專利名稱:壓差計的制作方法
本發(fā)明與壓差計有關(guān)。
為了測量槽箱中的液面高度，已知可用放在槽箱底部高度上的壓力計。底部的壓頭和注液的高度正比?；钊綁毫Ρ砗蛷椈蓧毫Ρ?，都是已知的壓力測量裝置，彈簧壓力表大部分用于工業(yè)檢驗儀表?？梢杂弥甘狙b置，記錄和控制系統(tǒng)和壓力計連接。
本發(fā)明試圖解決的問題，是研制一種測量注液高度的壓力計，對液體柱高度作非常精確的測量。
根據(jù)本發(fā)明所提出，該問題用壓差計解決，其有一端與計量膜連接的導桿，可以通過一個導向膜作縱向滑動，上面安排有一個位移傳感器的導桿，測量壓力產(chǎn)生的力和大氣壓對計量或?qū)蚰ぷ饔卯a(chǎn)生的力的差別，在導桿上作用。
這安排所依據(jù)的原理，是借助于產(chǎn)生一個作用于測量器械上的力，這個力和大氣壓成正比，對測量壓力反作用，來消除測量時疊加在槽箱或類似器械中液柱壓力上的大氣壓力的影響。這安排的主要優(yōu)點，是使氣壓變化不對液高測量產(chǎn)生假象。本發(fā)明安排還可用于測量和大氣隔絕的槽箱里的液柱，排除作用在計量和導向膜上的反壓力，不是排除空氣的反壓力，而是排除作用在槽箱中的液體上的氣體反壓力。
本發(fā)明的其他優(yōu)點，在于導桿滑動，無須克服機械摩擦力，并且軸承沒有游隙。既沒有機械摩擦也沒有軸承游隙影響測量。這便一方面對液高可作非常精確的測量，而另一方面，可以使測量數(shù)值有很好的一致性。
在一個理想實施方案中，提出把計量膜和導向膜，在殼體的圓柱形腔內(nèi)互相有間距地放置，在導向膜和計量膜包圍的空間里，導桿上安排一個無觸點位移傳感器的被動部分，其主動部分放在殼體內(nèi)和被動部分相對。在該安排中，有諸如圓柱形外表面的殼體，可以方便地安裝在要求測量液高的槽箱的底部上。這里的計量膜朝向槽箱的內(nèi)空間，而導向膜伸到槽箱外的空間中?？梢杂靡粋€無觸點位移傳感器，例如差接變壓器，其鐵芯作為一個被動件，它裝在導桿上。這安排的特別大的一個優(yōu)點，是結(jié)構(gòu)簡單，有可能經(jīng)濟制造。
一個有利的實施方案，在于導向膜和計量膜在一個殼體的圓柱形腔內(nèi)，作互相有間距的放置，計量膜和導向膜包圍的空間，通過殼體上的一個孔，和大氣接通。在該安排中，位移傳感器不放在膜包圍的空間中。這是特別便于接近位移傳感器進行保養(yǎng)的原因。
在另外一個理想實施方案中，是把計量膜和導向膜，在一個殼體圓柱形腔中作互相有間距的放置，在伸過導向膜的導桿的一端上，固定柱塞式電容器的半部，當導桿活動時，半部的極板，相對于安排在中空體內(nèi)的另一半電容器的極板滑動，因此一方面是計量膜和導向膜之間的空間，另一方面是容放柱塞型電容器的空間，通過中空體壁上的孔，和中空體及中空外側(cè)上的波紋管所包圍的空間接通，這些互相接通的空間則對大氣氣密。在這安排中，有一個無觸點柱塞式電容器作為位移傳感器。該安排特別適宜于經(jīng)濟制造。由于波紋管和中空體的內(nèi)部空間對大氣氣密，大氣濕度便不能對中空體內(nèi)含有的氣體影響。因為這個緣故，柱塞式電容器的容量不隨大氣濕度變化。因此，內(nèi)部空間的密封可以提高裝置的測量精度。
最好導桿和殼體都用相同的材料制造。因此導桿和殼體有相同的熱脹系數(shù)。這樣，當溫度變化在壓差計上作用時，注液高度的測量精度也不受影響。
在下文中，利用附圖所給實施方案，對本發(fā)明作了詳盡的解說，附圖內(nèi)容如下圖1為縱貫壓差計的剖視，圖2為縱貫另一形式的壓差計的剖視，圖3為縱貫氣密封接的壓差計的剖視。
壓差計5中有一個圓柱形中空體10作為殼體，緊接中空體10前側(cè)12，有一個計量膜14，邊緣用適當?shù)陌惭b件16和中空體10的內(nèi)壁連接。在圓計量膜14的中心上，固定一個圓錐形體18，伸入中空體10的導桿20的一端，和圓錐體18相連。
導桿20的另一端，和與導向膜24中心相連另一個圓錐體22固定，膜24的邊緣利用安裝件16，和中空體10的內(nèi)壁相連，與計量膜14邊緣的固定方式相同。膜14，24，圓錐體18，22和安裝件16，把中空體10內(nèi)的膜14，24包圍的空間密封，和中空體10外部周圍隔絕。
位移傳感器28的組件26，大致放在導桿20的中點上。組件26是無觸點位置傳感器28的一個被動元件，由位移傳感器28的一個主動元件30環(huán)繞。主動元件30通過腹板32和中空體10的內(nèi)壁連接?？梢圆捎弥T如差接變壓器之類作為位移傳感器，其被動元件26是一個鐵芯。用一個初級繞組和一個初級繞組作主動元件30。圖中對繞組未詳示。
導桿20在縱向上通過兩個膜14，24滑動。當桿20滑動時，元件26在元件30中改變位置。
中空體10插在圖中未詳示的槽箱底壁34的一個相應的開孔中，槽箱中有要求測量高度的液柱。液柱壓力和在液柱表面上加載的大氣壓，在計量膜14上作用，計量膜14的外側(cè)和槽箱中的液體接觸(圖中未明示)。液壓和大氣壓在圖1中用箭頭36及38象征示意;該箭頭尖指向計量膜14。導向膜24的外側(cè)和圍繞槽箱的大氣接通，圖未詳示。因此，大氣壓直接在導向膜24上作用，如箭頭40所示，其尖部指向膜24。包括液壓36和大氣壓28的測量壓力，和大氣壓40的方向相反，如圖1所示，圖1有關(guān)包括元件10至32的壓差計。由于這個緣故，測量壓力造成的力，和與之相反并由于大氣壓在導向膜上作用產(chǎn)生的力，在導桿20上作用。38和40之間的壓力差，以導向膜24的高度和大氣壓在上面作用的液面的高度的差為基礎(chǔ)，而這壓差很小，所以壓力38和40基本相同。因此壓力38和40在導桿20中產(chǎn)生的力互相平衡。因此，導桿20的滑動，連帶元件26，只和壓力36正比，而與大氣壓無關(guān)，也就是和液柱高度成正比。利用有元件10至32的壓差計測量注液高度時，大氣壓給予的影響便可以消除，從而大氣壓變化時可以避免測量誤差。
圖2所示的壓差計5中，有一個圓柱形中空殼體42，其量度和圓柱形中空體10近似。和中空體10的情況相似，中空殼體42設(shè)有一個計量膜14，通過安裝件16，和中空體42的內(nèi)壁連接。根據(jù)圖1所示的安排，圓錐體18和膜16的中心連接。一個導桿44的一端和圓錐體18固定。通過安裝件16和中空體42內(nèi)壁相連的導向膜46，在和殼體42里的計量膜14有固定距離處放置。在導向膜46的中心，設(shè)置圓錐形體48，和導桿44相連。導桿44的伸過導向膜46和圓錐體48的另一端上，安裝一個用號26標志的被動位移傳感器，因為它的實施方法和圖1所示的安排相同。位移傳感器28的其余組件30和32，和圖1及2中所示的安排一致。在中空體42內(nèi)由膜14和46包圍的空間，通過一個孔50和大氣接通。中空殼體42和中空體10相似，插入圖中未詳細繪示的槽箱的底壁上的一個孔中，槽箱中盛放要求測量液面高度的液體。
一個包括液體壓力36和大氣壓38的測量壓力，在和液體接觸的計量膜14的外側(cè)作用，液體在圖中未詳示。計量膜14通過孔50，受到大氣壓40的沖擊。因此，只有一個相當于測量壓力和大氣壓40的壓差，使導桿44滑動的力，傳達到導桿44上。于是導桿44連同元件26的滑動，和液柱的高度成正比，而與液柱表面上的大氣壓無關(guān)，液柱在圖中未準確表示。因此，大氣壓的變化不能造成任何測量誤差。這便是可提高測量精度的原因。
圖3所示的壓差計5，揭示了中空殼體10，其前表面12的附近，設(shè)置計量膜14，邊緣通過適當?shù)陌惭b件16，和中空體10的內(nèi)壁連接。在計量膜14的中心，固定一個圓錐體18，伸入中空體內(nèi)部的導桿44的一端在上面固定。導桿44的另一端和沒有明確示出的短軸連接，短軸連接一個沒有明確示出的圓盤，圓盤上安裝柱塞式電容器半部的圓柱形極板19，該諸板以互相同心關(guān)系放置。此外，邊緣通過安裝件16和中空體10內(nèi)壁連接的導向膜46和短軸固定。柱塞式電容器25的另一半部有圓柱形極板21，互相同心放置，固定在一個未詳細解說的圓盤上，并連接短軸15，短軸15從中空體10另一前表面上設(shè)置的孔23中穿過，由一塊未詳細敘述的板遮蓋。短軸15上設(shè)有有凹槽17，其中插入圖未詳示的電插頭件。板21帶上面固定的圓盤和短軸15，用不導電材料制造的中間件13，和中空體10絕緣。
在中空體表面上部分伸展的波紋管11，和中空體10的外表面固定。波紋管11放在大氣圍繞的中空體10的一段上。中空體10插在圖未詳示的槽箱底壁34上的一個孔中，槽箱中盛放液體，其液面高度要求測量。伸進槽箱內(nèi)的中空體的部分，有該液體的壓力在上面作用。
波紋管11和中空體外壁圈圍的空間，通過殼壁上的孔27及29，和另一空間接通，這另一空間一方面由計量膜14及導向膜46，另一方面由容放柱塞式電容器25的中空體10的部分內(nèi)部圈圍。膜14和46之間的空間，放置柱塞式電容器25的空間，和中空體10外面的波紋器11圈圍的空間，對大氣氣密。
包含液壓36和大氣壓力38的空氣壓力，在和圖中未詳示的液體接觸的計量膜的外側(cè)上作用。波紋管11受大氣壓的沖擊，大氣壓的變化也相應可以在膜14，46包圍的空間，和柱塞式電容器25的容納空間中感測。因此，大氣壓的變化，在計量膜14的兩側(cè)上作用。因此，導桿44受到測量壓力產(chǎn)的力和大氣壓的差壓沖擊。由于壓差形成，大氣壓部分消失。因此，極板19向柱塞式電容器25的極板的滑動，和圖未詳示的液壓成正比。由于這個原因，大氣壓的變化不致造成任何測量誤差。大氣濕度的變化，也不會對中空體10的內(nèi)部有任何影響。遇到大氣濕度變化時，中空體10中的氣體的電介常數(shù)不變化。于是，電容器25的電容，與大氣濕度無關(guān)。利用這種手段，便可提高壓差計5的測量精度。
在圖1，2和3所示的壓差計5中，導桿20，44只在膜14，24，46中滑動。按上述類型的布置方式，導桿20及44滑動時，沒有需要克服的機械摩擦。本發(fā)明除可取得極高的測量精度外，測量數(shù)值也極真實。
而且，由于和導桿20，44連接，元件26具有無游隙的布置。這更提高了測量的精度。
導桿20，44和殼體10，42用相同的材料制造。當壓差計5升溫時，殼體10，42和導桿20，44因為有相同的熱脹系數(shù)，故有相同的膨脹比例。溫度影響造成的測量誤差可以避免。上文所述的測量可進一步提高測量精度。
權(quán)利要求
1.一種壓差計，其特征為導桿(20，44)的一端連接一個計量膜(14)，上面安排一個位移傳感器(28)，在縱向上通過一個導向膜(24，46)滑動，導桿(20，44)設(shè)計成隨測量壓力造成的力，和大氣壓在計量膜或?qū)蚰?14，24)上作用產(chǎn)生的力之間的差異而作用。
2.如權(quán)利要求
第1項中之壓差計，特征為計量膜和導向膜(14，24)，在殼體(10)的圓柱形腔內(nèi)，作有互相間距的放置，在導向膜和計量膜(24，14)包圍的空間中，有無觸點位移傳感器(28)的一個被動元件(26)放在導桿(20)上，該位移傳感器的主動部分(30)，在殼體(10)中和被動元件(26)相對放置。
3.如權(quán)利要求
第1項中之壓差計，特征為計量膜和導向膜(14，46)，在殼體(42)的圓柱形腔內(nèi)，有相互間的距離，由計量膜和導向膜圍繞的空間，通過殼(42)上的一個孔(50)和大氣接通，導桿(44)的伸過導向膜(46)的一端上，安排無觸點位移傳感器(28)的被動元件(26)，主動元件(30)放在殼體(42)中和被動元件相對。
4.如權(quán)利要求
第1項中之壓差計，特征為計量膜和導向膜(14，46)在殼體(10)的圓柱形腔中，相互間有一個距離，在伸過導向膜(44)的導桿(44)的一端上，固定柱塞式電容器(25)的半部，其極板(19)在導桿(44)活動時，相對于在中空體(10)內(nèi)部的另一半部的極板(21)滑動;一方面計量膜及導向膜(14，46)之間的空間，和另一方面的容放柱塞式電容器(25)的空間，通過中空體(10)壁上的孔(27，29)，與中空體(10)所圍繞的空間及該中空體(10)外面的波紋管(11)所圍繞的空間接通，互相接通的各個空間和大氣氣密封接。
5.如權(quán)利要求
1至4項任何權(quán)利要求
中之壓差計，特征為導桿(20，44)和殼體(10，42)用相同的材料制造。
專利摘要
提出一種壓差計，其導桿(20，44)的一端和計量膜相連，上面安排一個位移傳感器(28)，可以在縱向上通過一個導向膜(24，46)滑動，由測量壓力造成的力，和大氣壓在計量膜或?qū)蚰ど献饔脮r產(chǎn)生的力的差異，在導桿上作用。
文檔編號G01L9/00GK86105681SQ86105681
公開日1988年2月24日 申請日期1986年7月23日
發(fā)明者休伯特·諾埃爾, 埃瓦爾德·貝勒 申請人:維加·格里沙伯公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan