熱式液位計的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種料位測量裝置，解決了現(xiàn)有液位計使用范圍窄，受測量工況影響大等問題。本發(fā)明設(shè)置與待測定介質(zhì)存在一定溫差的換熱液體，然后利用容器內(nèi)待測定介質(zhì)和非待測定介質(zhì)的比熱和傳熱系數(shù)不同，通過移動的若干溫度檢測元件檢測在待測定介質(zhì)位置和非待測定介質(zhì)位置的檢測溫度，根據(jù)檢測溫度的變化來確定待測定介質(zhì)和非待測定介質(zhì)的分界面，由此確定料位，不僅實用、可靠，而且不受任何測量工況的限制，應(yīng)用范圍廣。
【專利說明】
熱式液位計
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種測量裝置，具體的說，是涉及一種料位測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工生產(chǎn)中，經(jīng)常需要測量容器或反應(yīng)釜(以下統(tǒng)稱為容器)的液位，而液位測量通過液位計實現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中，液位計主要包括有雷達液位計、超聲波液位計、電容式液位計、核福射液位計。其中，超聲波液位計不能測量真空狀態(tài)液位;核福射液位計會對人體產(chǎn)生輻射傷害;在反應(yīng)釜內(nèi)有氣泡，雷達液位計或超聲波液位計的測量會被干擾，降低測量精度，雷達液位計和超聲波液位計也不能適用于高溫介質(zhì)的液位測量；電容式液位計不能測量非導(dǎo)電介質(zhì)液位。結(jié)合上述可知，在非適用情況下，相應(yīng)的液位計測量精度大大降低，甚至不能正常測量，因此，現(xiàn)有液位計適用范圍窄、無法滿足一款多用的液位測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種實現(xiàn)方便、性能可靠且使用范圍廣的料位測量裝置。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種料位測量方法，在待測定介質(zhì)及其料位上方的非待測定介質(zhì)中設(shè)置貫穿二者的外套管;外套管內(nèi)有換熱裝置(或者換熱裝置的部分);換熱裝置內(nèi)有與待測定介質(zhì)或者非待測定介質(zhì)有合理溫差的換熱液體;換熱裝置與外套管內(nèi)壁之間有導(dǎo)熱塊;導(dǎo)熱塊內(nèi)有料位溫度檢測元件;外套管內(nèi)壁還貼著另一些導(dǎo)熱塊，導(dǎo)熱塊內(nèi)有介質(zhì)溫度檢測元件;換熱裝置上有測量換熱液體的溫度檢測元件；料位溫度檢測元件既接受介質(zhì)的熱量又接受換熱裝置的熱量;介質(zhì)溫度檢測元件只接受介質(zhì)的熱量;當(dāng)待測定介質(zhì)與非待測定介質(zhì)的傳熱系數(shù)和比熱不同時，當(dāng)介質(zhì)溫度相同時，料位溫度檢測元件處于待測定介質(zhì)位置時的檢測值與處于非待測定介質(zhì)位置時的檢測值不同；在變送器標(biāo)定時存儲了在不同介質(zhì)溫度下，料位溫度檢測元件在待測定介質(zhì)位置和非待測定介質(zhì)位置時對應(yīng)的溫度范圍值和溫度變化速率的范圍值;根據(jù)實時料位溫度是在料位溫度檢測元件處于待測定介質(zhì)位置還是處于非待測定介質(zhì)位置的溫度范圍和溫度變化速率范圍內(nèi)，確定料位溫度檢測元件處于待測定介質(zhì)位置還是處于非待測定介質(zhì)位置;料位溫度檢測元件和介質(zhì)溫度檢測元件組合成一個整體，稱為移動溫度檢測裝置，移動溫度檢測裝置內(nèi)有5組溫度檢測元件；當(dāng)變送器判斷有多于3組溫度檢測元件在非待測定介質(zhì)中時，發(fā)出信號給步進電機或者卷線機構(gòu)通過絲桿或者纜繩帶動移動溫度檢測裝置向下移動；當(dāng)變送器判斷有少于兩組溫度檢測元件在待測定介質(zhì)中時，發(fā)出信號給步進電機或者卷線機構(gòu)通過絲桿或纜繩帶動移動溫度檢測裝置向上移動；當(dāng)移動溫度檢測裝置處于待測定介質(zhì)最低位置時，變送器開始記錄步進電機或卷線機構(gòu)的正反轉(zhuǎn)數(shù)量，以確定移動溫度檢測裝置位置，從而確定待測定介質(zhì)與非待測定介質(zhì)的分界面位置。
[0005]其中，待測定介質(zhì)和非待測定介質(zhì)與換熱液體存在溫差，其目的是，確保料位測量的靈敏性，溫差越大，靈敏性越高，待測定介質(zhì)和非待測定介質(zhì)有不同的比熱及傳熱系數(shù)；所述換熱液體與待測定介質(zhì)的溫差通過加熱換熱裝置或冷卻換熱裝置實現(xiàn)。
[0006]基于導(dǎo)熱原理:料位溫度檢測元件在比熱和傳熱系數(shù)大的介質(zhì)位置時，換熱液體給料位溫度檢測元件的熱量很快被罐體內(nèi)介質(zhì)吸收或者帶走，料位溫度檢測元件的溫度變化(上升或下降)較多，同時，溫度變化也較快;料位溫度檢測元件在比熱和傳熱系數(shù)小的介質(zhì)位置時，換熱液體給料位溫度檢測元件的熱量很難被介質(zhì)吸收或者帶走，因此，料位溫度檢測元件溫度較高或較低，同時，溫度變化較慢。
[0007]移動溫度檢測裝置滿足關(guān)系如下:若換熱液體為加熱介質(zhì)，則當(dāng)待測定介質(zhì)的比熱和傳熱系數(shù)大于非待測定介質(zhì)時，位于待測定介質(zhì)位置的料位溫度檢測元件，其檢測的溫度低于位于非待測定介質(zhì)位置的料位溫度檢測元件；當(dāng)待測定介質(zhì)的比熱和傳熱系數(shù)小于非待測定介質(zhì)時，位于待測定介質(zhì)位置的料位溫度檢測元件，其檢測的溫度高于位于非待測定介質(zhì)位置的料位溫度檢測元件。
[0008]若換熱液體為制冷介質(zhì)，則當(dāng)待測定介質(zhì)的比熱和傳熱系數(shù)大于非待測定介質(zhì)時，位于待測定介質(zhì)位置的料位溫度檢測元件，其檢測的溫度低于位于非待測定介質(zhì)位置的料位溫度檢測元件；當(dāng)待測定介質(zhì)的比熱和傳熱系數(shù)小于非待測定介質(zhì)時，位于待測定介質(zhì)位置的料位溫度檢測元件，其檢測的溫度高于位于非待測定介質(zhì)位置的料位溫度檢測元件。
[0009]根據(jù)數(shù)個溫度檢測元件的溫度和溫度的變化率可以確定液相和氣相分界面在哪個溫度檢測元件處并通過變送器發(fā)出和液位對應(yīng)的電流信號。
[0010]溫度檢測元件包括有料位溫度檢測元件和介質(zhì)溫度檢測元件，其中，料位溫度檢測元件主要用于同時接收容器內(nèi)介質(zhì)和換熱液體的熱量，料位溫度檢測元件的選擇及個數(shù)應(yīng)當(dāng)滿足至少二個;介質(zhì)溫度檢測元件用于測量容器內(nèi)介質(zhì)的溫度，其目的是:一、判斷分界面的計算參數(shù);二、確定換熱液體溫度的依據(jù)。
[0011]根據(jù)介質(zhì)對于溫度的敏感性，確定換熱液體的溫度，如果容器內(nèi)介質(zhì)需要加熱且時間較長，此時，選擇制熱換熱液體，如果容器內(nèi)介質(zhì)需要制冷且時間較長，此時，選擇制冷換熱液體，由此有利于節(jié)能；其中，加熱時間與制冷時間較長是指，若容器內(nèi)即有加熱又有制冷操作，則時間較長是指制冷和加熱的時間相對較長的操作。
[0012]若容器內(nèi)有攪拌動作，對于攪拌帶動的浪花濺到外套管上引起的液位的波動，可以通過移動平均濾波加以處理。
[0013]該方法是利用不同介質(zhì)的比熱和傳熱系數(shù)不同來達到料位的測量目的，因此，本發(fā)明還提供了一種液位測量方法，其應(yīng)用了如上所述的料位測量方法測量液態(tài)物料的液位。同時，本發(fā)明還提供了一種固態(tài)物料料位測量方法，其應(yīng)用了如上所述的料位測量方法測量固態(tài)物料的料位。
[0014]進一步的，在所述移動溫度檢測裝置外緊貼有外套管，所述外套管的外壁接觸所述待測定介質(zhì);根據(jù)介質(zhì)的腐蝕特性，選擇合適材質(zhì)的外套管;根據(jù)介質(zhì)的壓力確定外套管壁的厚度。
[0015]進一步的，還包括變送器，所述變送器接收所有溫度檢測元件的檢測信號，經(jīng)計算后控制步進電機或卷線機構(gòu)帶動移動溫度檢測裝置并發(fā)出與料位對應(yīng)的電流信號。
[0016]進一步的，所述循環(huán)管為“U”型循環(huán)管，所述“U”型循環(huán)管是制冷換熱裝置和制冷制熱雙作用換熱裝置的一部分，構(gòu)成換熱液體的循環(huán)回路，所述制熱換熱裝置或制冷換熱裝置用于制造換熱液體與待測定介質(zhì)或非待測定介質(zhì)之間的溫差。
[0017]進一步的，當(dāng)所述“U”型循環(huán)管是制熱換熱裝置的一部分時，所述制熱換熱裝置包括存儲有換熱液的換熱箱，受所述變送器控制為換熱液提供循環(huán)動力的循環(huán)栗，對換熱液進行加熱的換熱液加熱裝置;所述栗進口通過換熱液管與所述換熱箱連接，栗出口通過換熱液管與所述“U”型循環(huán)管的進口連接，所述“U”型循環(huán)管的出口通過換熱液管與所述換熱箱連接。其中，換熱液加熱裝置可以采用微波加熱、電加熱或電磁爐原理加熱等。換熱液的循環(huán)動力由栗提供。
[0018]進一步的，在所述換熱液箱上還設(shè)置有換熱箱溫度檢測元件，所述變送器接收所述換熱箱溫度檢測元件的檢測信號。
[0019]進一步的，當(dāng)所述“U”型循環(huán)管是制冷換熱裝置的一部分時，所述制冷換熱裝置包括受所述變送器控制的制冷源裝置，所述制冷源裝置的制冷管在換熱箱內(nèi)盤旋受熱，然后制冷液氣化后回到制冷源裝置;所述“U”型循環(huán)管的進口連接所述循環(huán)栗出口，所述循環(huán)栗進口與換熱箱連接，所述U形管出口與換熱箱的上部連接;其中，制冷源裝置可以選用壓縮機或其他制冷設(shè)備，制冷液可選用氟利昂(或者其它物質(zhì))。換熱液體的循環(huán)動力由循環(huán)栗提供；制冷源裝置對循環(huán)回來的氣體進行冷卻，此時，選用壓縮機進行冷卻作業(yè);也可以選用換熱器或其它類型冷卻器對換熱液體進行冷卻。
[0020]進一步的，在所述換熱箱上設(shè)置溫度檢測元件，所述變送器接收所述換熱箱溫度檢測信號。
[0021]進一步的，為了避免掛料對測量精度的影響，本裝置還包括用于除去所述外套管外壁掛料的刮料器。
[0022]當(dāng)外套管內(nèi)真空度低于設(shè)定值時，則認(rèn)為外套管腐蝕或磨損泄漏，隨即停止運行，并報警檢修。
[0023]進一步的，考慮到節(jié)約造價，所述容器有多臺同時要測量液位時，可以共用制熱換熱裝置或者制冷換熱裝置。
[0024]進一步的，當(dāng)容器內(nèi)加熱操作和冷卻操作時間相近時，介質(zhì)溫度從低到高跨度較大時，可使用制冷制熱雙作用換熱裝置。
[0025]進一步的，所述變送器內(nèi)有溫度控制系統(tǒng)，使得換熱液體溫度跟蹤待測定介質(zhì)溫度變化，保證有合理的溫度差。同時根據(jù)容器內(nèi)介質(zhì)的液位在進料、處理、出料不同階段的變化速度不同，所述變送器自動或者根據(jù)過程信號或者根據(jù)人為操作信號控制溫度差，以適應(yīng)液位變化速度的要求。
[0026]進一步的，所述容器內(nèi)液態(tài)介質(zhì)氣化需要熱量，因此，分界處溫度可能會最低，可能成為分界面確定判斷依據(jù)之一。
[0027]進一步的，由于攪拌對液相的熱量傳遞遠(yuǎn)大于對氣相的熱量傳遞的影響，更容易確定分界面的位置，因此，所述液位計更適合測量帶攪拌容器的液位。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明設(shè)置與待測定介質(zhì)存在一定溫差的換熱液體，然后利用容器內(nèi)待測定介質(zhì)和非待測定介質(zhì)的比熱和傳熱系數(shù)不同，通過移動溫度檢測裝置中料位溫度檢測元件檢測在待測定介質(zhì)位置和非待測定介質(zhì)位置的料位溫度，根據(jù)料位溫度的變化來確定待測定介質(zhì)和非待測定介質(zhì)的分界面，由此確定料位，由于使用了移動檢測裝置，大大減少了溫度檢測元件的數(shù)量，同時大大減少了待測定介質(zhì)、非待測定介質(zhì)與換熱液體之間的傳熱面積，節(jié)約了能量，不僅實用、可靠，而且不受任何測量工況的限制，應(yīng)用范圍廣。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明-實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為本發(fā)明-實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為本發(fā)明-實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4為本發(fā)明-實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖5為本發(fā)明-實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖6為本發(fā)明-實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖7為本發(fā)明-實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖8為本發(fā)明-實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。
[0038]實施例1。
[0039]如圖1所示，以液位測量為例，本實施例提供了一種用于測量液位的料位測量計，即液位測量計，該液位測量計利用液態(tài)與氣態(tài)的比熱和傳熱系數(shù)不同的特點，結(jié)合換熱液體，通過若干溫度檢測元件檢測在液相中和氣相中的檢測溫度，根據(jù)檢測溫度的變化來確定液面位置。
[0040]具體的說，該液位測量計包括變送器101、傳感器殼體與卷線機構(gòu)102、纜繩103、外套管104、換熱箱溫度檢測元件105、換熱箱106、料位溫度檢測元件107、介質(zhì)溫度檢測元件108、絕熱材料109、電加熱器110組成;其中換熱箱內(nèi)有導(dǎo)熱油;變送器先通過介質(zhì)溫度檢測元件108檢測介質(zhì)溫度，然后，發(fā)出信號給電加熱器供電，導(dǎo)熱油升溫，控制導(dǎo)熱油的溫度和介質(zhì)溫度有合理的溫差，通過料位溫度檢測元件的溫度判斷該料位溫度檢測元件處于液相還是氣相位置；當(dāng)變送器判斷多于2組溫度檢測元件在液相位置時，發(fā)信號給卷線機構(gòu)帶動外套管整體向上移動一個檢測元件高度；當(dāng)變送器判斷多于3組溫度檢測元件在氣相位置時，給卷線機構(gòu)發(fā)信號，帶動外套管整體向下移動一個溫度檢測元件的高度。當(dāng)外套管整體在最低液位位置時，變送器開始記錄卷線機構(gòu)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的數(shù)量，從而確定液位的高度。外套管內(nèi)也抽成真空，圖1中未表示出真空壓力表和抽真空閥門。
[0041]變送器由模擬信號開關(guān)切換輸入電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、模擬量輸出+hart、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、微處理器、顯示電路、啟動、停止按鈕等構(gòu)成，以及輸入信號的處理、程序編制已經(jīng)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳述。
[0042]實施例2。
[0043]如圖2所示，如圖1所示，以液位測量為例，本實施例提供了一種用于測量液位的料位測量計，即液位測量計，該液位測量計利用液態(tài)與氣態(tài)的比熱和傳熱系數(shù)不同的特點，結(jié)合換熱液體，通過若干溫度檢測元件檢測在液相位置和氣相位置的檢測溫度，根據(jù)檢測溫度的變化來確定液面位置。
[0044]具體的說，該液位測量計包括傳感器殼體真空壓力表201、變送器202、傳感器殼體203、步進電機204、步進電機電纜205、聯(lián)軸器206、抽真空閥門207、絲杠208、拖鏈209、換熱器溫度檢測元件210、換熱器211、料位溫度檢測元件212、介質(zhì)溫度檢測元件213、電加熱器214、絕熱材料215、外套管216、電纜217、法蘭218;變送器先通過介質(zhì)溫度檢測元件213檢測介質(zhì)溫度，然后，發(fā)出信號給電加熱器214供電，換熱箱內(nèi)導(dǎo)熱油升溫，控制導(dǎo)熱油的溫度和介質(zhì)溫度有合理的溫差，通過料位溫度檢測元件212的溫度判斷該料位溫度檢測元件處于液相位置還是氣相位置;當(dāng)變送器判斷少于2組溫度檢測元件在液相位置時，發(fā)信號給步進電機204，步進電機正轉(zhuǎn)帶動料位溫度檢測元件212和介質(zhì)溫度檢測元件213組成的移動溫度檢測裝置與換熱器211同時向下移動一個溫度檢測元件的高度;當(dāng)變送器判斷少于3組溫度檢測元件在氣相時，給步進電機發(fā)信號，步進電機反轉(zhuǎn)帶動移動溫度檢測裝置和換熱器211同時向上移動一個溫度檢測元件的高度。當(dāng)料位溫度檢測元件212和介質(zhì)溫度檢測元件213組成的移動檢測裝置與換熱器211同時在最低液位位置時，變送器開始記錄步進電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的數(shù)量，從而確定液位的高度。當(dāng)移動溫度檢測裝置上下移動時，溫度檢測元件和電加熱器的電纜在拖鏈209內(nèi)隨著上下移動。
[0045]變送器由模擬信號開關(guān)切換輸入電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換、模數(shù)轉(zhuǎn)換、模擬量輸出+hart、開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、微處理器、顯示電路、啟動、停止按鈕等構(gòu)成，以及輸入信號的處理、程序編制已經(jīng)屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳述。
[0046]實施例3。
[0047]如圖3所示，本實施例中液位測量計包括傳感器殼體內(nèi)真空壓力表301、法蘭上面U形循環(huán)管302、變送器303、換熱箱304、壓縮機305、傳感器殼體306、步進電機307、步進電機電纜308、聯(lián)軸器309、抽真空閥門310、絲桿311、拖鏈312、U形管上部溫度313、法蘭下面U形管314、料位溫度檢測元件315、介質(zhì)溫度檢測元件316、U形管下部溫度317、絕熱材料318、循環(huán)栗319、溫度檢測元件電纜320、外套管321、法蘭322;變送器303接受介質(zhì)溫度元件316的檢測溫度，然后，啟動壓縮機制冷，啟動循環(huán)栗319，當(dāng)U形管上部溫度檢測元件313的檢測溫度和下部溫度檢測元件317的檢測溫度的平均值和介質(zhì)溫度檢測元件316的檢測溫度有合理溫度差時，變送器303根據(jù)料位溫度檢測元件315的檢測溫度值判斷有多少組溫度檢測元件在液相位置；當(dāng)有少于兩組溫度檢測元件在液相位置時，變送器303發(fā)信號給步進電機發(fā)信號，步進電機反轉(zhuǎn)，通過絲桿帶動料位溫度檢測元件315和介質(zhì)溫度檢測元件316組成的整體(移動溫度檢測裝置)沿著外套管內(nèi)壁和U形管外壁向下移動一個溫度檢測元件高度；當(dāng)有少于3組溫度檢測元件在氣相中時，變送器發(fā)信號給步進電機307，步進電機正轉(zhuǎn)，帶動移動溫度檢測裝置向上移動一個溫度檢測元件的高度；當(dāng)移動溫度檢測裝置在液位最低位置時，變送器開始記錄步進電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的數(shù)量，確定移動溫度檢測元件的位置，確定液相和氣相的分界面位置，從而確定液位的高度；當(dāng)移動溫度檢測裝置上下移動時溫度檢測元件的電纜在拖鏈隨著上下移動；當(dāng)只有U形管的最底部是剛性金屬時，這部分和移動溫度檢測裝置一起上下移動，U形管軟管部分在拖鏈內(nèi)上下移動。
[0048]實施例4。
[0049]如圖4所示，本實施例中液位測量計包括傳感器殼體內(nèi)真空壓力表401、法蘭上面U形循環(huán)管402、變送器403、換熱箱404、壓縮機405、傳感器殼體406、步進電機407、步進電機電纜408、聯(lián)軸器409、抽真空閥門410、絲桿411、拖鏈412、U形管上部溫度413、法蘭下面U形管414、料位溫度檢測元件415、介質(zhì)溫度檢測元件416、U形管下部溫度417、絕熱材料418、循環(huán)栗419、電加熱器420、溫度檢測元件電纜421、外套管422、法蘭423;變送器403接受介質(zhì)溫度元件416的檢測溫度，然后，啟動壓縮機制冷，啟動循環(huán)栗419，當(dāng)U形管上部溫度檢測元件413的檢測溫度和下部溫度檢測元件417的檢測溫度的平均值和介質(zhì)溫度檢測元件416的檢測溫度有合理溫度差時，變送器403根據(jù)料位溫度檢測元件415的檢測溫度值判斷有多少組溫度檢測元件在液相位置;當(dāng)有少于兩組溫度檢測元件在液相位置時，變送器403發(fā)信號給步進電機發(fā)信號，步進電機反轉(zhuǎn)，通過絲桿帶動料位溫度檢測元件415和介質(zhì)溫度檢測元件416組成的整體(移動溫度檢測裝置)向下移動一個溫度檢測元件高度；當(dāng)有少于3組溫度檢測元件在氣相中時，變送器發(fā)信號給步進電機407，步進電機正轉(zhuǎn)，帶動移動溫度檢測裝置向上移動一個溫度檢測元件的高度；當(dāng)移動溫度檢測裝置在液位最低位置時，變送器開始記錄步進電機正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的數(shù)量，確定移動溫度檢測元件的位置，確定液相和氣相的分界面位置，從而確定液位的高度；當(dāng)介質(zhì)溫度變化范圍較大時且當(dāng)介質(zhì)溫度低時，制熱換熱裝置運行(電加熱器運行、壓縮機停止)；當(dāng)介質(zhì)溫度上升到較高溫度時，換熱裝置且換為制冷換熱裝置運行(壓縮機運行、電加熱器停止)，以保證換熱液體和介質(zhì)有合理溫差，同時換熱液體的溫度又不會太高。
【主權(quán)項】
1.一種熱式液位計，其特征在于，包括插入待測容器內(nèi)待測介質(zhì)中的外套管，以及外套管內(nèi)與待測定介質(zhì)具有溫差的換熱裝置;在所述的外套管與所述的換熱裝置之間有導(dǎo)熱塊，所述導(dǎo)熱塊內(nèi)安裝料位溫度檢測元件;在外套管的內(nèi)壁上貼著導(dǎo)熱塊，所述導(dǎo)熱塊內(nèi)安裝介質(zhì)溫度檢測元件;在外套管內(nèi)的換熱裝置上安裝換熱裝置溫度檢測元件;所述料位溫度檢測元件、介質(zhì)溫度檢測元件及所處導(dǎo)熱塊組裝成一個整體，稱為移動溫度檢測裝置;移動溫度檢測裝置在步進電機的帶動下，通過絲桿沿著外套管內(nèi)壁和外套管內(nèi)的換熱裝置外壁上下滑動或者當(dāng)外套管內(nèi)的換熱器有部分軟管時，所述移動溫度檢測裝置和外套管內(nèi)的換熱裝置的最下端金屬部分一起沿著外套管的內(nèi)壁滑動;所述移動溫度檢測裝置上下滑動時，移動溫度檢測裝置的電纜及換熱裝置的軟管都在拖鏈內(nèi)上下移動;所述外套管的上部焊接與所述待測容器的法蘭連接在一起的法蘭;所述法蘭的上部殼體稱為傳感器殼體，所述的步進電機在傳感器殼體內(nèi)安裝，換熱裝置也在傳感器殼體內(nèi)通過，與傳感器外的換熱裝置連接，為了減少換熱裝置的能量損失，傳感器殼體安裝了真空壓力表和用于抽真空的閥門，保證傳感器殼體和外套管內(nèi)處于真空狀態(tài)；當(dāng)外套管上沒有法蘭時，所述移動溫度檢測裝置、外套管內(nèi)的換熱裝置及外套管形成一個整體，與傳感器殼體之間通過纜繩連接，并且在卷線機構(gòu)的動力下隨著纜繩上下移動;變送器安裝在傳感器殼體外，所述溫度檢測元件和步進電機的電纜通過傳感器殼體與變送器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述換熱裝置包括制冷換熱裝置、制熱換熱裝置和制冷制熱雙作用換熱裝置;所述換熱裝置內(nèi)有一種換熱液體，所述制冷換熱裝置能夠給所述換熱液體降溫;所述制熱換熱裝置能夠給所述換熱液體升溫;所述制冷制熱雙作用換熱裝置既能給換熱液體降溫又能給換熱液體升溫。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述制冷換熱裝置包括壓縮機、換熱箱、循環(huán)栗和循環(huán)U形管;所述換熱箱包括所述壓縮機的制冷管;所述循環(huán)U形管全部是剛性金屬的或者部分是剛性金屬的(在最底部)，部分是軟管的；當(dāng)循環(huán)U形管全部是剛性金屬時，權(quán)利要求1所述的移動溫度檢測裝置貼著外套管內(nèi)壁和外套管內(nèi)的剛性循環(huán)U形管的外壁上下滑動；當(dāng)循環(huán)U形管部分是剛性金屬的，而部分是柔軟的的情況下，所述移動溫度檢測裝置與U形管底端的剛性金屬部分一起沿著外套管內(nèi)壁上下滑動，而軟管與電纜一起在拖鏈內(nèi)移動。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述制熱換熱裝置包括換熱箱、安裝在換熱箱內(nèi)的電加熱器和安裝在換熱箱內(nèi)的溫度檢測元件;換熱箱內(nèi)填裝導(dǎo)熱油；所述移動溫度檢測元件與換熱箱一起沿著外套管內(nèi)壁上下移動或者外套管、移動溫度檢測元件與換熱箱一起隨著纜繩在待測容器內(nèi)上下運動。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述制冷制熱雙作用換熱裝置包括壓縮機、換熱箱、循環(huán)栗和循環(huán)U形管;所述換熱箱包括壓縮機制冷管和電加熱器;所述循環(huán)U形管全部是剛性金屬的或者部分是剛性金屬的，部分是軟管的；當(dāng)循環(huán)U形管全部是剛性金屬時，權(quán)利要求1所述的移動溫度檢測裝置貼著外套管內(nèi)壁和外套管內(nèi)的剛性循環(huán)U形管的外壁上下滑動；當(dāng)循環(huán)U形管部分是剛性金屬的，而部分是柔軟的的情況下，所述移動溫度檢測裝置與U形管底端的剛性金屬部分一起沿著外套管內(nèi)壁上下滑動，而軟管和電纜一起在拖鏈內(nèi)移動。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述換熱裝置是制冷換熱裝置時，介質(zhì)溫度高于制冷換熱裝置的溫度，當(dāng)待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)大于其上部的非待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)時，料位溫度檢測元件處于待測介質(zhì)位置時的檢測值高于料位溫度檢測元件處于非待測介質(zhì)位置時的檢測值；當(dāng)待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)小于其上部的非待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)時，料位溫度檢測元件處于待測介質(zhì)位置時的檢測值低于料位溫度檢測元件處于非待測介質(zhì)位置時的檢測值。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述換熱裝置是制熱換熱裝置時，介質(zhì)溫度低于制熱換熱裝置的溫度，當(dāng)待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)大于其上部的非待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)時，料位溫度檢測元件處于待測介質(zhì)位置時的檢測值低于料位溫度檢測元件處于非待測介質(zhì)位置時的檢測值；當(dāng)待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)小于其上部的非待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)時，料位溫度檢測元件處于待測介質(zhì)位置時的檢測值高于料位溫度檢測元件處于非待測介質(zhì)位置時的檢測值。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述換熱裝置是制冷制熱雙作用換熱裝置時，當(dāng)起制冷作用時，所述電加熱器停止，壓縮機運行，介質(zhì)溫度高于制冷換熱裝置的溫度，當(dāng)待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)大于其上部的非待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)時，料位溫度檢測元件處于待測介質(zhì)位置時的檢測值高于料位溫度檢測元件處于非待測介質(zhì)位置時的檢測值；當(dāng)待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)小于其上部的非待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)時，料位溫度檢測元件處于待測介質(zhì)位置時的檢測值低于料位溫度檢測元件處于非待測介質(zhì)位置時的檢測值;當(dāng)起制熱作用時，所述電加熱運行，壓縮機停止，介質(zhì)溫度低于制熱換熱裝置的溫度，當(dāng)待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)大于其上部的非待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)時，料位溫度檢測元件處于待測介質(zhì)位置時的檢測值低于料位溫度檢測元件處于非待測介質(zhì)位置時的檢測值；當(dāng)待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)小于其上部的非待測介質(zhì)的傳熱系數(shù)時，料位溫度檢測元件處于待測介質(zhì)位置時的檢測值高于料位溫度檢測元件處于非待測介質(zhì)位置時的檢測值。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述移動溫度檢測裝置內(nèi)有5組溫度檢測元件，當(dāng)所述變送器判斷有多于2組溫度檢測元件在待測介質(zhì)位置時，變送器發(fā)出信號給所述步進電機或者卷線機構(gòu)帶動移動溫度檢測裝置向上滑動一組溫度檢測元件位置;當(dāng)所述變送器判斷有多于3組溫度檢測元件在非待測介質(zhì)位置時，變送器發(fā)出信號給步進電機或卷線機構(gòu)帶動移動溫度檢測裝置向下移動一個溫度檢測元件位置;變送器從移動溫度檢測裝置處于最低待測定介質(zhì)位置開始記錄步進電機正反轉(zhuǎn)數(shù)量，確定移動溫度檢測裝置的位置，從而確定待測介質(zhì)與非待測介質(zhì)的分界面位置;確定料位溫度檢測元件處于待測定介質(zhì)位置還是非待測定介質(zhì)位置的方法是在所述變送器標(biāo)定時存儲了在不同介質(zhì)溫度下，料位溫度檢測元件在待測定介質(zhì)位置和非待測定介質(zhì)位置時對應(yīng)的溫度范圍值;根據(jù)實時料位溫度是在料位溫度檢測元件處于待測定介質(zhì)位置的溫度范圍內(nèi)還是處于非待測定介質(zhì)位置的溫度范圍內(nèi)以及溫度變化率范圍內(nèi)，確定料位溫度檢測元件處于待測定介質(zhì)位置還是處于非待測定介質(zhì)位置”。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述移動溫度檢測裝置內(nèi)有5組溫度檢測元件，為了檢測待測介質(zhì)與非待測介質(zhì)分界面，移動溫度檢測裝置需要移動，所述熱式液位計稱為移動檢測熱式液位計；當(dāng)移動溫度檢測裝置和外套管內(nèi)U形管長度一致時，移動溫度檢測裝置內(nèi)有無數(shù)組溫度檢測元件，因此不需要移動，所述熱式液位計稱為固定檢測熱式液位計；當(dāng)所述熱式液位計只有一組或者上下兩組溫度檢測元件時，所述熱式液位計稱為熱式液位開關(guān)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱式液位計，其特征在于，所述外套管的材質(zhì)根據(jù)所述介質(zhì)的腐蝕性確定;所述外套管的厚度根據(jù)所述介質(zhì)壓力確定;所述外套管可以部分制造成夾套管，以達到節(jié)能的目的；所述外套管內(nèi)抽成真空，已達到節(jié)能的目的；所述外套管和移動溫度檢測裝置接觸部分的厚度小些，以增強所述液位計的靈敏度，而其它部分的厚度大些，以達到耐所測量容器內(nèi)攪拌的作用;所述外套管和移動溫度檢測裝置不接觸部分的外側(cè)(和介質(zhì)接觸的一側(cè))涂絕熱材料，以達到節(jié)能的目的。
【文檔編號】G01F23/22GK105865574SQ201610216429
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】張洪彬, 張俊英, 邵文玲
【申請人】北京吉泰凱士儀表科技有限公司