρ
a
为混合液体中另一液态纯净物的密度。
[0015]S2：判断待测量的液态纯净物的密度是否大于另一液态纯净物的密度。是则配置一个整体密度为ρ
e
且距离传感器安装在第二球体内的定向测量装置。否则配置一个整体密度为ρ
e
且距离传感器安装在第一球体内的定向测量装置，并在混合液体的液面上放置一个浮层。
[0016]S3：将待测量的定向测量装置放置在待测量的混合液体中。在重力作用下，定向测量装置的距离传感器竖直向上或竖直向下。读取距离传感器实时测量其自身与待测量的混合液体的液面或底面的间距d。根据定向测量装置的中心与距离传感器的探测端的间距s计算待测量的液态纯净物层的深度h。则深度h表达为：h=d+s。
[0017]在其中一个实施例中，当第二球体采用实心球体时，配置定向测量装置的方法如下：S211：选择一个密度大于任一液态纯净物的第二球体。获取第二球体的质量m2及体积V2。
[0018]S212：获取待安装的距离传感器及通信装置的总重量m
e
，进而计算出第一球体的质量和体积范围，以使配置成的定向测量装置的整体密度为ρ
e
。则第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于浮力的定向测量装置，其用于在由两种密度不同且互不相溶的液态纯净物混合而成的混合液体静置分层时，实时测量其中一种液态纯净物分层后的深度；其特征在于，所述定向测量装置包括：第一球体，其为空心球体；所述第一球体的密度小于待测量的混合液体中密度较小的液态纯净物的密度；第二球体，所述第二球体的密度大于待测量的混合液体中密度较大的液态纯净物的密度；所述第二球体与所述第一球体可拆卸式连接；以及距离传感器，其固定连接在所述第一球体或所述第二球体内；所述距离传感器的探测端背向所述第一球体的球心与所述第二球体的球心；所述距离传感器用于实时探测其自身与待检测的混合液体的液面或底面的间距d，进而根据定向测量装置整体的重心与所述距离传感器的探测端的间距s计算待测量的液态纯净物层的深度h；则深度h表达为：h=d+s；所述定向测量装置的整体密度ρ
e
满足条件：其中，μ为在混合液体分层后的待测量层中相应的液态纯净物的最低含量，ρ
m
为待测量的液态纯净物的密度，ρ
a
为混合液体中另一液态纯净物的密度。2.根据权利要求1所述的基于浮力的定向测量装置，其特征在于，所述定向测量装置还包括通信装置；所述通信装置安装在所述第一球体或所述第二球体内；所述通信装置与所述距离传感器连通，用于传输所述距离传感器探测的距离信号。3.根据权利要求1所述的基于浮力的定向测量装置，其特征在于，所述定向测量装置还包括内壳和透明外盖；所述第一球体或所述第二球体内开设有用于安装所述内壳的空腔；所述内壳以所述第一球体的球心和第二球体的球心所在的直线为中轴呈中心对称；所述内壳的一端延伸至所述第一球体或所述第二球体的外侧；所述内壳用于收容所述距离传感器；所述透明外盖与所述内壳可拆卸式连接并形成密封结构，以使所述定向测量装置在待测量的混合液体中保持体积和质量不变；所述透明外盖设置在所述距离传感器的探测方向上。4.根据权利要求1所述的基于浮力的定向测量装置，其特征在于，所述第二球体为实心球体或具有填充物的空心球体；当所述第二球体为空心球体时，所述第二球体包括外壳、挡板和填充物；所述挡板与所述外壳可拆卸式连接；所述挡板与所述外壳共同围成一个密闭的填充腔；所述填充物设置在所述填充腔内；所述填充物为液体、颗粒状固体或粉末状固体，且所述填充物的密度大于待测量的混合液体中任意一种液态纯净物的密度。5.根据权利要求4所述的基于浮力的定向测量装置，其特征在于，所述挡板包括底板和手柄；所述底板上开设有用于填充所述填充物的通孔；所述手柄固定连接在所述通孔上并与所述底板密封；所述底板与所述第二球体的内壁可拆卸式连接。6.根据权利要求5所述的基于浮力的定向测量装置，其特征在于，所述底板通过调节装置实现与所述第二球体的可拆卸式连接；所述底板上开设有用于收容所述调节装置的内槽；所述调节装置包括限位块、连接杆、弹簧和拨杆；所述第二球体的内壁上设置有多个用于卡接所述限位块的凹槽一；所述连接杆的一端与所述限位块固定连接；所述连接杆的另一端与所述拨杆固定连接构成L...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，王鹏程，张娟，郑理乔，叶金凤，王沛喆，靳楠翔，
申请(专利权)人：安徽新建控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：