一、概述

　　在真空壓力浸漬(以下簡(jiǎn)稱VPI)設(shè)備中，浸漬所用絕緣漆的液位測(cè)量和控制通常采用磁翻轉(zhuǎn)液位計(jì)、電容式物位計(jì)及浮球等來實(shí)現(xiàn)。在我們?yōu)楹�南某電機(jī)廠設(shè)計(jì)制造的VPI設(shè)備中，由于該廠要求VPI工藝過程的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)顯示，這就要求真空、壓力、液位等有關(guān)參數(shù)的測(cè)量?jī)x表必須提供與計(jì)算機(jī)的接口。其中液位測(cè)量參數(shù)的動(dòng)態(tài)傳輸有一定的困難：一是該傳感器必須能夠工作在環(huán)境壓力變化且有可燃性氣體的條件下；二是傳感器輸出的必須是模擬信號(hào)；三是能夠提供計(jì)算機(jī)接口。以往通常采用的液位測(cè)量裝置已不能滿足要求，為此，我們專門設(shè)計(jì)了一種液位計(jì)。該液位計(jì)采用了先進(jìn)的磁傳動(dòng)技術(shù)，能夠滿足以上的技術(shù)要求，成本低且同時(shí)具有數(shù)顯和控制功能。在實(shí)際應(yīng)用中，使該電機(jī)廠VPI設(shè)備實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)顯示，同時(shí)通過幾年來的改進(jìn)，其穩(wěn)定性得到了大大增加。在我們近幾年設(shè)計(jì)的VPI設(shè)備中已全部采用該液位計(jì)，得到了用戶的贊賞。

二、磁傳動(dòng)式浮球液位計(jì)的結(jié)構(gòu)及原理

　　該液位計(jì)主要由傳感器及儀表組成, 傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示，主要組成部分見圖注。

1—浮球　2—軟繩　3—主動(dòng)磁鐵　4—發(fā)條輪　5—軸　6—發(fā)條　7—腔　8—從動(dòng)磁鐵　9—齒輪　10—腔　11—齒輪　12—電位器

圖1　液位計(jì)傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

　　其中腔1 為密封腔, 連接被測(cè)系統(tǒng)上, 使浮球浮于被測(cè)量的液面上。當(dāng)液面下降時(shí), 浮球下降拉動(dòng)軟繩使發(fā)條輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng); 當(dāng)液面上升時(shí), 浮球上升, 發(fā)條輪靠發(fā)條的力量逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)使軟繩拉緊。發(fā)條輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過主動(dòng)磁鐵與從動(dòng)磁鐵的磁力偶合將扭矩傳遞給齒輪1, 再經(jīng)齒輪2, 使電位器內(nèi)的動(dòng)片轉(zhuǎn)動(dòng)。在定片和動(dòng)片之間的轉(zhuǎn)動(dòng)接觸中存在變化的電阻, 將電位器接通電源后又產(chǎn)生變化的電壓。通過測(cè)量電位器電壓或電阻的變化就可行到液位的相對(duì)高度。

　　儀表是根據(jù)我們的要求由儀表廠制作的，其基本電氣結(jié)構(gòu)框圖如圖2 所示。

圖2　液位計(jì)的基本電氣結(jié)構(gòu)框圖

三、液位計(jì)的性能及技術(shù)指標(biāo)

　　由于傳感器采用了磁傳動(dòng)技術(shù), 使電氣元件與罐內(nèi)完全隔離, 且采用低電壓、電流測(cè)量, 起到了防爆的作用。從整體來看, 液位的變化與電位器的變化為線性關(guān)系, 易于儀表的測(cè)量轉(zhuǎn)換。而且根據(jù)實(shí)際需要, 該液位計(jì)可提供標(biāo)準(zhǔn)的0～5V 模擬信號(hào)。在該電機(jī)廠VPI 設(shè)備中, 由于計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)顯示的需要, 液位計(jì)為計(jì)算機(jī)提供了0～5V 的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào), 具體的技術(shù)指標(biāo)如下。

　　傳感器:

　　1.電源電壓: 5V;2.輸出信號(hào): 0～5V。

　　儀表:

　　1.輸入信號(hào)：0～5V;2.測(cè)量范圍：0～500cm;3.輸出信號(hào)：0～5V;4.誤差：±1cm;5.5V標(biāo)準(zhǔn)電源輸出;6.上下限繼電器輸出。

　　在以后的VPI 設(shè)備中，由于不需要計(jì)算機(jī)接口，所以我們又對(duì)液位計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，將儀表輸入信號(hào)改為電阻型，降低了成本。在湖北某內(nèi)燃機(jī)車廠等6個(gè)廠家的VPI設(shè)備中使用效果很好。其具體的技術(shù)指標(biāo)如下：

　　1.儀表輸入信號(hào)：0～4.7k8;2.測(cè)量范圍：0～500cm;3.誤差：±1cm;4.上下限繼電器輸出;

　　由于在VPI 設(shè)備中液位計(jì)主要不是用于測(cè)量液面精確位置而側(cè)重控制輸回漆的自動(dòng)過程，因此該液位計(jì)的顯示精度沒有設(shè)計(jì)太高。在實(shí)際使用中我們對(duì)液位計(jì)作了誤差計(jì)算，其實(shí)際誤差值比顯示誤差要小得多。因此只要提高顯示精度，該液位計(jì)的精度就會(huì)得到很大的提高。

四、結(jié)束語

　　該液位計(jì)自1993年設(shè)計(jì)并投入使用以來，通過在很多廠家VPI設(shè)備的使用和設(shè)計(jì)上的逐步改進(jìn)，其結(jié)構(gòu)已基本完善。特別是從近幾年設(shè)計(jì)的VPI設(shè)備使用情況來看，其工作穩(wěn)定、可靠，且同時(shí)具有顯示和控制功能，是其它VPI設(shè)備中液位計(jì)所沒有的。也正是由于該液位計(jì)成功設(shè)計(jì)，使我所設(shè)計(jì)的VPI設(shè)備實(shí)現(xiàn)了液位的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)顯示功能。