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液位計、電容式物位計及浮球等來實現。在我們為湖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顯示，這就要求真空、壓力、液位等有關參數的測量儀表必須提供與計算機的接口。其中液位測量參數的動態傳輸有一定的困難：一是該傳感器必須能夠工作在環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，能夠滿足以上的技術要求，成本低且同時具有數顯和控制功能。在實際應用中，使該電機廠VPI設備實現了計算機動態顯示，同時通過幾年來的改進，其穩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構及原理

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

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

圖1　液位計傳感器的結構簡圖

　　其中腔1 為密封腔, 連接被測系統上, 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條輪順時針轉動; 當液面上升時, 浮球上升, 發條輪靠發條的力量逆時針轉動使軟繩拉緊。發條輪的轉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, 再經齒輪2, 使電位器內的動片轉動。在定片和動片之間的轉動接觸中存在變化的電阻, 將電位器接通電源后又產生變化的電壓。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。

　　儀表是根據我們的要求由儀表廠制作的，其基本電氣結構框圖如圖2 所示。

圖2　液位計的基本電氣結構框圖

三、液位計的性能及技術指標

　　由于傳感器采用了磁傳動技術, 使電氣元件與罐內完全隔離, 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系, 易于儀表的測量轉換。而且根據實際需要, 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，其結構已基本完善。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設備實現了液位的計算機動態顯示功能。