專利名稱：遠程間接式液量顯示報警器的制作方法
技術領域：
本實用新型是液體儲存設備的液量顯示、報警器，可于任意距離顯示儲存設備內的液位、液量，達到容器極限容量時可自動報警，還可與氣動閥結合對儲存設備內液體自動限量。
已有的液位、液量顯示器如中國實用新型專利85025439描述的一種儲油罐的液位顯示計量器，由壓力傳感器、導壓管、單管微壓計刻度尺組成，該裝置存在以下缺陷。
1)刻度標定相當麻煩，對內部已儲存液體的設備，按其刻度原理無法標定。
2)其壓力傳送管道全部采用氣壓傳送，對遠距離的顯示代來較大誤差。
3)由于其壓力傳感器置于儲罐內，對于顯示裝置是否處于正常的工作狀態(例如導壓管或接頭發生故障)不能隨時檢查校正。
4)無超量報警裝置5)無自動限量功能本實用新型的目的在于提供一種裝置，其顯示液位、液量的功能不受儲存設備內是否已儲有液體的限制，也不因距離的遠近或顯示器位置的高低而代來較大誤差，對裝置的工作狀態可隨時檢查校正，同時要避免電氣設施進油庫，增加超量報警和自動限量的功能。可通過直觀讀數，較準確地讀出儲液容器內液位高度及存儲量，在環境溫度變化±40℃時，要求準確率達99.5％。
本實用新型的原理是利用氣體狀態方程式，由導壓管、補償器、顯示器、氣囊與儲油罐呼吸口構成一封閉的體系，達到顯示儲罐內液位及液量的目的。用單管微壓計作為顯示器，由其上端接入兩個連有警鈴和氣動閥的電接頭，又可達到超量報警和自動限量的目的。
以下結合
本實用新型的原理及作用。
圖1，遠程間接式液位、液量顯示器構成示意圖。
虛線框(1)－－顯示裝置。
虛線框(2)－－報警裝置虛線框(3)－－自動限量執行裝置。
1－－壓力信號取樣閥2－－液壓傳遞管3－－補償器4－－零位校正泄壓閥5－－氣體導壓管6－－顯示器箱體7－－刻度尺8－－單管微壓顯示器9－－防爆隔離器10－－背壓管11－－電源插頭12－－敏感元件13－－警 燈14－－警 鈴15－－信號傳導線路16－－電磁閥17－－氣體動力管線18－－氣動控制閥圖2 單管微壓計上端所裝三通的放大示意圖。
圖3 單管微壓計下端貯液箱結構示意圖。
19－－橡膠管20－－膠管接頭21－－膠管密封螺母22－－固定螺母23－－機芯固定架24－－貯液箱
25－－顯示玻璃管26－－密封螺母27－－密封機芯28－－密封橡皮膠圈29－－玻璃管座30－－螺母蓋31－－橡膠密封墊32－－固定螺母33－－色液進口34－－色 液圖4，零位調整補償器結構圖。
35－－氣體壓力傳送管36－－補償平衡器37－－零位調整泄壓閥38－－底 蓋39－－液體壓力傳送管本實用新型是由壓力信號取樣閥1把儲液容器底部的靜壓力和液面上靜壓力之差取出并通過液體壓力傳遞管2傳遞到補償器3內的氣－液介面(該介面在測試前已通過同儲罐底部同一水平之零位校正泄壓閥4調整而與罐底處同一水平)，與此同時補償器與顯示器8間氣體導壓管5內封閉氣體受到該壓力作用而被壓縮容積△V，(即氣－液介面上升△h)，形成氣壓P1，在P1作用下單管微壓計貯液箱內色液被壓入顯示玻璃管內產生與儲液容器內液高對應的色液柱，從而達到對罐內液位、液量顯示的目的。
顯示色液柱與儲罐內液高的對應關系，可由下述公式準確計算列表L＝LxYc／Yi＋△h… …(1)補償器為圓柱體時，△h可由下面方程組解出列表。
Vi＝VoPo／［Po＋(YiL－Yi△h)］… …(2)Vi＝Vo－πD2△h／4＋πdp2(L－△h)Yi／4Yc… …(3)式中Lx－－顯示玻璃管內色液柱高
Yc－－色液重度Yi－－儲罐內液體重度△h－－補償器內氣－液介面在儲罐內液高L下上升值Vi－－罐內液高L下封閉氣體容積Vo－－罐內液高L為零時封閉氣體容積Po－－大氣壓D－－補償器內徑dp－－顯示玻璃管內徑Po＋(YiL－Yi△h)－－封閉氣體內壓πD2△h／4－－儲罐液高L下補償器內空氣柱容積縮小量πdp2(L－△h)Yi／4Yc－－儲罐內液高L下顯示色液柱引起的附加容積由L與Lx的對應關系，不難確定儲罐內儲液量數值，此值標定在顯示刻度尺上，可直接讀出容器內儲液量的數值。
本實用新型的補償器如圖4是一個內部橫截面遠遠大于氣體導壓管橫截面的中空容器，其作用是以其中氣－液介面的微量變化，補償封閉氣體隨外界氣溫的變化量，從而提高顯示精度；利用零位調整補償器將液體靜壓轉變為氣體靜壓，并在儲罐外將儲液隔斷而達到間接顯示目的。
本實用新型的誤差就是封閉氣體在當地大氣壓下的初始容積Vo的變化量△V所代來的；設△V1為封閉空氣在液高L下的壓縮量，△V2為封閉空氣隨外界氣溫變化而引起的脹縮量，△V3為色液被擠入顯示玻璃管后而附加的容積變化，其中△V1和△V3是與L密切相關的兩個量，它們都與L成正比關系，能夠預先在顯示刻度中考慮進去得到校正；而△V2則是與L無關而隨時變化的量，因此△V2引起的補償器內氣－液介面的起落值就是顯示器產生的絕對誤差，不難看出，△V2與補償器橫截面積的比值就是該絕對誤差。知道封閉氣體在當地大氣壓下的初始容積Vo，當地氣溫變化范圍，即可知道△V2的最大值△V2max，根據精度要求預先規定δ，則只要滿足4Lim△V2max／D2≤δ，即可確定補償器橫截面的直徑D。
顯示器安裝位置可遠離儲液容積，當距離太遠時，可在其間接安裝多個補償器，實現多次氣－液轉換，以減少誤差，但應保證零位校正泄壓閥安裝與罐底處于同一水平。顯示系統工作正常與否可通過零位校正泄壓閥隨時檢查校正，方便易行。
參見圖1及圖2，單管微壓計上部有一個密封性極好的三通，直通部分插入敏感元件12；旁通連接防爆隔離器后由背壓管與儲液罐頂部呼吸閥連接，防爆隔離器實際上是一個帶有薄質氣囊的中空容器，其作用是將儲罐內儲液的蒸汽壓傳遞到單管微壓計上端起平衡作用，同時又將儲液蒸氣阻斷，以防止其向玻璃管內擴散，確保報警功能的安全性和防止顯示液體蒸發損失。實際上敏感元件12不過是兩個帶有簡單電路的電接頭，當顯示玻璃管內液柱上升接觸到電接頭時，電路就導通，電路中的指示燈或電鈴即報警，將電接頭安置在相應于儲液罐最大容量的色液柱高度處，即可達到超量報警的目的，此時與指示燈或電鈴并聯的電磁閥16通電即將氣動控制閥18的氣源切斷，氣動閥關閉則切斷供液而使儲液不從罐中溢出，既減少浪費又避免了火災隱患。同理，當將可上下移動的電接頭移至所需一定容量所對應的色液柱高度處，即可達到對儲液自動限量的目的。如上所述，防爆隔離器可靠地保證了報警電路運用在顯示裝置內的安全可靠性，另外，由于自動限量控制采用氣動控制，保證了易燃易爆液體儲存的安全。
遠程式液位、液量顯示報警器可裝設在與儲液容器不同地點，不同平面以利于觀察，但補償器安裝必須盡量保證零位調整泄壓閥與儲罐底部處于同一水平，體系中所有接頭應密封優良，不得漏氣，對未裝呼吸閥的開啟式儲液罐，可不安裝背壓管。
現以一實施例說明本實用新型的精度。
如某80M3臥式標準油罐，直徑D1為2.54m，長15.62m用以貯汽油(實際容積為79.15m3)；液位顯示器裝設于儲罐相距40m處，已知液壓傳導管長45m；氣壓傳導管采用10×2無縫鋼管長10m，補償器內徑D2為120mm，零位時補償器內空氣柱高30mm，該地夏季最高氣溫316.15°K，冬季最低溫度為263.15°K。
該地平均氣溫Tp為Tp＝(316.15＋263.15)／2＝289.65°K△Tmax＝316.15－259.65＝26.5°K設Tp時封閉氣體容積為基準VoVo＝Vb＋Vt＝0.03×π×0.062＋10×π×0.0032＝0.000622m3上式中Vb為補償器內空氣柱容積，Vt為氣壓傳導管內空氣容積，根據氣體狀態方程V1／V2＝T1／2有夏季最高氣溫時Vx為Vx＝Vo·Tx／Tp＝0.000622×316.15÷289.65＝0.000679m3
封閉氣體容積隨溫度的變化量△V2為△V2＝Vx－Vo＝0.000679－0.000622＝0.000057m3補償器內氣－液介面因受熱升高值△h2為△h2＝4△V2／πD22＝4×0.000057／(π×0.122)＝0.005m滿足負荷時液位高度相對誤差Φ為Φ＝(△h2／D1)×100％＝0.005÷2.54×100％＝0.197％根據顯示刻度工液量標定依據，可知當罐內貯液量正好為1／2Q。時其誤差為最大值△V2max，其值為△V2max＝儲罐內液面表面積×因溫度引起起的補償器氣－液介面起落值＝2.54×15.62×0.005＝0.198m3此時相對誤差Φv為ΦV＝(△V2max／Q)×100％＝(2×0.198／79.15)×100％＝0.5％可見最大誤差為0.5％，即精確度可達99.5％以上。
綜上所述，本實用新型不僅顯示精度高，安全可靠，而且不受距離和地勢的限制，不受儲罐內是否已裝液體的限制，能自動限量并報警，顯示直觀。所用零部件加工精度要求不高，安裝方便，適用于各種類型的儲液容器，可儲存顯示包括易燃易爆液體的各種液體。
權利要求1.一種用于液體儲存容器的液位或液量顯示計量裝置，由壓力取樣閥1，液壓傳遞管2，氣體導壓管5，單管微壓計8等組成，其特征在于在儲罐與單管微壓計之間，至少有一個帶零位校正泄壓閥4的補償器3。
2.根據權利要求1所述的顯示計量裝置，其特征在于單管微壓計與儲罐的呼吸閥之間有一個防爆隔離器9。
3.根據權利要求1或2所述的顯示計量裝置，其特征在于，在單管微壓計內相應于極限容量的計量顯示點接入連有警鈴或指示燈的電接頭。
4.根據權利要求1或2所述的顯示計量裝置，其特征在于在單管微壓計內接入可上下移動的且連有電動閥及氣動控制閥的電接頭。
專利摘要本實用新型提供一種液體儲存設備的液位、液量顯示報警裝置，由壓力取樣閥，液壓傳遞管、氣體導壓管和單管微壓計等組成，其特征在于儲罐與單管微壓計之間至少有一個帶零位校正泄壓閥的補償器。它可顯示儲存設備內已有液體或后輸入液體的液位、液量；達到儲存容量極限時會自動報警，還可與氣動閥結合對儲存設備內液體自動限量，顯示器與儲存設備距離可大可小，也可不在一水平面上。由于貯存設備附近不設電氣設施，從而本實用新型安全可靠。且顯示直觀、準確，準確率達99.5％，適用于各種儲罐及各種液體。
文檔編號G05D9/00GK2074922SQ9021486
公開日1991年4月10日 申請日期1990年8月18日 優先權日1990年8月18日
發明者高伯壽 申請人:高伯壽