专利名称：一种可连续测量液位高度的浮子液位传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液位传感器，尤其涉及用于高温金属液和腐蚀性液体的浮子液位传感器，属冶金、化工和材料加工设备技术领域。
现有的镁合金熔化保温炉液位传感器多为触点式结构，靠在坩埚内设置不同触点与合金液面构成的回路来确定液位高度。当金属液面高度到达该设定触点时，该触点会输出一个相反状态信号，根据各触点给出的状态信号，可以判断金属液面所到达的位置。此种结构的液位传感器检测的液位高度时断时续，只能测出合金液位是否达到所设定触点的位置高度，而在各触点之间的高度无法测量。该种结构的液位传感器一般用于测量和限制金属液面的极限位置，如测量防止溢流的上极限位置或测量必须加料或可以进行输液的下极限位置等。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的一种可连续测量液位高度的浮子液位传感器，其特征在于该液位传感器主要包括浮子、压力传感器和杠杆式横梁，所述的浮子固定在横梁的一端，其横梁的另一端用铰链固定在基础上，所述的压力传感器作为横梁的支点与横梁中间部分的某一点接触。
本发明中所述的浮子为上、下横截面面积相同的柱状体，可根据所测液体的温度和性质选用不同材料的浮子，浮子的密度应大于被测液体的密度。
本发明具有以下优点及突出性进步本发明利用杠杆原理和压力传感器把浮力信号转变为压力信号，可使信号采集点远离被测液体，且容易实现动密封。对于不同温度且具有腐蚀性的液体，通过选用不同材料的浮子，可实现实时连续测量金属液位的高度，克服了被测液因温度高和具有腐蚀性所造成的测量不便的困难；具有结构简单，更换方便，适用范围广和易于实现自动控制等优点。
图中1—被测液体容器；2—浮子；3—杠杆式横梁；4—压力传感器；5—固定压力传感器和转轴的基础；6—转轴；7—被测液体。
如

图1所示，本发明所提供的浮子液位传感器是采用杠杆和浮力原理所设计的，主要由杠杆式横梁3，压力传感器4和浮子2组成，所述的浮子2紧固在横梁的一端，其横梁的另一端通过用转轴6固定在基础5上，所述的压力传感器4作为横梁的支点与横梁中间部分的A点接触。
压力传感器4和转轴固定在被测液体容器1的外部，转轴6上的O点为横梁3的一个支点，横梁3可以绕转轴6上的O点转动；A为压力传感器的位置，它是横梁的另一个支点；横梁应保持水平。浮子2固定在横梁的B点，浮子受到的重力G和浮力F可通过横梁3传递给压力传感器4。浮子2的长度足够长，使正常工作条件下液面能够浸没浮子，浮子的底部距离容器底部一定距离，使之不受到容器底部或容器内沉淀物的支撑。浮子2采用上、下横截面面积相同的柱状体，浮子的密度应大于被测液体的密度，以保证浮子所受的浮力与浸没在金属液中的浮子高度成正比。
下面通过对镁金属液的液位测量进一步说明本发明的机理。
本发明利用浮力原理，采用压力传感器测量浮子在镁液中的重量，采用不与镁合金液发生反应的20#碳钢作为浮子，其密度大于镁合金液的密度。此时浮子在镁液中的重量等于浮子在空气中的重量减去浮子受到的浮力。当金属液位变化时，浮子受到的浮力发生变化，压力传感器读数也将发生变化。反过来，根据压力传感器的读数变化便可推算出金属液位的变化。
设BO为L2，AO为L1，浮子的截面面积为S，浮子的底部距离容器底部的距离为Ho，被测液体7的液面的高度为H，镁金属液密度为ρ，当金属液面高度低于H0时，传感器读数为N0，；当金属液面高度超过H0后，浮子受到浮力，此时压力传感器的读数为N，金属液高度H可通过传感器读数算出。
根据杠杆定律和浮力原理有ρ·g·V·L2＝(N0-N)·L1其中V＝S(H-H0)
所以有H=(N0-N)·L1S·ρ·g·L2+H0]]>压力传感器4的读数N与液位高度H呈线性关系，根据传感器读数和上式可获得金属液位高度H。实际使用时，可采用计算机采集压力传感器的读数，通过编制相应的计算程序，直接获得所测液位的高度。
权利要求
1.一种可连续测量液位高度的浮子液位传感器，其特征在于该液位传感器主要包括浮子、压力传感器和杠杆式横梁，所述的浮子固定在横梁的一端，其横梁的另一端用铰链固定在基础上，所述的压力传感器作为横梁的支点与横梁中间部分的某一点接触。
2.按照权利要求1所述的浮子液位传感器，其特征在于所述的浮子为上、下横截面面积相同的柱状体，其密度大于被测液体的密度。
全文摘要
一种可连续测量液位高度的浮子液位传感器，涉及用于高温金属液和腐蚀性液体的液位传感器的结构设计。该液位传感器主要由杠杆式横梁，压力传感器和浮子组成。本发明利用杠杆及浮力原理，对于不同温度且具有腐蚀性的液体，通过选用不同材料的浮子，可实现实时连续测量液位的高度，克服了被测液体因温度高或具有腐蚀性所造成的测量不便的困难；具有结构简单，更换方便，适用范围广、易于实现自动控制等优点。
文档编号G01F23/14GK1472512SQ0310913
公开日2004年2月4日 申请日期2003年4月4日 优先权日2003年4月4日
发明者李培杰, 曹福洋, 何良菊, 刘群 申请人:清华大学