一、概述

　　在真空壓力浸漬(以下簡稱VPI)設備中，浸漬所用絕緣漆的液位測量和控制通常采用磁翻轉(zhuǎn)液位計、電容式物位計及浮球等來實現(xiàn)。在我們?yōu)楹�南某電機廠設計制造的VPI設備中，由于該廠要求VPI工藝過程的計算機動態(tài)顯示，這就要求真空、壓力、液位等有關(guān)參數(shù)的測量儀表必須提供與計算機的接口。其中液位測量參數(shù)的動態(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；三是能夠提供計算機接口。以往通常采用的液位測量裝置已不能滿足要求，為此，我們專門設計了一種液位計。該液位計采用了先進的磁傳動技術(shù)，能夠滿足以上的技術(shù)要求，成本低且同時具有數(shù)顯和控制功能。在實際應用中，使該電機廠VPI設備實現(xiàn)了計算機動態(tài)顯示，同時通過幾年來的改進，其穩(wěn)定性得到了大大增加。在我們近幾年設計的VPI設備中已全部采用該液位計，得到了用戶的贊賞。

二、磁傳動式浮球液位計的結(jié)構(gòu)及原理

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

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

圖1　液位計傳感器的結(jié)構(gòu)簡圖

　　其中腔1 為密封腔, 連接被測系統(tǒng)上, 使浮球浮于被測量的液面上。當液面下降時, 浮球下降拉動軟繩使發(fā)條輪順時針轉(zhuǎn)動; 當液面上升時, 浮球上升, 發(fā)條輪靠發(fā)條的力量逆時針轉(zhuǎn)動使軟繩拉緊。發(fā)條輪的轉(zhuǎn)動通過主動磁鐵與從動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)的動片轉(zhuǎn)動。在定片和動片之間的轉(zhuǎn)動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。通過測量電位器電壓或電阻的變化就可行到液位的相對高度。

　　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　液位計的基本電氣結(jié)構(gòu)框圖

三、液位計的性能及技術(shù)指標

　　由于傳感器采用了磁傳動技術(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, 易于儀表的測量轉(zhuǎn)換。而且根據(jù)實際需要, 該液位計可提供標準的0～5V 模擬信號。在該電機廠VPI 設備中, 由于計算機動態(tài)顯示的需要, 液位計為計算機提供了0～5V 的標準信號, 具體的技術(shù)指標如下。

　　傳感器:

　　1.電源電壓: 5V;2.輸出信號: 0～5V。

　　儀表:

　　1.輸入信號：0～5V;2.測量范圍：0～500cm;3.輸出信號：0～5V;4.誤差：±1cm;5.5V標準電源輸出;6.上下限繼電器輸出。

　　在以后的VPI 設備中，由于不需要計算機接口，所以我們又對液位計進行了改進，將儀表輸入信號改為電阻型，降低了成本。在湖北某內(nèi)燃機車廠等6個廠家的VPI設備中使用效果很好。其具體的技術(shù)指標如下：

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

　　由于在VPI 設備中液位計主要不是用于測量液面精確位置而側(cè)重控制輸回漆的自動過程，因此該液位計的顯示精度沒有設計太高。在實際使用中我們對液位計作了誤差計算，其實際誤差值比顯示誤差要小得多。因此只要提高顯示精度，該液位計的精度就會得到很大的提高。

四、結(jié)束語

　　該液位計自1993年設計并投入使用以來，通過在很多廠家VPI設備的使用和設計上的逐步改進，其結(jié)構(gòu)已基本完善。特別是從近幾年設計的VPI設備使用情況來看，其工作穩(wěn)定、可靠，且同時具有顯示和控制功能，是其它VPI設備中液位計所沒有的。也正是由于該液位計成功設計，使我所設計的VPI設備實現(xiàn)了液位的計算機動態(tài)顯示功能。