專利名稱：光電絕對式液位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對測量液位的浮子式絕對液位計(jì)的改進(jìn)。
以往的浮子式絕對液位測量采用機(jī)電式測量方法，它的特點(diǎn)在于可以在全量程的范圍內(nèi)對貯液罐內(nèi)的液面位置進(jìn)行絕對式編碼，每一個(gè)數(shù)字代碼都代表一個(gè)唯一的液位值。因而具有誤碼不累加和抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)。它是把液位信息記錄在刻劃有導(dǎo)電編碼圖案的導(dǎo)電碼盤上，并用棘輪計(jì)數(shù)器記錄碼盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。導(dǎo)電碼盤的液位編碼是通過與導(dǎo)電碼盤表面保持一定壓力的探頭讀出的。液位變化時(shí)，碼盤轉(zhuǎn)動(dòng)，造成接觸表面磨損，探頭在碼盤盤面的接觸壓力也會(huì)產(chǎn)生變化，造成讀數(shù)不可靠，影響了它的使用。
本實(shí)用新型的目的在于解決探頭與碼盤直接接觸，造成接觸表面磨損等使讀數(shù)不可靠、測量量程小和精度低的問題，從而提供一種量程大、精度高、非接觸光電絕對式的液位計(jì)。
本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容如圖1，圖2所示，它由測量浮子1、測量鋼絲繩2、導(dǎo)向滑輪3、光電測量模塊4和罐體5組成，本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于光電測量模塊4實(shí)現(xiàn)了液位的非接觸光電絕對式測量，光電測量模塊4由機(jī)蓋7、軸承8、10、16和27，鋼絲繩輪9、永磁鐵11和12、殼體13、從動(dòng)輪14、主軸套15、主軸17、圈數(shù)碼盤18、小軸套19、輪系20、圈數(shù)碼盤21、中軸套22、輪系23、精密光學(xué)碼盤24、大軸套25、立柱26、螺釘28、內(nèi)環(huán)壓圈29、信號處理電路板30、光電信號采集電路板31、33、35、37、39、41、光欄片32、36、40、軸向止推環(huán)34、38、42組成。
測量鋼絲繩2繞過導(dǎo)向滑輪3和光電測量模塊4內(nèi)的鋼絲繩輪9固定在浮子1的上下兩端，光電測量模塊4固定在罐體5的頂部，導(dǎo)向滑輪3固定在貯液罐體5的底部，用來張緊鋼絲繩2并使之與水平面垂直，鋼絲繩輪9由軸承8、10固定在殼體13內(nèi)，永磁鐵11共三塊均勻鑲嵌在鋼絲繩輪9邊緣的槽內(nèi)并固定在一起；從動(dòng)輪14固定在主軸17的前端，永磁鐵12固定在從動(dòng)輪14的邊緣，主軸17由軸承16固定在主軸套15上，大軸套25套在主軸17的末端上，由內(nèi)環(huán)壓圈29壓在主軸17末端面和大軸套25的末端面上并由螺釘28緊固，中軸套22和小軸套19也分別套在主軸17上，在軸套15、19、22、25之間由軸向止推環(huán)34、38、42限位，在大軸套25與中軸套22之間和中軸套22與小軸套19之間由輪系23和20連接，精密光學(xué)碼盤24安裝在大軸套25上，圈數(shù)光學(xué)碼盤21和18分別安裝在中軸系22和小軸套19上，光電信號采集電路板31、33、35、37、39、41以及光欄板32、36、40由立柱26分別固定在三塊光學(xué)碼盤18、21、24的兩側(cè)，信號處理電路板30由立柱26固定在光電信號采集板31的后面，光電信號采集電路板31、33、35、37、39、41的輸出端接在信號處理電路30的放大器電路接口上。
本發(fā)明的工作過程浮在液體6上的測量浮子1隨液面位置上下移動(dòng)，測量浮子1的運(yùn)動(dòng)通過測量鋼絲2帶動(dòng)光電測量模塊4內(nèi)的鋼絲繩輪9轉(zhuǎn)動(dòng)。鋼絲繩輪9的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)永磁鐵11和12的磁力耦合傳遞到主軸17上，主軸17轉(zhuǎn)動(dòng)通過內(nèi)環(huán)壓圈29以摩擦傳動(dòng)方式傳遞到大軸套25上，并經(jīng)輪系20以n∶1的傳動(dòng)比傳遞到中軸套22，中軸套22以同樣的傳動(dòng)比n∶1經(jīng)輪系23傳遞到小軸套19，固定在大軸套25上的精密光學(xué)碼盤24與固定在中軸套22上的圈數(shù)碼盤21和固定在小軸套19上的圈數(shù)碼盤18的角位移關(guān)系為n2∶n∶1。則精密光學(xué)碼盤24的一個(gè)代碼的液位當(dāng)量為
，D為鋼絲繩輪9的直徑，N為精密光學(xué)碼盤24的代碼數(shù)，當(dāng)取圈數(shù)碼盤18和21的代碼數(shù)為傳動(dòng)的n時(shí)，當(dāng)精密光學(xué)碼盤24轉(zhuǎn)一周時(shí)，圈數(shù)碼盤21轉(zhuǎn)一個(gè)碼，同時(shí)圈數(shù)碼盤21轉(zhuǎn)一周時(shí)，圈數(shù)碼盤18轉(zhuǎn)一個(gè)碼。
光電信號采集電路通過光欄片讀取精密光學(xué)碼盤和圈數(shù)光學(xué)碼盤的代碼送到信號處理電路30的放大器接口，經(jīng)信號處理電路30的放大、鑒幅以及零位校正計(jì)算得出液位代碼。通過信號處理電路30的輸出接口以數(shù)字方式輸出到液位顯示和控制儀表。
本實(shí)用新型的積極效果采用絕對式光電碼盤測量技術(shù)與浮子鋼絲繩液位轉(zhuǎn)換方式相結(jié)合代替了已有技術(shù)導(dǎo)電碼盤，解決了已有技術(shù)中探頭與導(dǎo)電碼盤表面接觸造成盤面磨損，讀數(shù)不可靠，影響使用壽命的問題；由于采用三塊光學(xué)碼盤組合的結(jié)構(gòu)來測量液位，使得液位測量精度由精密光學(xué)碼盤保證，而量程只取決于兩塊圈數(shù)碼盤的分辨率，從而解決了液位測量中，量程和精度的矛盾。本發(fā)明與已有技術(shù)相比，具有量程大、精度高、抗干擾能力強(qiáng)，誤碼自恢復(fù)，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。在化工、食品、儲(chǔ)運(yùn)等行業(yè)有著廣泛應(yīng)用前景。


圖1是本實(shí)用新型的原理圖圖2是本實(shí)用新型的裝配圖本實(shí)用新型的一種實(shí)施例如圖1、圖2所示測量浮子1采用不銹鋼焊接而成；測量鋼絲繩2可采用3ZAB6X19S鋼絲繩；導(dǎo)向滑輪3、機(jī)蓋7、鋼絲繩輪9、殼體13、主軸套15均采用1Cr13不銹鋼制造；從動(dòng)輪14、主軸17、立柱26由40Cr不銹鋼制造；永磁鐵11和12為外購的釹鐵硼永磁材料；小軸套19、中軸套22、大軸套25采用黃銅材料制成；輪系20和23采用H62材料制成，齒輪模數(shù)均為m＝0.5；螺釘28為外購的M4×8螺釘；內(nèi)環(huán)壓圈29為GCr6材料制成；光欄片32、36、40由材料H62板材制造；精密光學(xué)碼盤24為9位格雷碼光學(xué)碼盤，材料為K9玻璃；圈數(shù)碼盤18、21為5位格雷碼光學(xué)碼盤，材料為K9玻璃；光電信號采集電路31、33、35、37、39、41均采用標(biāo)準(zhǔn)工藝制造，制成后，表面涂絕緣清漆；信號處理電路30，采用標(biāo)準(zhǔn)工藝制造，制成后，表面涂絕緣清漆；軸承8、10、16為外購，型號為60103GB278-89；軸向止推環(huán)34、38、42為外購的d1.5GB306-86；軸承27為外購的1000089。
權(quán)利要求1.一種光電絕對式液位計(jì)，它包括測量浮子1、測量鋼絲繩2、導(dǎo)向滑輪3、罐體5，其特征在于光電測量模塊4由機(jī)蓋7、軸承8、10、16和27，鋼絲繩輪9、永磁鐵11和12、殼體13、從動(dòng)輪14、主軸套15、主軸17、圈數(shù)碼盤18、小軸套19、輪系20、圈數(shù)碼盤21、中軸套22、輪系23、精密光學(xué)碼盤24、大軸套25、立柱26、螺釘28、內(nèi)環(huán)壓圈29、信號處理電路板30、光電信號采集電路板31、33、35、37、39、41、光欄片32、36、40、軸向止推環(huán)34、38、42組成，其中測量鋼絲繩2繞過導(dǎo)向滑輪3和光電測量模塊4內(nèi)的鋼絲繩輪9固定在浮子1的上下兩端，光電測量模塊4固定在罐體5的頂部，導(dǎo)向滑輪3固定在貯液罐體5的底部，用來張緊鋼絲繩2并使之與水平面垂直，鋼絲繩輪9由軸承8、10固定在殼體13內(nèi)，永磁鐵11共三塊均勻鑲嵌在鋼絲繩輪9邊緣的槽內(nèi)并固定在一起，從動(dòng)輪14固定在主軸17的前端，永磁鐵12固定在從動(dòng)輪14的邊緣，主軸17由軸承16固定在主軸套15上，大軸套25套在主軸17的末端上，由內(nèi)環(huán)壓圈29壓在主軸17末端面和大軸套25的末端面上并由螺釘28緊固，中軸套22和小軸套19也分別套在主軸17上，在軸套15、19、22、25之間由軸向止推環(huán)34、38、42限位，在大軸套25與中軸套22之間和中軸套22與小軸套19之間由輪系23和20連接，精密光學(xué)碼盤24安裝在大軸套25上，圈數(shù)光學(xué)碼盤21和18分別安裝在中軸系22和小軸套19上，光電信號采集電路板31、33、35、37、39、41以及光欄板32、36、40由立柱26分別固定在三塊光學(xué)碼盤18、21、24的兩側(cè)，信號處理電路板30由立柱26固定在光電信號采集板31的后面，光電信號采集電路板31、33、35、37、39、41的輸出端接在信號處理電路30的放大器電路接口上。
專利摘要本實(shí)用新型屬于測量技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種對浮子式絕對液位計(jì)的改進(jìn)。它由測量浮子1、測量鋼絲繩2、導(dǎo)向滑輪3、光電測量模塊4和罐體5組成。解決了已有技術(shù)中探頭與導(dǎo)電碼盤表面接觸造成盤面磨損,讀數(shù)不可靠,影響使用壽命的問題;由于采用三塊光學(xué)碼盤組合的結(jié)構(gòu),從而解決了液位測量中,量程和精度的矛盾。本發(fā)明具有量程大、精度高、抗干擾能力強(qiáng),誤碼自恢復(fù),使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。在化工、食品、儲(chǔ)運(yùn)等行業(yè)有著廣泛應(yīng)用前景。
文檔編號G01F23/30GK2394206SQ9925274
公開日2000年8月30日 申請日期1999年11月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月4日
發(fā)明者熊文卓 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所