游標(biāo)或浮標(biāo)顯示的浮子式液位計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及游標(biāo)或浮標(biāo)顯示的浮子式液位計(jì)，包括非鐵磁性材質(zhì)的浮子室、鐵磁性材質(zhì)的球形浮子、浮子室外的游標(biāo)；游標(biāo)包括磁鋼和一個(gè)直線軸承，磁鋼固定在直線軸承上，直線軸承穿在直線導(dǎo)軌上，另一種游標(biāo)包括磁鋼和三個(gè)以上的萬(wàn)向軸承及一張板，三個(gè)萬(wàn)向軸承呈三角形固定在板上，游標(biāo)通過(guò)磁鋼與浮子之間的磁耦合力實(shí)現(xiàn)上下位移。通過(guò)定滑輪和平衡錘及聯(lián)接繩或游標(biāo)上固定浮漂后受游標(biāo)室內(nèi)液體的浮力給浮子一個(gè)向上的提升力。還通過(guò)測(cè)量纏有電阻絲的回路電阻值實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳。本實(shí)用新型解決了就地指示的難題和許多場(chǎng)合液位測(cè)量的難題，靈敏可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、裝配、調(diào)校、安裝容易，成本低，顯示醒目直觀，適用廣泛。
【專利說(shuō)明】游標(biāo)或浮標(biāo)顯示的浮子式液位計(jì)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及液位測(cè)量領(lǐng)域，特別涉及游標(biāo)或浮標(biāo)顯示的浮子式液位計(jì)。

【背景技術(shù)】
[0002]已有的就地指示式液位計(jì)儀表有玻璃板式、磁翻板(柱)式，浮標(biāo)式、雙色水位計(jì)等。玻璃板式只能近距離目測(cè)，覆蓋粉塵或者介質(zhì)污染后目測(cè)困難，耐壓受到限制。磁翻板(柱)式結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜且易出現(xiàn)亂碼，使用溫度受限制。雙色水位計(jì)適用的介質(zhì)范圍窄且耐壓亦受到限制。另外，玻璃板式液位計(jì)和磁翻板(柱)式及雙色水位計(jì)不能采取整體保溫，導(dǎo)致能耗大。
[0003]如ZL93213461.0所述，它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高了溫度的使用范圍，游標(biāo)所在的游標(biāo)管內(nèi)的液體對(duì)游標(biāo)的浮力降低了浮子的載荷。但它存在著如下不足:浮子和游標(biāo)均為滑動(dòng)摩擦，導(dǎo)致摩擦系數(shù)大，從而使摩擦力大而影響精度和靈敏度，甚至不可用。這可以從 申請(qǐng)人:曾申請(qǐng)的專利(專利號(hào)ZL200910219681.X)說(shuō)明書(shū)中的說(shuō)明和計(jì)算結(jié)果中看出。
[0004]申請(qǐng)?zhí)?01310318999.X中提到的游標(biāo)浮子是非球形的，摩擦力大，故存在著上述同樣的問(wèn)題。
[0005]類似上述利用磁耦合力的浮子式液位計(jì)有許多人申報(bào)過(guò)專利，但至今無(wú)一例商品化，皆因存在著較大的摩擦力而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
[0006]發(fā)明人曾申請(qǐng)的“游標(biāo)顯示的浮子式液位計(jì)”專利(申請(qǐng)?zhí)?01210140345.8)采用了滾動(dòng)摩擦的結(jié)構(gòu)，但游標(biāo)上的軸很難保證調(diào)到水平，因此，游標(biāo)在隨著浮子的上下位移運(yùn)動(dòng)中，很難保證游標(biāo)的上下位移軌跡線是垂直于地面的，這就無(wú)法保證游標(biāo)不跑偏，尤其在游標(biāo)上下行程長(zhǎng)的情況下，游標(biāo)可能在水平方向上漸行漸遠(yuǎn)，亦即偏離原有垂直于地面的軌跡線很遠(yuǎn)甚至脫離軌道，或者浮子室與地面不垂直，而理論上游標(biāo)的上下位移軌跡線是垂直于地面的，這亦相當(dāng)于在水平方向上漸行漸遠(yuǎn)，無(wú)法保證游標(biāo)不跑偏，這勢(shì)必增加游標(biāo)上的磁鋼與浮子之間的距離，這個(gè)間距的增加會(huì)降低浮子與游標(biāo)之間的耦合力，其結(jié)果是影響它的使用可靠性或精度。另外，在二者的間距達(dá)到一定程度后，若磁力足夠，在磁力的作用下，游標(biāo)會(huì)向二者之間間距最小的方向位移，而這個(gè)過(guò)程是滑動(dòng)摩擦，滑動(dòng)摩擦系數(shù)大，這樣就影響了測(cè)量精度。本發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了這一問(wèn)題。
[0007]發(fā)明人曾申請(qǐng)的“用于高溫高壓或高壓低密度介質(zhì)的浮子式液位計(jì)”(申請(qǐng)?zhí)?00910219682.4)，其上的磁聯(lián)接器上下位移時(shí)存在著上述同樣的問(wèn)題。同樣為了解決這一問(wèn)題，發(fā)明人曾在磁聯(lián)接器的軸上加上帶凹槽的軸承來(lái)限制磁聯(lián)接器跑偏，雖然解決了上述問(wèn)題，但結(jié)構(gòu)顯得復(fù)雜。
[0008]上述兩種液位計(jì)就用于就地指示而言，需二根導(dǎo)軌，二根導(dǎo)軌難自身且同時(shí)與浮子室平行。另外，其上的磁聯(lián)接器上的4根軸難以保證時(shí)刻同時(shí)與軌道接觸，因此影響使用的可靠性。
[0009]發(fā)明人曾申請(qǐng)的“用于高溫高壓或高壓低密度介質(zhì)的帶浮標(biāo)顯示的浮子式液位計(jì)”(申請(qǐng)?zhí)?00910219682.3)，亦存在著前述的問(wèn)題。其浮標(biāo)室內(nèi)的介質(zhì)帶有潤(rùn)滑性能時(shí)，可在一定程度上解決上述問(wèn)題。
[0010]上述第一種和第三種液位計(jì)在量程小時(shí)，均可正常使用。量程很大時(shí)，需要精心調(diào)整，否則，跑偏的可能性增大或跑偏的距離可能大，存在著精度或可靠性問(wèn)題。
[0011]發(fā)明人于2009年首次提出了用磁鋼時(shí)的液位計(jì)的浮子為鐵磁性的球形浮子，將磁鋼放在外部，大幅降低了摩擦力，提高了溫度的適用范圍，易于制造。因此發(fā)明人在上述三個(gè)專利中均采用了這種結(jié)構(gòu)，但與其配套的磁聯(lián)結(jié)器或游標(biāo)或浮標(biāo)的結(jié)構(gòu)仍顯復(fù)雜。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0012]鑒于現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述種種不足，本實(shí)用新型旨在提供一種結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、更加可靠、精度高、顯示醒目直觀并可用于高溫高壓或高壓低密度介質(zhì)場(chǎng)合的游標(biāo)或浮標(biāo)顯示的浮子式液位計(jì)。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0014]一種浮子式液位計(jì)，包括非鐵磁性材質(zhì)的浮子室、鐵磁性材質(zhì)的球形浮子、浮子室外的游標(biāo)；
[0015]其特征在于:
[0016]所述的游標(biāo)包括磁鋼和一個(gè)直線軸承；
[0017]所述的磁鋼固定在直線軸承上；
[0018]所述的浮子室外平行于浮子室的軸線毗鄰固定一根直線導(dǎo)軌，直線軸承穿在直線導(dǎo)軌上；
[0019]所述的磁鋼位于直線軸承和浮子室之間，其磁極正對(duì)浮子，直線軸承通過(guò)磁鋼與浮子之間的磁耦合力實(shí)現(xiàn)與所述的直線導(dǎo)軌相貼緊。
[0020]為了便于夜間或黑暗場(chǎng)合的觀測(cè)，其特征在于游標(biāo)上固定有與地面平行的斜坡形反光板，在浮子室外的上方固定一個(gè)激光燈，燈光直射在反光板的表面上。在靠近反光板的附近，垂直于地面固定一個(gè)尺，燈光通過(guò)反光板反射到尺上。反光板通常與地面或尺之間呈45。角。
[0021]出于量程大時(shí)對(duì)直線導(dǎo)軌剛度的要求，其特征在于所述的直線軸承是開(kāi)口軸承，所述的直線導(dǎo)軌是帶有與導(dǎo)軌平行的固定底座的導(dǎo)軌。
[0022]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案之二是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0023]一種浮子式液位計(jì)，包括非鐵磁性材質(zhì)的磁子室、鐵磁性材質(zhì)的球形浮子、浮子室外的游標(biāo)；
[0024]其特征在于:
[0025]所述的游標(biāo)包括磁鋼和三個(gè)以上的萬(wàn)向軸承及一張與浮子室平行的板；所述的三個(gè)萬(wàn)向軸承呈正三角形分布固定在板的正對(duì)浮子室的平面上，板上固定有磁鋼，磁鋼位于板和浮子室之間，其磁極正對(duì)浮子，萬(wàn)向軸承通過(guò)磁鋼與浮子之間的磁耦合力實(shí)現(xiàn)與所述浮子室的外壁相貼緊。
[0026]為了防止游標(biāo)沿板的軸線旋轉(zhuǎn)后影響觀測(cè)，其特征在于:板是圓形的。
[0027]為了防止游標(biāo)在浮子室外沿浮子室的軸線做環(huán)向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的難以觀測(cè)的問(wèn)題，其特征在于:所述的浮子室的外壁自上而下設(shè)有一個(gè)平行于浮子室軸線的平面，游標(biāo)在這個(gè)平面上運(yùn)動(dòng)。
[0028]為了平衡，所述的磁鋼是圓形的，磁鋼與板同軸固定，在這種情況下，會(huì)有二個(gè)軸承同時(shí)處于板中心的下方。
[0029]為了便于夜間或黑暗場(chǎng)合的觀測(cè)，其特征在于板是圓形時(shí)，板是圓錐臺(tái)形，在浮子室外的上方固定一個(gè)激光燈，燈光直射在圓錐臺(tái)形板的徑向外表面上。在靠近圓錐臺(tái)形板的直徑小的一端的附近，垂直于地面固定一個(gè)尺，燈光通過(guò)圓錐臺(tái)形板的徑向外表面反射到尺上。
[0030]所述的游標(biāo)上的板是方形的；所述的三個(gè)萬(wàn)向軸承呈三角形分布固定在板的正對(duì)浮子室的平面上，其中一個(gè)萬(wàn)向軸承布置在板的平面中心線的正上方，另外兩個(gè)萬(wàn)向軸承對(duì)稱于這個(gè)中心線布置在板的下方，其上的磁鋼靠近上方的軸承并位于這個(gè)軸承的下方。只有這樣才能保證板的重心位于下方，從而才能保證板的上邊是水平的。
[0031]為了便于夜間或黑暗場(chǎng)合的觀測(cè)，其特征在于板是方形時(shí)，板的上方有一個(gè)平行于地面的斜沿，在浮子室外的上方固定一個(gè)激光燈，燈光直射在斜沿的外表面上。在正對(duì)斜沿低端的附近，垂直于地面固定一個(gè)尺，燈光通過(guò)斜沿的表面反射到尺上。
[0032]為了更加清晰的顯示或便于夜間或黑暗場(chǎng)合的觀測(cè)，其特征在于:所述的浮子室外側(cè)的平面是由相鄰的二張對(duì)稱于浮子室軸線的長(zhǎng)條矩形平板組成的，游標(biāo)上的板下方的二個(gè)軸承在磁耦合力的作用下分別與二張板貼緊；所述的二張板具有導(dǎo)電性，二張板之間及二張板與外界是絕緣的；所述的游標(biāo)上的板是絕緣的；在下方的二個(gè)軸承之間安裝有光源；所述光源通過(guò)導(dǎo)線分別連接下方的二個(gè)軸承。分別在這二個(gè)板上接上供電線路，即可點(diǎn)亮光源。
[0033]為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳，其特征在于二張板之一自上而下密集的螺旋纏繞有電阻絲。液位變化使游標(biāo)移動(dòng)，從而使這個(gè)回路的電阻值變化，測(cè)量二個(gè)軸承及相連的導(dǎo)線與板和電阻絲構(gòu)成的回路的電阻值，即可計(jì)算出液位。
[0034]在上述方案中，為了進(jìn)一步提高其性能，可分別增加如下技術(shù)特征進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)方案。
[0035]為了指示清晰準(zhǔn)確，其特征在于:板的中心固定有軸，通過(guò)軸聯(lián)接一個(gè)可繞軸自由旋轉(zhuǎn)的醒目的指針，指針的下方固定有配重，以保證指針始終是水平的。
[0036]比如在高溫高壓或高壓低密度介質(zhì)的場(chǎng)合，由于浮子的壁厚較厚，浮子的比重大于被測(cè)介質(zhì)的比重，為了平衡浮子的重力，給浮子一個(gè)向上的提升力，在上述方案的基礎(chǔ)上增設(shè)了定滑輪和平衡錘及聯(lián)接繩或聯(lián)接帶。所述定滑輪固定于浮子室外側(cè)上方，聯(lián)接繩或聯(lián)接帶繞過(guò)定滑輪，兩端分別聯(lián)接所述平衡錘和游標(biāo)。
[0037]常規(guī)場(chǎng)合下，平衡錘的重量大于游標(biāo)的重量以使浮子與游標(biāo)始終形成上下之間的拉力，避免浮子與游標(biāo)之間在磁鋼的中間形成死區(qū)，產(chǎn)生滯后。這個(gè)拉力的大小，以大于浮子室外的機(jī)械摩擦力且小于浮子與游標(biāo)的上下最大磁耦合力再減去機(jī)械摩擦力。浮子的重力大于平衡錘的重力減去游標(biāo)的重力且小于浮子與游標(biāo)耦合分離時(shí)所需的拉力再減去機(jī)械摩擦力，并留有安全裕量。因游標(biāo)下降時(shí)，需克服機(jī)械摩擦力，浮子運(yùn)動(dòng)時(shí)亦有機(jī)械摩擦力。如:浮子重量減去浮子浸入液體一半時(shí)所受的浮力等于平衡錘的重量減去游標(biāo)的重量再減去機(jī)械摩擦力。此時(shí)，磁耦合力必須大于平衡錘的重力減去游標(biāo)的重力再加上機(jī)械摩擦力。
[0038]為了防塵防水，所述的浮子室外毗鄰設(shè)置一個(gè)非鐵磁性材料制作的外側(cè)透明的游標(biāo)室，游標(biāo)室靠近浮子室的內(nèi)側(cè)表面是一個(gè)平行于浮子室軸線的平面，將游標(biāo)或者游標(biāo)與導(dǎo)軌及激光燈固定在游標(biāo)室內(nèi)，游標(biāo)室是密閉的。
[0039]同樣為了平衡浮子的浮力，給浮子一個(gè)向上的提升力，其特征在于:所述的游標(biāo)上固定浮漂后構(gòu)成一個(gè)浮標(biāo)；所述的磁鋼靠近浮子，磁極正對(duì)浮子，在所述的游標(biāo)室內(nèi)充入液體。
[0040]為了避免磁力影響軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于:所述的軸承是非鐵磁性材料制造的。
[0041]出于耐高溫的考慮，所述的鐵磁性材料的浮子外包覆耐高溫的高合金鋼層，或所述鐵磁性材質(zhì)即為高合金鋼。
[0042]出于耐腐蝕的考慮，所述鐵磁性材質(zhì)的浮子外包覆防腐蝕層。
[0043]為了降低球形浮子的重量，浮子做成中空的。
[0044]為了便于觀測(cè)，降低摩擦力，提高測(cè)量精度，避免揮發(fā)影響使用，游標(biāo)室內(nèi)的液體介質(zhì)采用透明并有潤(rùn)滑性能的介質(zhì)，如變壓器油或食用油等。
[0045]為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳，在磁鋼附近自上而下布置磁敏元件。
[0046]本實(shí)用新型的浮標(biāo)顯示的浮子式液位計(jì)的工作原理是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0047]所述浮標(biāo)的比重小于浮標(biāo)室內(nèi)液體的比重，浮標(biāo)所受的浮力減去浮標(biāo)的重力等于浮子的重力減去浮子浸入被測(cè)液體一半時(shí)所受的浮力。兩者通過(guò)磁耦合力實(shí)現(xiàn)力的平衡，即:浮標(biāo)通過(guò)與浮子的磁耦合給浮子室內(nèi)的浮子一個(gè)向上的提升力。
[0048]位于浮子室內(nèi)的浮子始終與浮標(biāo)耦合在一起，液位升降時(shí)，這個(gè)力的平衡被打破，浮子隨液位升降使浮標(biāo)升降，浮標(biāo)上的指針對(duì)應(yīng)刻度尺的位置即可讀取液位。本實(shí)用新型的游標(biāo)顯示的浮子式液位計(jì)的工作原理大同小異，此不贅述。
[0049]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型技術(shù)解決方案之一的有益效果是顯而易見(jiàn)的，包括:
[0050]1.采用了直線軸承后，靈敏可靠，解決了現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量指示液位不準(zhǔn)或不可靠的難題。亦解決了該種結(jié)構(gòu)液位計(jì)的世界級(jí)難題。
[0051]2.省卻了軸，減少了軸承的數(shù)量，減少了一根導(dǎo)軌和連桿及配重后，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，使制造、裝配、調(diào)校、安裝更加容易。
[0052]3.維護(hù)和制造成本低，量程越大，相對(duì)單位制造成本越低。
[0053]4.游標(biāo)或浮標(biāo)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后，減小了整體和各部件及游標(biāo)室或浮標(biāo)室的尺寸，進(jìn)而減少了游標(biāo)的重量，重量的減輕意味著用小磁鋼或較小的磁力即可實(shí)現(xiàn)耦合，因此可進(jìn)一步降低摩擦力，提高精度。尺寸的減小進(jìn)一步降低了制造成本和用戶的使用成本。
[0054]5.軸承加一塊磁鋼后即可替代原結(jié)構(gòu)復(fù)雜的游標(biāo)。實(shí)際上無(wú)論在哪一種利用磁鋼的液位計(jì)中，磁鋼是必需的，因此可以說(shuō)僅僅一只軸承即替代了原結(jié)構(gòu)復(fù)雜的游標(biāo)。
[0055]6.同樣的可以說(shuō)僅僅一只軸承和浮漂即替代了原結(jié)構(gòu)復(fù)雜的浮標(biāo)。
[0056]7.顯示非常醒目直觀。
[0057]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型技術(shù)解決方案之二的有益效果亦是顯而易見(jiàn)的，包括:
[0058]1.采用了萬(wàn)向軸承后，靈敏可靠，解決了現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量指示液位不準(zhǔn)或不可靠的難題。亦解決了該種結(jié)構(gòu)液位計(jì)的世界級(jí)難題。
[0059]2.去掉二根導(dǎo)軌和連桿及配重后，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，制造更加容易。
[0060]3.導(dǎo)軌很難制造的較長(zhǎng)，量程大時(shí)，只能采用多節(jié)組對(duì)，這在現(xiàn)場(chǎng)是件困難的事，去掉難以組對(duì)找正的二根導(dǎo)軌和連桿及配重后，使制造、裝配、調(diào)校、安裝更容易，運(yùn)輸更方便。
[0061]4.維護(hù)和制造成本低，量程越大，相對(duì)單位制造成本越低。
[0062]5.游標(biāo)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后，減小了整體和各相關(guān)部件的尺寸，進(jìn)而減少了游標(biāo)的重量，重量的減輕意味著用小磁鋼或較小的磁力即可實(shí)現(xiàn)耦合，因此可降低進(jìn)一步摩擦力，提高精度。尺寸的減小進(jìn)一步降低了制造成本和用戶的使用成本。
[0063]上述兩種方案的液位計(jì)的磁鋼與浮子的間距可達(dá)到12毫米，因此可以對(duì)浮子室進(jìn)行整體保溫，且保溫后絲毫不影響顯示，由此實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
[0064]附圖及圖面的說(shuō)明:
[0065]圖1是實(shí)施例1和實(shí)施例2的示意圖
[0066]圖2是實(shí)施例3的示意圖
[0067]圖3是實(shí)施例4的示意圖
[0068]圖4是實(shí)施例5的示意圖
[0069]圖5是實(shí)施例6的示意圖
[0070]圖6是實(shí)施例6游標(biāo)的左視圖[0071 ] 圖7是實(shí)施例7的示意圖
[0072]圖8是實(shí)施例7游標(biāo)的左視圖
[0073]圖9是實(shí)施例8的局部剖視示意圖
[0074]圖10是實(shí)施例9的局部剖視示意圖
[0075]圖11是實(shí)施例10的示意圖
[0076]圖12是實(shí)施例11的示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0077]圖中:1，浮子2，浮子室3，激光燈4，定滑輪5，聯(lián)接繩或聯(lián)接帶6，尺7，反光板8，游標(biāo)8-1，直線軸承8-2，磁鋼8-3，指針9，平衡錘10，直線導(dǎo)軌11，游標(biāo)室12，浮漂13，液體14，浮漂15，游標(biāo)15-1，萬(wàn)向軸承15-2，板15_3，磁鋼15_4，軸15_5，指針15-6，配重16，徑向外表面17，斜沿18，游標(biāo)18-1，萬(wàn)向軸承18-2板18-3，磁鋼18-4，軸18-5，指針18-6，配重19，平面20，游標(biāo)室21，浮漂
[0078]實(shí)施例1
[0079]如圖1所示的浮子式液位計(jì)，包括非鐵磁性材質(zhì)的浮子室2、鐵磁性材質(zhì)的球形浮子1、浮子室外的游標(biāo)8 ；
[0080]其特征在于:
[0081]所述的游標(biāo)8包括磁鋼8-2和一個(gè)直線軸承8-1，所述的磁鋼8_2固定在直線軸承8-1上，所述的浮子室2外平行于浮子室的軸線毗鄰固定一根直線導(dǎo)軌10，直線軸承8-1穿在直線導(dǎo)軌10上，所述的磁鋼8-2位于直線軸承8-1和浮子室2之間，其磁極正對(duì)浮子1，直線軸承8-1通過(guò)磁鋼8-2與浮子I之間的磁耦合力實(shí)現(xiàn)與所述的直線導(dǎo)軌10相貼緊。
[0082]為了指示清晰準(zhǔn)確，其特征在于直線軸承8-1的外側(cè)固定有醒目的指針8-3，在指針的附近固定有尺6。
[0083]為了便于夜間或黑暗場(chǎng)合的觀測(cè)，其特征在于游標(biāo)上固定有與地面平行的斜坡形反光板7，在浮子室2外的上方固定一個(gè)激光燈3，燈光直射在反光板7的表面上。在靠近反光板7的附近，垂直于地面固定一個(gè)尺6，燈光通過(guò)反光板反射到尺6上。反光板7通常與地面或尺6之間呈45°角。
[0084]實(shí)施例2
[0085]仍然如圖1所示，比如在高溫高壓或高壓低密度介質(zhì)的場(chǎng)合，由于浮子I的壁厚較厚，浮子I的比重大于被測(cè)介質(zhì)的比重，為了平衡浮子I的重力，給浮子I 一個(gè)向上的提升力，在上述方案的基礎(chǔ)上增設(shè)了定滑輪4和平衡錘9及聯(lián)接繩或聯(lián)接帶5。所述定滑輪4固定于浮子室2外側(cè)上方，聯(lián)接繩或聯(lián)接帶5繞過(guò)定滑輪4，兩端分別聯(lián)接所述平衡錘9和游標(biāo)8。
[0086]常規(guī)場(chǎng)合下，平衡錘9的重量大于游標(biāo)8的重量以使浮子I與游標(biāo)8始終形成上下之間的拉力，避免浮子I與游標(biāo)8之間在磁鋼8-2的中間形成死區(qū)，產(chǎn)生滯后。這個(gè)拉力的大小，以大于浮子室2外的機(jī)械摩擦力且小于浮子I與游標(biāo)8的上下最大磁耦合力再減去機(jī)械摩擦力。浮子I的重力大于平衡錘9的重力減去游標(biāo)8的重力且小于浮子I與游標(biāo)8耦合分離時(shí)所需的拉力再減去機(jī)械摩擦力，并留有安全裕量。因游標(biāo)8下降時(shí)，需克服機(jī)械摩擦力，浮子I運(yùn)動(dòng)時(shí)亦有機(jī)械摩擦力。如:浮子I重量減去浮子I浸入液體一半時(shí)所受的浮力等于平衡錘9的重量減去游標(biāo)8的重量再減去機(jī)械摩擦力。此時(shí)，磁耦合力必須大于平衡錘9的重力減去游標(biāo)8的重力再加上機(jī)械摩擦力。
[0087]實(shí)施例3
[0088]如圖2所示，為了防塵防水，所述的浮子室2外毗鄰設(shè)置一個(gè)非鐵磁性材料制作的透明的游標(biāo)室11，將游標(biāo)8和直線導(dǎo)軌10及激光燈3固定在游標(biāo)室11內(nèi)，游標(biāo)8上同樣固定有反光板7。游標(biāo)室11是密閉的。
[0089]實(shí)施例4
[0090]如圖3所示，在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，同樣為了平衡浮子I的浮力，給浮子I 一個(gè)向上的提升力，避免浮子I與游標(biāo)8之間在磁鋼8-2的中間形成死區(qū)，產(chǎn)生滯后，其特征在于所述的游標(biāo)8的上方或下方或側(cè)面固定浮漂12后構(gòu)成一個(gè)浮標(biāo)，所述的磁鋼8-2固定在浮標(biāo)上，位于浮標(biāo)與浮子I之間，磁極正對(duì)浮子1，在所述的游標(biāo)室11內(nèi)充入液體13。本實(shí)施例是將浮漂12穿過(guò)直線導(dǎo)軌固定在游標(biāo)8的下方。
[0091]實(shí)施例5
[0092]如圖4所示，浮漂14正中套入直線軸承8固定后構(gòu)成一個(gè)浮標(biāo)，所述的磁鋼8-2固定在浮漂14上，位于浮漂14與浮子I之間，磁極正對(duì)浮子，在所述的游標(biāo)室11內(nèi)充入液體13。
[0093]所述浮標(biāo)的比重小于所述的游標(biāo)室11內(nèi)液體13的比重，且浮標(biāo)所受的浮力減去浮標(biāo)的重力等于浮子的重力減去浮子浸入液體大約一半時(shí)浮子所受的浮力。
[0094]出于量程大時(shí)對(duì)直線導(dǎo)軌10剛度的要求，其特征在于所述的直線軸承8-1是開(kāi)口軸承，所述的直線導(dǎo)軌10是帶有與導(dǎo)軌平行的固定底座的導(dǎo)軌。
[0095]實(shí)施例6
[0096]如圖5和圖6所示的浮子式液位計(jì)，包括非鐵磁性材質(zhì)的磁子室2、鐵磁性材質(zhì)的球形浮子1、浮子室外的游標(biāo)15 ;
[0097]其特征在于:
[0098]所述的游標(biāo)15包括磁鋼15-3和三個(gè)以上的萬(wàn)向軸承15_1及一張板15_2，所述的三個(gè)萬(wàn)向軸承15-1呈正三角形分布固定在板15-2的正對(duì)浮子室2的平面上，板15-2上固定有磁鋼15-3，磁鋼15-3位于板15-2和浮子室2之間，其磁極正對(duì)浮子1，萬(wàn)向軸承15_1通過(guò)磁鋼15-3與浮子I之間的磁耦合力實(shí)現(xiàn)與所述浮子室2的外壁相貼緊。
[0099]為了防止游標(biāo)15沿板15-2的軸線旋轉(zhuǎn)后影響觀測(cè)，其特征在于板15_2是圓形的。
[0100]為了防止游標(biāo)15在浮子室2外沿浮子室2的軸線做環(huán)向運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的難以觀測(cè)的問(wèn)題，其特征在于所述的浮子室2的外壁自上而下設(shè)有一個(gè)平行于浮子室軸線的平面19。游標(biāo)15在這個(gè)平面19上運(yùn)動(dòng)。
[0101]為了指示清晰準(zhǔn)確，其特征在于板15-2的中心固定有軸15-4，通過(guò)軸15-4聯(lián)接一個(gè)可繞軸15-4自由旋轉(zhuǎn)的醒目的指針15-5，指針15-5的下方固定有配重15_6，以保證指針15-5始終是水平的。
[0102]為了平衡，所述的磁鋼15-3是圓形的。磁鋼15-3與板15_2同軸固定，在這種情況下，會(huì)有二個(gè)軸承15-1同時(shí)處于板15-2中心的下方。
[0103]為了便于夜間或黑暗場(chǎng)合的觀測(cè)，其特征在于板15-2是圓形時(shí)，板15-2是圓錐臺(tái)形，在浮子室2外的上方固定一個(gè)激光燈3，燈光直射在圓錐臺(tái)形板15-2的徑向外表面16上。在靠近圓錐臺(tái)形板15-2的直徑小的一端的附近，垂直于地面固定一個(gè)尺6，燈光通過(guò)圓錐臺(tái)形板15-2的徑向外表面16反射到尺6上。
[0104]實(shí)施例7
[0105]如圖7、8所示，所述的游標(biāo)18上的板18-2是方形的，所述的三個(gè)萬(wàn)向軸承18_1呈三角形分布固定在板18-2的正對(duì)浮子室2的平面上，其中的一個(gè)萬(wàn)向軸承18-1布置在板18-2的平面中心線的正上方，另外兩個(gè)萬(wàn)向軸承18-1對(duì)稱于這個(gè)中心線布置在板18-2的下方。其上的磁鋼18-3靠近上方的軸承18-1并位于這個(gè)軸承18-1的下方，以保證板18-2的重心位于下方，以保證板的上邊是水平的。
[0106]為了便于夜間或黑暗場(chǎng)合的觀測(cè)，其特征在于板18-2是方形時(shí)，板18-2的上頂邊有一個(gè)斜沿17，在浮子室2外的上方固定一個(gè)激光燈3，燈光直射在斜沿17的外表面上。在正對(duì)斜沿17的附近，垂直于地面固定一個(gè)尺6，燈光通過(guò)斜沿17的表面反射到尺6上。
[0107]為了指示清晰準(zhǔn)確，其特征在于板18-2的中心固定有軸18-4，通過(guò)軸18_4聯(lián)接一個(gè)可繞軸18-4自由旋轉(zhuǎn)的醒目的指針18-5，指針18-5的下方固定有配重18_6，以保證指針18-5始終是水平的。
[0108]實(shí)施例8
[0109]如圖9所示，為了更加清晰的顯示或便于夜間或黑暗場(chǎng)合的觀測(cè)，在實(shí)施例7的基礎(chǔ)上，將圖8所示的平面19垂直于地面一分為二，即其特征在于所述的浮子室2外側(cè)的平面19是由相鄰的二張對(duì)稱于浮子室2軸線的長(zhǎng)條矩形平板20和20 ‘組成的，游標(biāo)18上的板18-2下方的二個(gè)軸承18-1在磁耦合力的作用下分別與二張板20和20 ‘貼緊。所述的二張板20和20 ‘具有導(dǎo)電性，二張板20和20 ‘之間及二張板與外界是絕緣的。所述的游標(biāo)18上的板18-2是絕緣的，在下方的二個(gè)軸承18-1之間安裝有光源21，所述光源21通過(guò)導(dǎo)線分別連接下方的二個(gè)軸承18-1。分別在這二個(gè)板20和20 ‘上接上供電線路，即可點(diǎn)亮光源21。
[0110]實(shí)施例9
[0111]如圖10所示，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳，在實(shí)施例8的基礎(chǔ)上，其特征在于二張板20和20 ‘之一自上而下密集的螺旋纏繞有電阻絲22。測(cè)量二個(gè)軸承18-1及相連的導(dǎo)線與板20和20 ‘和其上的電阻絲22構(gòu)成的回路的電阻值，即可計(jì)算出液位。
[0112]實(shí)施例10
[0113]如圖11所示，比如在高溫高壓或高壓低密度介質(zhì)的場(chǎng)合，由于浮子I的壁厚較厚，浮子I的比重大于被測(cè)介質(zhì)的比重，為了平衡浮子I的重力，給浮子I 一個(gè)向上的提升力，在上述方案的基礎(chǔ)上增設(shè)了定滑輪4和平衡錘9及聯(lián)接繩或聯(lián)接帶5，所述定滑輪4固定于浮子室2外側(cè)上方，聯(lián)接繩或聯(lián)接帶5繞過(guò)定滑輪4，兩端分別聯(lián)接所述平衡錘9和游標(biāo)18。
[0114]常規(guī)場(chǎng)合下，平衡錘9的重量大于游標(biāo)18的重量以使浮子I與游標(biāo)18始終形成上下之間的拉力，避免浮子I與游標(biāo)18之間在磁鋼18-3的中間形成死區(qū)，產(chǎn)生滯后。這個(gè)拉力的大小，以大于浮子室2外的機(jī)械摩擦力且小于浮子I與游標(biāo)18的上下最大磁親合力再減去機(jī)械摩擦力。浮子I的重力大于平衡錘9的重力減去游標(biāo)18的重力且小于浮子I與游標(biāo)18耦合分離時(shí)所需的拉力再減去機(jī)械摩擦力，并留有安全裕量。因游標(biāo)18下降時(shí)，需克服機(jī)械摩擦力，浮子I運(yùn)動(dòng)時(shí)亦有機(jī)械摩擦力。如:浮子I重量減去浮子I浸入液體一半時(shí)所受的浮力等于平衡錘9的重量減去游標(biāo)18的重量再減去機(jī)械摩擦力。此時(shí)，磁耦合力必須大于平衡錘9的重力減去游標(biāo)18的重力再加上機(jī)械摩擦力。
[0115]實(shí)施例11
[0116]如圖12所示，為了防塵防水，所述的浮子室2外毗鄰設(shè)置一個(gè)非鐵磁性材料制作的外側(cè)透明的游標(biāo)室20，游標(biāo)室20靠近浮子室2的內(nèi)側(cè)表面是一個(gè)平行于浮子室2軸線的平面，將游標(biāo)18等裝入游標(biāo)室20。游標(biāo)室20是密閉的。
[0117]同樣為了平衡浮子I的浮力，給浮子I 一個(gè)向上的提升力，其特征在于所述的游標(biāo)18的板18-2上遠(yuǎn)離浮子室2的平面上固定浮漂21或在游標(biāo)18的上方或下方固定浮漂21后構(gòu)成一個(gè)浮標(biāo)，所述的磁鋼18-3靠近浮子，磁極正對(duì)浮子，在所述的游標(biāo)室20內(nèi)充入液體13。本實(shí)施例是將浮漂21置于游標(biāo)18的側(cè)面。
[0118]所述浮標(biāo)的比重小于所述游標(biāo)室20內(nèi)液體的比重，且浮標(biāo)所受的浮力減去浮標(biāo)的重力等于浮子I的重力減去浮子I浸入液體大約一半時(shí)浮子所受的浮力。
[0119]出于耐高溫的考慮，所述的鐵磁性材料的浮子I外包覆耐高溫的高合金鋼層或所述鐵磁性材質(zhì)即為高合金鋼。
[0120]出于耐腐蝕的考慮，所述鐵磁性材質(zhì)的浮子I外包覆防腐蝕層。
[0121]為了降低球形浮子I的重量，浮子I做成中空的。
[0122]為了便于觀測(cè)，降低摩擦力，提高測(cè)量精度，避免游標(biāo)室11和20內(nèi)的介質(zhì)揮發(fā)影響使用，游標(biāo)室11或20內(nèi)的液體介質(zhì)13采用透明并有潤(rùn)滑性能的介質(zhì)，如變壓器油或食用油等。
[0123]為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳，所述的磁鋼8-2或15-3或18_3附近自上而下垂直于地面排列磁敏元件。
[0124]本實(shí)用新型上述方案的任何一種組合均在保護(hù)范圍內(nèi)。
[0125]發(fā)明人做過(guò)多年設(shè)備管理，做過(guò)壓力容器和管道設(shè)計(jì)，研宄過(guò)多種液位計(jì)。做了許多實(shí)驗(yàn)。選擇這樣的方案是在經(jīng)過(guò)多種實(shí)驗(yàn)后，對(duì)比多種設(shè)計(jì)，加之考慮節(jié)能、成本、可靠性、可維修性、適用的工藝條件、市場(chǎng)需求性、可加工性以及旨在解決現(xiàn)有的技術(shù)難題等種種因素基礎(chǔ)上，并對(duì)浮子與浮子室進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和材料選擇后設(shè)計(jì)出的優(yōu)選方案；經(jīng)樣機(jī)和大量實(shí)驗(yàn)證明，本實(shí)用新型所公開(kāi)的浮子式液位計(jì)解決了高溫高壓或高壓低密度介質(zhì)中液位測(cè)量的難題，測(cè)量精度高；而且結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，使用方便，制造及維護(hù)成本很低，適用廣泛，是一種物美價(jià)廉且顯示醒目直觀的就地指示式儀表，市場(chǎng)需求極大。
[0126]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種浮子式液位計(jì)，包括非鐵磁性材質(zhì)的浮子室、鐵磁性材質(zhì)的球形浮子、浮子室外的游標(biāo)； 其特征在于: 所述的游標(biāo)包括磁鋼和一個(gè)直線軸承； 所述的磁鋼固定在直線軸承上； 所述的浮子室外平行于浮子室的軸線毗鄰固定一根直線導(dǎo)軌，直線軸承穿在直線導(dǎo)軌上; 所述的磁鋼位于直線軸承和浮子室之間，其磁極正對(duì)浮子，直線軸承通過(guò)磁鋼與浮子之間的磁耦合力實(shí)現(xiàn)與所述的直線導(dǎo)軌相貼緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 所述的浮子室外毗鄰設(shè)置一個(gè)非鐵磁性材料制作的透明的游標(biāo)室，將游標(biāo)和導(dǎo)軌及激光燈固定在游標(biāo)室內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 所述的游標(biāo)的上方或下方或側(cè)面固定浮漂后構(gòu)成一個(gè)浮標(biāo)，或浮漂正中套入直線軸承固定后構(gòu)成一個(gè)浮標(biāo)； 所述的磁鋼固定在浮標(biāo)上，位于浮標(biāo)與浮子之間，磁極正對(duì)浮子，在所述的游標(biāo)室內(nèi)充入液體。
4.一種浮子式液位計(jì)，包括非鐵磁性材質(zhì)的磁子室、鐵磁性材質(zhì)的球形浮子、浮子室外的游標(biāo)； 其特征在于: 所述的游標(biāo)包括磁鋼和三個(gè)以上的萬(wàn)向軸承及一張與浮子室平行的板； 所述的三個(gè)萬(wàn)向軸承呈正三角形分布固定在板的正對(duì)浮子室的平面上，板上固定有磁鋼，磁鋼位于板和浮子室之間，其磁極正對(duì)浮子，萬(wàn)向軸承通過(guò)磁鋼與浮子之間的磁耦合力實(shí)現(xiàn)與所述浮子室的外壁相貼緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 板是圓形的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 所述的浮子室的外壁自上而下設(shè)有一個(gè)平行于浮子室軸線的平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 所述的游標(biāo)上的板是方形的； 所述的三個(gè)萬(wàn)向軸承呈三角形分布固定在板的正對(duì)浮子室的平面上，其中的一個(gè)萬(wàn)向軸承布置在板的平面中心線的正上方，另外兩個(gè)萬(wàn)向軸承對(duì)稱于這個(gè)中心線布置在板的下方，其上的磁鋼靠近上方的軸承并位于這個(gè)軸承的下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 所述的浮子室外側(cè)的平面是由相鄰的二張對(duì)稱于浮子室軸線的長(zhǎng)條矩形平板組成的，游標(biāo)上的板下方的二個(gè)軸承在磁耦合力的作用下分別與二張板貼緊； 所述的二張板具有導(dǎo)電性，二張板之間及二張板與外界是絕緣的； 所述的游標(biāo)上的板是絕緣的，在下方的二個(gè)軸承之間安裝有光源； 所述光源通過(guò)導(dǎo)線分別連接下方的二個(gè)軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 二張板之一自上而下密集的螺旋纏繞有電阻絲。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或4任一所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 增設(shè)了定滑輪和平衡錘及聯(lián)接繩或聯(lián)接帶，所述定滑輪固定于浮子室外側(cè)上方，聯(lián)接繩或聯(lián)接帶繞過(guò)定滑輪，兩端分別聯(lián)接所述平衡錘和游標(biāo)。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 所述的浮子室外毗鄰設(shè)置一個(gè)非鐵磁性材料制作的外側(cè)透明的游標(biāo)室，游標(biāo)室靠近浮子室的內(nèi)側(cè)表面是一個(gè)平行于浮子室軸線的平面，將游標(biāo)裝入游標(biāo)室，游標(biāo)室是密閉的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的浮子式液位計(jì)，其特征在于: 所述的游標(biāo)的板上遠(yuǎn)離浮子室的平面上固定浮漂或在游標(biāo)的下方固定浮漂后構(gòu)成一個(gè)浮標(biāo)，在游標(biāo)室內(nèi)充入液體。
【文檔編號(hào)】G01F23/72GK204177451SQ201420640215
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】王嘉賢, 李本峰, 章洪恩, 梁有祥, 侯憲華, 王曉日 申請(qǐng)人:大連康維科技有限公司