专利名称：基于瑞利散射的液面高度测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液面高度测量装置，更特别的是指适用于特殊环境的一种液面高 度测量装置。
背景技术：
在现代化的工业生产中，液位测量几乎遍及生产过程的各个环节，在许多生产领 域，如化工、石油等总是有许多贮放液体的储槽、容器需要测量液位。实时测量和记录液位 的环节在整个生产过程中起着至关重要的作用。液位测量的准确性、便捷性反映了工业生 产的水平，保障了生产的高效性及安全性。传统的液位测量是靠人工手动操作，随着一些行 业对液位的测量提出了准确度更高的要求，现有技术中大多数液位测量采用各种自动化测 量仪表进行，如电导式、电容式、压力式、雷达式和超声波式等液位测量仪表，其测量水平已 达到较高的自动化程度和测量精度，但这些测量仪表不能很好地适应工业现场的特殊环境 以及远距离传送等情况，安全性不高。如[j.宋继红.“基于单片机的高精度超声波液位检 测系统”.机电产品开发与创新，2009，22 (03) :148-150]。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对高温、高压、强腐蚀性、强放射性的场合现有测 量技术的不足，提供一种基于瑞利散射的液面高度测量装置。本发明所要解决的技术问题的技术方案
基于瑞利散射的液面高度测量装置，该测量装置包括测量设备、第一重块、第一卷筒、 固定滑轮、浮子、第二卷筒、第二重块、光纤、容器、固定支架。上述器件之间的连接固定滑轮固定在容器内底部的中央；第一卷筒和第二卷筒 固定在固定支架上。光纤的一端连接于测量设备的接口上，光纤的另一端穿过第一重块以顺时针方 向缠绕在第一卷筒上，然后绕过固定滑轮穿过浮子以逆时针方向缠绕在第二卷筒上，最后 固定在第二重块上。穿过浮子和第一重块的光纤固定在浮子和第一重块上；测量设备与第一重块之间 的光纤的长度及缠绕在第一卷筒、第二卷筒的光纤的长度均等于所测液面升和降的高度之 和。第一重块和第二重块的重量根据所测液体的种类来确定，即第一重块的重量加上 浮子的重量等于第二重块的重量加上浮子在所测液体中受到的浮力。本发明和已有技术相比所具有的有益效果
所述装置由测量设备测量出来的长度之差得出最终液面高度，所以此装置测量起来非 常简单，并且因为这装置内部全是由能很好适应高温、高压、强腐蚀性等特殊环境的光纤进 行连接的，因此该装置具有制作工艺简单、抗腐蚀和抗电磁干扰能力强及成本低的特点。
图1为基于瑞利散射的液面高度测量装置主视图。图2为第一卷筒的主视图。图3为第二卷筒的主视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。基于瑞利散射的液面高度测量装置，如图1，该测量装置包括测量设备块1块、第 一重块块2块、第一卷筒块3块、固定滑轮块4块、浮子块5块、第二卷筒块6块、第二重块 块7块、光纤块8块、容器块9块、固定支架块10块。上述器件之间的连接固定滑轮块4块固定在容器块9块内底部的中央 ’第一卷 筒块3块和第二卷筒块6块固定在固定支架块10块上。光纤块8块的一端连接于测量设备块1块的接口上，光纤块8块的另一端穿过第 一重块块2块以顺时针方向缠绕在第一卷筒块3块上，然后绕过固定滑轮块4块穿过浮子 块5块以逆时针方向缠绕在第二卷筒块6块上，最后固定在第二重块块7块上。穿过浮子块5块和第一重块块2块的光纤块8块固定在浮子块5块和第一重块块 2块上；测量设备块1块与第一重块块2块之间的光纤块8块的长度及缠绕在第一卷筒块3 块、第二卷筒块6块的光纤块8块的长度均等于所测液面升和降的高度之和。第一重块块2块和第二重块块7块的重量根据所测液体的种类来确定，即第一重 块块2块的重量加上浮子的重量等于第二重块块7块的重量加上浮子在所测液体中受到的 浮力。测量设备1采用的是0tdr。液体面高度的计算在容器9里面没有任何液体的时候，测出固定滑轮4的中心点 离地面的高度为m，用测量设备1测出测量设备1的接口到固定滑轮4右边切线点11的光 纤8的长度n。当往容器9中注入液体时，浮子5上升，拉动第一重块2上升，第二重块7下 降。当注入液体后，用测量设备1测出测量设备1的接口到固定滑轮4上右边切线点11的 光纤长度为，则液面的高度为h = n' -n m。当液面下降时，浮子5下降，拉动第一重块2下降，第二重块7上升，这时，用测量 设备1测出其接口到固定滑轮4上右边切线点11的光纤长度为p，则液面的高度为h = h-p n'。当液面上升时，浮子5上升，拉动第一重块2上升，第二重块7下降，这时，用测量 设备1测出其接口到固定滑轮4上右边切线点11的光纤长度为w，则液面的高度为h = h-w n' ο测量设备1还可采用电路解调装置。浮子(5)材料的选择非常广泛，只要满足与所测液体不相互作用、不会相互影响、 浮子(5)比重小于所测液体的比重。
权利要求
基于瑞利散射的液面高度测量装置，其特征在于，该测量装置包括测量设备(1)、第一重块(2)、第一卷筒(3)、固定滑轮(4)、浮子(5)、第二卷筒(6)、第二重块(7)、光纤(8)、容器(9)、固定支架(10)；上述器件之间的连接固定滑轮(4)固定在容器(9)内底部的中央；第一卷筒(3)和第二卷筒(6)固定在固定支架(10)上；光纤(8) 的一端连接于测量设备(1)的接口上，光纤(8)的另一端穿过第一重块(2)以顺时针方向缠绕在第一卷筒(3)上，然后绕过固定滑轮(4)穿过浮子(5)以逆时针方向缠绕在第二卷筒(6)上，最后固定在第二重块(7)上；穿过浮子(5)和第一重块(2)的光纤(8)固定在浮子(5)和第一重块(2)上；测量设备(1)与第一重块(2)之间的光纤(8)的长度及缠绕在第一卷筒(3)、第二卷筒(6)的光纤(8)的长度均等于所测液面升和降的高度之和； 第一重块(2)和第二重块(7)的重量根据所测液体的种类来确定，即第一重块(2)的重量加上浮子的重量等于第二重块(7)的重量加上浮子在所测液体中受到的浮力。
全文摘要
基于瑞利散射的液面高度测量装置，涉及一种液面高度测量装置。构成该装置的器件的连接固定滑轮(4)固定在容器(9)内底部中央；第一卷筒(3)和第二卷筒(6)固定在固定支架(10)上；光纤(8)的一端连接测量设备(1)接口上，光纤的另一端穿过第一重块(2)顺时针绕在第一卷筒上，然后绕过固定滑轮穿过浮子(5)逆时针绕在第二卷筒上，最后固定在第二重块(7)上；穿过浮子和第一重块的光纤固定在浮子和第一重块上；测量设备与第一重块之间的光纤的长度及绕在第一卷筒、第二卷筒光纤的长度均等于所测液面升降的高度之和。该装置适应高温、高压、强腐蚀性等特殊环境，具有制作工艺简单、抗腐蚀和抗电磁干扰能力强及成本低的特点。
文档编号g01f23/40gk101975604sq20101050549
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者周倩, 宁提纲, 曹毅, 毕重颖, 王惠, 雷飞鹏 申请人:北京交通大学