[發明專利]帶溫度自適應系統的插入式磁浮子液位計

在審

• 申請號: 201710145229.8
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106768189A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 鄭紅;任禮志
• 申請（專利權）人: 蘇州固宜電子科技有限公司
• 主分類號: G01F23/30
• 分類號: G01F23/30;G01K7/00;G05D23/20
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司32234
• 代理人: 張利強

技術領域

本發明涉及于工業自動化的技術領域，特別是涉及一種帶溫度自適應系統的插入式磁浮子液位計，屬于儀器儀表，直接應用于水處理，化工、船舶、石油、生物制藥、環保、市政、食品等行業。

背景技術

1) 儀表化與局部自動化(20世紀50-60年代)階段

20世紀50年代前后，磁浮子液位計在過程控制中開始得到發展。一些工廠企業實現了儀表化和局部自動化。這是磁浮子液位計在過程控制發展中的第一個階段。這個階段的主要特點是：采用的過程檢測控制儀表為基地式儀表和部分單元組合式儀表，而且多數是氣動儀表；過程控制系統的結構絕大多數是單輸入—單輸出系統；被控參數主要是液位，控制的目的主要是保持這些工藝參數的穩定、準確，確保生產安全；

2)綜合自動化(20世紀60-70年代中期)階段

在20世紀60 年代，隨著工業生產的不斷發展，對磁浮子液位計提出了新的要求；電子技術的迅速發展，也為自動化技術工具的不斷完善提供了條件，磁浮子液位計開始進入第二階段。在這一階段中，工業生產過程出現了一個車間乃至一個工廠的綜合自動化，其主要特點是：大量采用單元組合儀表(包括氣動和電動)和組裝式儀表。與此同時，計算機開始應用于過程控制領域，實現了直接數字控制(Direct Digital Control，DDC)和設定值控制(Statistical Process Control，SPC)。在自動化儀表過程控制系統的結構方案方面，相繼出現了各種復雜的控制系統，如串級控制、前饋—反饋復合控制、Smith 預估控制以及比值、均勻、選擇性控制等，一方面提高了控制質量，另一方面也滿足了一些特殊的控制要求。自動化儀表控制系統的析與綜合的理論基礎，由經典控制理論發展到現代控制理論。控制系統由單變量系統轉向多變量系統，以解決生產過程中遇到的更為復雜的問題；

3)全盤自動化(20世紀70年代中期至今)階段

20世紀70年代中期以來，隨著現代工業生產的迅猛發展，微型計算機的開發與應用，經歷三階段：

一階段的主要特點是：在新型的自動化技術工具方面，開始采用以微處理器為核心的智能單元組合儀表(包括可編程序控制器等)；成分在線檢測與數據處理的應用也日益廣泛；模擬調節儀表的品種不斷增加，可靠性不斷提高，磁浮子液位計也實現了本質安全防爆，適應了各種復雜過程控制的要求。在過程控制系統的結構方面，由單變量控制系統發展到多變量系統，由生產過程的定值控制發展到最優控制、自適應控制，由自動化儀表控制系統發展到計算機分布式控制系統等。在控制理論的運用方面，現代控制理論移用到過程控制領域，如狀態反饋、最優控制、解耦控制等在過程控制中的應用，加速了過程建模、測試以及控制方法設計、分析等控制技術和理論的發展。

當前，磁浮子液位計已進入了計算機時代，進入了所謂計算機集成過程控制系統(Computer Integrated Process System，CIPS)的時代。CIPS 利用計算機技術，對整個企業的運作過程進行綜合管理和控制，包括市場營銷、生產計劃調度、原材料選擇、產品分配、成本管理，以及工藝過程的控制、優化和管理等全過程。分布式控制系統，先進過程控制策略以及網絡技術、數據庫技術等將是實現CIPS 的重要基礎。可以預計，過程控制將在我國社會主義現代化建設過程中得到更快的發展。

目前使用的磁浮子液位計是基于浮力及磁力原理設計的。帶有磁鐵的浮球（簡稱浮球）在被測介質中的位置受浮力作用影響：液位的變化導致磁性浮子位置的變化。浮球中的磁體和導管中的傳感器（磁簧開關）作用，使導管中串聯入電路的元件（定值電阻）的數量發生變化，進而使儀表電路系統的電學量（電流值）發生改變。也就是使磁性浮子位置的變化引起電流值大小的變化，從而輸出也液位相對應電流信號或開關信號。根據客戶需求，實現自動設備的遠程控制或報警。

導管部分沉浸在被測溶液中，導管內的溫度隨液體溫度的變化而變化。導管中定值電阻，在溫度變化時阻值會產生變化，從而影響輸出電流，使輸出也液位相對應電流信號或開關信號不準確，對應的液位值誤差太大。

在溫度變化不大的情況下，實際液位偏差不大。但實際使用過程溫差很大（如液體溫度從0度到90度反復變化），輸出的信號值就不能和實際的液位精確匹配，影響設備的控制精度。

發明內容