專利名稱：一種磁致伸縮液位計的制作方法
技術領域：
本發明涉及液體探測領域，特別是涉及一種磁致伸縮液位計。
技術背景
當前的磁致伸縮液位計具有一根探測桿，探測桿內部有一根具有磁致伸縮作用的波導絲，且在探測桿中嵌有包含磁環的浮子，在探測桿上部有探棒電子艙，同時，所述探棒電子艙通過探測桿上的接口與一個遠程的控制臺相連接，探棒電子艙包括電流脈沖發生器和應變脈沖檢測電路。在進行測量時，所述電流脈沖發生器首先在波導絲上施加一個電流脈沖，電流脈沖同時伴隨有一個環形磁場，所述環形磁場以光速沿波導絲向下傳播。當該磁場遇到浮子中的磁環形成的磁場時，兩個磁場進行疊加，波導絲會發生瞬間形變，因此產生一個應變脈沖，所述應變脈沖向波導絲的兩端傳播，當傳播到探測桿上端時，被所述應變脈沖檢測電路接收，電流脈沖發生時間和應變脈沖接收的時間乘以應變脈沖的傳播速度即為探棒電子艙和浮子之間的距離，根據此磁致伸縮原理，就能夠獲取液位，進而將該液位通過控制臺進行顯示，從而實現許多場合下液位的測量。例如，在加油站，通過在磁致伸縮液位計中設置的包含水位浮子磁環的水位浮子和包含油位浮子磁環的油位浮子，就能夠測量出油罐中的水位高度和油位高度。
但是，發明人經過研究發現，現有的磁致伸縮液位計只能測量出液位，而不能測量出液體的密度，例如只能測量出油罐中的水位高度和油位高度，當需要測量油罐中油的密度時，需要配置專門用于測量密度的密度計，并將油罐打開再進行測量，導致整個測量過程繁瑣、復雜。發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種磁致伸縮液位計，用于在測量液位時，同時測量出液體的密度，具體實施方案如下
一種磁致伸縮液位計，包括探測桿、水位浮子和含有油位浮子磁環的油位浮子，同時所述磁致伸縮液位計還包括
套接于所述探測桿上，內部設置密度浮子磁環的密度浮子，所述密度浮子包括內部設置有油位浮子的空腔、便于液體進入所述空腔的孔洞；
采集液位值、所述密度浮子磁環高度值與所述油位浮子磁環高度值的探棒電子艙；
與所述探棒電子艙相連接的，依據測量值及接收到的輸入參數得到液體密度并顯示的控制臺，所述輸入參數至少包括所述油位浮子和密度浮子的質量、油位浮子下部分和密度浮子下部分不規則區域的體積、油位浮子上部分和密度浮子上部分規則區域的表面積、密度浮子的所述孔洞上端距離內壁水平面的距離、空氣中所述密度浮子磁環與所述油位浮子磁環的距離，所述測量值至少包括液體中所述密度浮子磁環與所述油位浮子磁環的高度值。
優選的，所述密度浮子還包括
設置在空腔上部的密度浮子蓋，所述密度浮子蓋與所述探測桿的連接位置為花瓣形部件；
設置在密度浮子底部，調節配重，以使密度浮子具有不同質量的配重部件。
優選的，所述控制臺包括
接收所述輸入參數的輸入單元；
處理所述輸入參數及測量值，以獲取液體密度的處理單元；
顯示獲取的所述液體密度的顯示單元。
優選的，所述輸入參數還包括液體密度允許范圍。
優選的，所述控制臺還包括
在獲取到的所述液體密度不在液體密度允許范圍內時，產生報警指令的指令產生單元。
優選的，所述磁致伸縮液位計還包括接收到報警指令后，執行報警操作的報警模塊。其中，所述報警模塊包括音頻報警部件和/或視頻報警部件。所述音頻報警部件具體為蜂鳴器，所述視頻報警部件包括顯示屏和/或發光二極管LED閃光燈。
通過本發明實施例所公開的磁致伸縮液位計，根據輸入到控制臺的輸入參數和測量值，即可計算出液體的密度，使密度測量的過程更為簡便。同時，當所述液體密度超過其允許范圍時，即進行報警，便于工作人員進行檢查處理。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例公開的一種磁致伸縮液位計的結構示意圖2為本發明實施例公開的一種磁致伸縮液位計中的油位浮子和密度浮子的剖面圖3為本發明實施例公開的一種磁致伸縮液位計中的油位浮子的結構示意圖4為本發明實施例公開的一種磁致伸縮液位計中的密度浮子的結構示意圖5為本發明實施例公開的一種磁致伸縮液位計中置于空氣中時的狀態示意圖6為本發明實施例公開的一種磁致伸縮液位計中置于油罐中時的狀態示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
本發明提供了一種磁致伸縮液位計，用于在測量液位時，同時測量出液體的密度， 具體實施方案如下
一種磁致伸縮液位計，其結構示意圖如圖1所示，包括探測桿1、水位浮子2、含有油位浮子磁環31的油位浮子3，并且，所述磁致伸縮液位計還包括密度浮子4、探棒電子艙 5和控制臺6，其中，
所述密度浮子4套接于所述探測桿上，內部設置密度浮子磁環41，同時，所述密度浮子4包括內部設置有油位浮子的空腔42、便于液體進入所述空腔的孔洞43 ；實際應用時，所述密度浮子的直徑為4寸，所述油位浮子的直徑為3寸，但并沒有具體要求，所述密度浮子和所述油位浮子的直徑也可以選取其他值。
所述探棒電子艙5用于采集液位值、所述密度浮子磁環高度值與所述油位浮子磁環高度值。
所述控制臺6通過位于所述探測桿1上的接口與所述探棒電子艙4相連接，用于依據測量值及接收到的輸入參數得到液體密度并顯示，所述輸入參數至少包括所述油位浮子和密度浮子的質量M油和M密、油位浮子3下部分和密度浮子4下部分不規則區域的體積V油下和V密下，油位浮子3上部分和密度浮子4上部分規則區域的表面積S油和S密、 密度浮子的所述孔洞上端距離內壁水平面的距離hi、空氣中所述密度浮子磁環與所述油位浮子磁環的距離H，所述測量值至少包括液體中所述密度浮子磁環與所述油位浮子磁環的高度值。通過所述高度值，可以得到液體中所述密度浮子磁環與所述油位浮子磁環的距離HI。
所述密度浮子4和所述油位浮子3的剖面圖如圖2所示，所述密度浮子4還包括所述空腔42上部的密度浮子蓋44，保證了密度浮子4在所述探測桿1上的豎直性，提高了測量的精度，所述密度浮子蓋44通過花瓣形部件套接在所述探測桿上，所述花瓣形部件的存在，極大的減小了浮子和桿之間的摩擦力。同時，所述密度浮子4還包括設置在密度浮子底部，調節配重，以使密度浮子4具有不同質量的配重部件45。
所述控制臺6包括輸入單元、處理單元以及顯示單元。其中，所述輸入單元用于接收所述輸入參數，便于使用者進行參數的輸入；所述處理單元用于處理所述輸入參數及測量值，以獲取液體密度；所述顯示單元用于顯示獲取的所述液體密度，以便工作人員觀看。
另外，為了便于查錯，本發明實施例所公開的磁致伸縮液位計還包括報警功能。在這種情況下，輸入參數還包括液體密度允許范圍，所述控制臺6還包括在獲取到的所述液體密度，不在液體密度允許范圍內時，產生報警指令的指令產生單元，同時，所述磁致伸縮液位計還包括接收到報警指令后，執行報警操作的報警模塊。所述報警模塊包括音頻報警部件和/或視頻報警部件。其中，所述音頻報警部件具體為蜂鳴器，所述視頻報警部件包括顯示屏和/或發光二極管LED閃光燈。
參見圖3，油面浮子在水平線A和水平線B之間的部分橫截面積是規則的，參見圖 4，密度浮子在水平線C和水平線D之間的部分橫截面積是規則的。當將所述磁致伸縮液位計放在油罐中時，油位會在水平線A和水平線B之間、水平線C和水平線D之間規則區域進行變化。同時，在規則的區域內，內部盛裝的液體的高度和密度之間呈線性關系。另外，當放在空氣中時，所述密度浮子4和所述油位浮子3的狀態如圖5所示，兩個磁環之間的距離為H，其中H的具體數值可以通過所述液位計測得的液體中油位浮子磁環與密度浮子磁環的高度值相減即可得到。同時，設定油位浮子3水平線以下的體積為V油下，對應高度為H油下，密度浮子4水平線以下的體積為V密下，對應高度為H密下，假設油位浮子AB之間截面積為S油，密度浮子處于CD之間的截面積是S密，油位浮子的重量為M油，密度浮子的重量為M密。
參見圖6所示，表示所述磁致伸縮液位計置于油罐中時，所述密度浮子4和所述油位浮子3的狀態。在該圖中，所述密度浮子磁環41和所述油位浮子磁環31之間的距離為 H1，可以通過液位儀測得。圖中hi可以表示所述密度浮子4中的孔洞43的開孔最上端距離內壁水平面的距離，hi的值是提前設計好的，為選取的一個具體的固定值，如果所述孔洞 43是不規則的圖形，則所述hi的尺寸大小一定不小于開孔處不規則截面。另外，H3是密度浮子4除了下部分不規則區域外浸沒在油中的高度。H2是油位浮子3除了小部分不規則區域外浸沒在油中的高度。圖6中可以看出，h = H1-H，所述h為所述油位浮子3與所述密度浮子4之間的最小距離。
對油位浮子3和密度浮子4分別運用阿基米德原理m = pgv排，利用液位儀測得高度，并利用上述高度關系得到以下公式
對油位浮子M油=pg (V油下+S油H2)......①
對密度浮子M密=pg (V密下+S密H3)......②
對于高度一 h = Hl-H......③(圖5和圖6可見)
對于高度二 H3-H2 = H油下+h_hl.........④(圖6可見)
由③④合并可知H3-H2 = H油下+ (Hl-H) -hi......⑤
①②⑤中
油位浮子和密度浮子的質量M油、M密可以事先經過稱重獲得，H油下部分對應的體積V油下、H密下部分對應的體積V密下、油位浮子H2段的橫截面積S油、密度浮子H3段的橫截面積S密、H油下、hi都是可以在圖紙上測得計算的已知量，H是指的在空氣中兩個磁環間的間距，這幾個具體的數值在將所述磁致伸縮液位計放入油罐前，即可獲得，并將其具體數值通過所述控制臺6輸入；Hl可以通過所述磁致伸縮液位計放入油罐中后在油中測得，為當時的油位浮子高度減去密度浮子高度。
剩下p，H3，H2三個未知量，三個方程可以求得，而ρ即為油罐中液體的密度。所述控制臺6將所述密度值計算出后，會進行顯示，方便工作人員讀取。
通過本發明公開的磁致伸縮液位計，在放入油罐之前，發明人還可以通過控制臺6 中的輸入單元61輸入液體密度允許范圍，如汽油的密度浮子檢測范圍在0. 71-0. 79，柴油的密度浮子檢測范圍在0. 81-0. 89之間。通過配重部件45，能夠調節所述密度浮子4的重量，從而能夠檢測多種液體的密度。當檢測汽油時，可輸入液體密度允許范圍為0. 71-0. 79， 當測得當前實際的密度不在這個范圍中時，所述控制臺6可以產生報警指令，通知工作人員注意，及時采取措施。其中，所述報警模塊可以包括音頻報警部件和/或視頻報警部件， 所述音頻報警部件可以選擇蜂鳴器，通過蜂鳴聲提醒工作人員注意，所述視頻報警部件可選擇顯示屏和/或發光二極管LED閃光燈，顯示密度高于或低于液體密度允許范圍的信息， 發光二極管LED閃光燈能夠進行閃爍，以提醒工作人員注意。
本發明公開的磁致伸縮液位計具體工作流程如下在將所述磁致伸縮液位計放入油罐之前，先取得各項輸入參數，并通過控制臺中的輸入單元進行輸入。放入油罐后，根據測得的油位浮子、密度浮子的高度，所述控制臺即可計算出油罐中液體的密度。在測得的實際密度不在提前輸入的液體密度允許范圍內時，報警器進行報警，提醒工作人員注意，及時采取措施。
由此，本發明實施例所公開的磁致伸縮液位計能夠在測得當時液體高度的同時， 檢測出液體的密度，使測試過程更為簡潔。另外，能夠在液體密度不在允許范圍內時，進行報警，提高了系統的可靠性、安全性。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種磁致伸縮液位計，包括探測桿、水位浮子和含有油位浮子磁環的油位浮子，其特征在于，所述磁致伸縮液位計還包括套接于所述探測桿上，內部設置密度浮子磁環的密度浮子，所述密度浮子包括內部設置有油位浮子的空腔、便于液體進入所述空腔的孔洞；采集液位值、所述密度浮子磁環高度值與所述油位浮子磁環高度值的探棒電子艙； 與所述探棒電子艙相連接的，依據測量值及接收到的輸入參數得到液體密度并顯示的控制臺，所述輸入參數至少包括所述油位浮子和密度浮子的質量、油位浮子下部分和密度浮子下部分不規則區域的體積、油位浮子上部分和密度浮子上部分規則區域的表面積、密度浮子的所述孔洞上端距離內壁水平面的距離、空氣中所述密度浮子磁環與所述油位浮子磁環的距離，所述測量值至少包括液體中所述密度浮子磁環與所述油位浮子磁環的高度值。
2.根據權利要求1所述的磁致伸縮液位計，其特征在于，所述密度浮子還包括設置在空腔上部的密度浮子蓋，所述密度浮子蓋與所述探測桿的連接位置為花瓣形部件；設置在密度浮子底部，調節配重，以使密度浮子具有不同質量的配重部件。
3.根據權利要求1所述的磁致伸縮液位計，其特征在于，所述控制臺包括 接收所述輸入參數的輸入單元；處理所述輸入參數及測量值，以獲取液體密度的處理單元； 顯示獲取的所述液體密度的顯示單元。
4.根據權利要求3所述的磁致伸縮液位計，其特征在于，所述輸入參數還包括 液體密度允許范圍。
5.根據權利要求4所述的磁致伸縮液位計，其特征在于，所述控制臺還包括 在獲取到的所述液體密度不在液體密度允許范圍內時，產生報警指令的指令產生單兀。
6.根據權利要求5所述的磁致伸縮液位計，其特征在于，所述磁致伸縮液位計還包括 接收到報警指令后，執行報警操作的報警模塊。
7.根據權利要求6所述的磁致伸縮液位計，其特征在于，所述報警模塊包括 音頻報警部件和/或視頻報警部件。
8.根據權利要求7所述的磁致伸縮液位計，其特征在于，所述音頻報警部件具體為蜂鳴器。
9.根據權利要求7所述的磁致伸縮液位計，其特征在于，所述視頻報警部件包括顯示屏和/或發光二極管LED閃光燈。
全文摘要
本發明實施例公開的一種磁致伸縮液位計，包括探測桿、水位浮子和油位浮子，以及包含密度浮子磁環的密度浮子、探棒電子艙和依據測量值、輸入參數得到液體密度并顯示的控制臺。本發明實施例所公開的磁致伸縮液位計能夠在測得當時液體高度的同時，檢測出液體的密度，使測試過程更為簡潔。另外，能夠在液體密度不在允許范圍內時，進行報警，提高了系統的可靠性、安全性。
文檔編號G01N9/12GK102519553SQ20121000380
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者劉高, 曹琛, 薛文寶, 鄒光輝, 郭曉燕 申請人:青島澳科儀器有限責任公司