[實用新型]數字液位指示變送器

無效

• 申請號: 92215695.6
• 申請日: 1992-06-15
• 公開（公告）號: CN2128001Y
• 公開（公告）日: 1993-03-10
• 發明（設計）人: 趙信;戴林龍;朱唯善
• 申請（專利權）人: 上海自動化儀表五廠
• 主分類號: G01F23/40
• 分類號: G01F23/40
• 代理公司: 機械電子工業部上海專利事務所
• 代理人: 俞宗耀,歐陽堅

本實用新型涉及一種數字液位指示變送器，適用于貯液罐內液位精確測量，測量值既可就地顯示，又可信號遠傳。

中國實用新型專利公報CN2067401U公告了一種數字液位計，它包括滑輪、滑輪帶動的碼盤、一端連接浮子另一端通過滑輪連接平衡器的帶子。平衡器可以是重錘也可以是發條機構，碼盤上有一條環形碼道，對準碼道安裝兩光電發訊元件以獲取計數信號。這種數字液位計具有結構簡單、數字顯示的優點，精度達0.5級。但它還不具備二線制電流變送電路，不能用于需信號遠傳的場合。此外，當貯液罐內液位變化如液位上升時，滑輪連接浮子的測量帶長度縮短自重減輕，滑輪另一側連接重錘的測量帶長度伸長自重增加，這兩者都將帶來測量誤差；即使用發條機構替代重錘，浮子一側測量帶自重變化引起的誤差仍不能消除，同時發條機構的磨擦阻力和力矩的變化還會引進新的誤差，以致測量精度難以進一步提高。

本實用新型的目的是提供一種結構簡單、量程寬、精度高、具有就地數字顯示和信號可二線制4－20mA傳輸的液位變送器。

為完成上述目的所采用的技術方案是：本實用新型由電傳感器、數顯變送器和懸掛式浮子導向機構三大部分組成，傳感器安裝在貯罐頂部，通過電纜與安裝在便于觀察位置的數顯變送器連接，懸掛式浮子導向機構懸吊在傳感器底端。

傳感器包括帶針計數輪、磁隔離耦合器、碼盤、一端懸吊浮子另一端繞過帶針計數輪纏繞在收帶盤上的穿孔測量鋼帶、向收帶盤提供收緊力矩的恒力彈簧等部分。碼盤上有五個同心的環形碼道，采用五碼元格雷碼編碼，在同一矢經上對準每一碼道安置一觸絲組成觸絲組，從碼盤上讀取信號并通過電纜將該信號輸送到數顯變送器；

數顯變送由D／A轉換二線制4－20mA變送電路和由該變送電路供電的譯碼計數顯示電路組成。譯碼計數顯示電路采用CMOS邏輯電路。D／A轉換型二線制4－20mA變送電路兩端可調穩流源（IC1、Ro）、電壓基準（IC2）、單片R－2R網絡D／A集成塊（IC3）、反饋控制放大器（IC4）、等電位隔離放大器（IC5）和采樣電阻（R1）所組成，采用等電位隔離技術控制電流的流向，調零和調滿相互獨立和使反饋電阻RF與R－2R網絡得到最佳匹配等措施保證D／A轉換系數，提高電路的溫度穩定性。

懸掛式浮子導向機構用插銷或螺釘懸掛在傳感器底部。

本實用新型實施例結合附圖作詳細描述：

圖1為本實用新型三大部分連接示意圖；

圖2為傳感器原理示意圖；

圖3為D／A轉換型二線制4－20mA變送電路原理圖；

圖4為懸掛式浮子導向機構結構示意圖。

本實用新型如圖1所示，由傳感器（1）、數顯變送器（2）和懸掛式浮子導向機構（3）組成。傳感器（1）安裝在罐頂，通過電纜與安裝在便于觀察位置上的數顯變送器（2）相連接，懸掛式浮子導向機構（3）懸吊在傳感器（1）的底部。

圖（2）為傳感器（1）原理示意圖。由圖可見傳感器（1）包括帶針計數輪（6），通過磁隔離耦合器（7）帶動的碼盤（8），一端懸吊浮子（4）繩索另一端繞過帶針計數輪（6）纏繞在收帶盤（11）上和穿孔測量鋼帶（5），向收帶盤（11）提供收緊力矩的恒力彈簧（10），從碼盤讀取碼盤信號的觸絲組（9）。磁隔離耦合器（7）由兩塊平行帶磁鋼圓板組成，其中一塊圓板位于密封的碼盤盒中直接與碼盤（8）相連，另一塊在碼盤盒外與帶針計數輪（6）相連，兩塊圓板透過碼盤吸牢同步旋轉。碼盤（8）由五個同心環形碼道組成，對準每一碼道設置一根觸絲，所有觸絲位于同一矢徑位置上組成觸絲組（9）讀取碼盤信號。碼盤信號用電纜輸送到數顯變送器（2）。碼盤用五碼元格雷編碼，碼盤分成200格，液位每變動1mm碼盤轉過一格，依據格雷碼真值 表用CMOS邏輯電路從碼盤信號中譯出十進制液位值的個位數，按個位數從0變9時退位，9變0時進位的規則，用邏輯電路產生進、退位脈沖，用一雙時鐘可逆計數器對這些脈沖計數獲得液位值的高位數。

本設計的優點是：

1、特殊設計的恒力彈簧（10），其輸出力矩自動補償穿孔測量鋼帶（5）伸出長度自重變化及收帶力矩力臂長度變化，使得作用在浮子上的凈拉力變化量足夠小，以提高儀表的精度；

2、采用觸絲組讀取碼盤信號，耗用功率極微，可以用二線制4－20mA變送電路供電，碼盤五碼元格雷碼編碼，讀碼穩定可靠分辨率高。