一种基于双电子仓的超长量程磁致伸缩液位计

技术领域

本发明涉及液体液位测量技术领域的一种磁致伸缩液位计，尤其是涉及了一种基于双电子仓的超长量程磁致伸缩液位计。

背景技术

磁致伸缩液位计是一种基于磁致伸缩材料的魏德曼效应研制的一种新型的测量液位液面高度的测量工具。可同时测量多个液面液位，精度高，安装方便。传统磁致伸缩液位计产生的机械波只能探测15至20M的量程，不能满足在石油天然气开采行业中油罐油量的测量以及海洋环境液面检测中的超长量程需求。

发明内容

为了解决了现有磁致伸缩液位计的量程不足缺陷，本发明提供了一种基于双电子仓的超长量程磁致伸缩液位计，采用上下两个电子仓接收探测杆上浮球信号，避免了磁致伸缩液位计产生的机械波在长量程中的衰减导致量程不足的问题，达到了35M至40M的超长量程液面检测需求要求。

本发明的技术方案如下：

本发明包括显示表头、上端电子仓、下端电子仓、固定法兰、探测杆、波导丝、屏蔽绝缘层套筒、液位浮球和限位环；

探测杆内同轴安装有波导丝，探测杆外同轴套装有屏蔽绝缘层套筒，屏蔽绝缘层套筒的上下端分别固定安装有上端电子仓和下端电子仓，上端电子仓上还安装有显示表头，上端电子仓和下端电子仓均与显示表头电连接；上端电子仓的的下端固定安装有固定法兰，靠近下端电子仓的屏蔽绝缘层套筒固定安装有限位环，固定法兰和限位环之间的屏蔽绝缘层套筒中套装有液位浮球，固定法兰和限位环用于对液位浮球进行限位。

所述液位浮球位于屏蔽绝缘层套筒的上半部分时，上端电子仓接收磁致伸缩超声导波信号；所述液位浮球位于屏蔽绝缘层套筒的下半部分时，下端电子仓接收磁致伸缩超声导波信号。

所述的上端电子仓内设置有信号同步模块，信号同步模块用于保证上端电子仓与下端电子仓同步接收磁致伸缩超声导波信号。

所述探测杆的外圆周侧面开设有轴向凹槽，下端电子仓与显示表头通过有线通信连接线电连接，有线通信连接线设置在轴向凹槽中。

所述显示表头用于接收所述上端电子仓和下端电子仓的磁致伸缩超声导波信号，显示液位浮球的位置。

所述固定法兰与上端电子仓之间螺纹固定连接。

所述限位环与下端电子仓之间间隔布置。

本发明有益效果如下：

1)本发明液位计的液位浮球在探测杆上半部分时的信号由上端电子仓接收，液位计的浮球在探测杆下半部分是的信号由下端电子仓接收，实现了传统磁致伸缩液位计的两倍量程测量。

2)本发明应用了绝缘屏蔽层套筒，隔绝了外界电磁场对波导丝的干扰。

3)本发明现场安装拆卸灵活方便，限位环对液位浮球起到限位作用防止浮球掉落。

4)本发明的下端电子仓同时起到铅锤重物作用，保证液位计的测量准确。

附图说明

附图用于提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施方式一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的横截面示意图；

图中：显示表头1，上端电子仓2，下端电子仓3，固定法兰4，探测杆5，波导丝6，屏蔽绝缘层套筒7，液位浮球8，限位环9。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明包括显示表头1、上端电子仓2、下端电子仓3、固定法兰4、探测杆5、波导丝6、屏蔽绝缘层套筒7、液位浮球8和限位环9；

探测杆5内同轴安装有波导丝6，探测杆5外同轴套装有屏蔽绝缘层套筒7，屏蔽绝缘层套筒7的上下端分别固定安装有上端电子仓2和下端电子仓3，上端电子仓2上还安装有显示表头1，上端电子仓2和下端电子仓3均与显示表头1电连接；上端电子仓2的下端通过螺纹固定安装有固定法兰4，靠近下端电子仓3的屏蔽绝缘层套筒7通过螺栓固定安装有限位环9，固定法兰4和限位环9之间的屏蔽绝缘层套筒7中套装有液位浮球8，固定法兰4和限位环9分别用于对液位浮球8进行上下限位。

具体实施中，将上端电子仓2下端面与下端电子仓3上端面分别作为该液位计量程的上下端点。液位浮球8的中部开设有通孔，波导丝6两端通过上端电子仓2和下端电子仓3同时施加一查询脉冲，查询脉冲以光速在波导丝周围形成周向安倍环形磁场。液位浮球8随液面高低上下移动，液位浮球8内的永磁体产生偏置永磁磁场，周向安倍环形磁场与液位浮球8的偏置永磁磁场发生耦合作用时，会在波导丝表面形成魏德曼效应扭转应力波，磁致伸缩超声导波信号向波导丝两端传播，传向波导丝两端的磁致伸缩超声导波信号被检波装置(即上端电子仓2和下端电子仓3)接收，上端电子仓2和下端电子仓3中的控制模块计算出查询脉冲与接收信号之间的时间差，再乘以扭转应力波在波导材料中的传播速度，即可计算出扭转应力波发生位置与测量基准点间的距离，也即液位浮球8在该瞬时相对于测量基准点间的绝对距离，从而测量液面，显示在显示表头1上。上端电子仓2和下端电子仓3均会接收磁致伸缩超声导波信号，但是液位浮球8位于屏蔽绝缘层套筒7的上半部分时，仅有上端电子仓2接收磁致伸缩超声导波信号；液位浮球8位于屏蔽绝缘层套筒7的下半部分时，仅有下端电子仓3接收磁致伸缩超声导波信号；液位浮球8位于探测杆5(即屏蔽绝缘层套筒7)的正中间时，上端电子仓2和下端电子仓3均接收磁致伸缩超声导波信号，此时以上端电子仓2所接收信号为准。

上端电子仓2内设置有信号同步模块，信号同步模块用于保证上端电子仓2与下端电子仓3同步接收磁致伸缩超声导波信号。显示表头1接收上端电子仓2和下端电子仓3的信号，显示液位浮球8的位置。

探测杆5的外圆周侧面开设有轴向凹槽，下端电子仓3与显示表头1通过有线通信连接线电连接，然后将磁致伸缩超声导波信号发送给显示表头1，有线通信连接线设置在轴向凹槽中。

固定法兰4与上端电子仓2之间通过螺纹固定连接，固定在屏蔽绝缘层套筒7的预留安装位置处。

限位环9与下端电子仓3之间间隔布置。具体实施中，限位环9与探测杆5末端、即下端电子仓3之间间隔50mm。

液位计测量液位的下端电子仓3信号结果为液位浮球8距离下端电子仓3的距离。量程减去下端电子仓3接收信号所代表距离的结果即为液位浮球8的位置。即：假设下端电子仓3的上端面与上端电子仓2的下端面距离为L，此时由于信号衰减，上端电子仓2已无法接收到可靠信号。传统磁致伸缩液位计亦由于信号衰减无法接收信号，即超出其量程范围。但本发明中，下端电子仓3可接收信号，计算处理后得到液位浮球8与下端电子仓3上端面距离值为Y，则液位计实际深度为X＝L-Y，并通过后续同步显示模块的处理显示在显示表头1上。下端电子仓3实现了传统磁致伸缩液位计超量程后的液位测量，使得本液位计的量程为传统磁致伸缩液位计量程的两倍，实现了超长量程测量。

具体安装时，先根据容器里不同界面类型，穿上液位浮球8或者将液位浮球换为界面浮球，然后将固定法兰(4)穿过上端电子仓(2)，在上端电子仓(2)末端的外螺纹段旋紧固定，在距离探测杆(5)末端50mm处固定有限位环(9)以防止液位浮球(8)跌落。上端电子仓(2)探测杆(5)与下端电子仓(3)为防水密封组装，不可拆分。最后把液位计缓慢放入容器中，通过固定法兰(4)，锁紧固定螺栓，与容器相固定。