CN117367548A - 一种磁致液位计探测标尺杆长度校准装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁致液位计探测标尺杆长度校准装置及方法，包括校准框架，被校准的液位计探测标尺杆水平放置在框架上，液位计浮子套在探测标尺杆上，校准框架两侧分别设置有导轨，两侧导轨之间设置有磁栅尺，所述探测标尺杆定位在磁栅尺旁边平行于磁栅尺设置，横跨磁栅尺和探测标尺杆设置有平移检测台，平移检测台通过两个导轨滑块支撑在两侧导轨上，平移检测台下端贴近磁栅尺设置有磁感应读数头，液位计浮子与平移检测台连接固定，水平移动平移检测台同时带动磁感应读数头和液位计浮子移动，通过对读取的磁感应读数头在磁栅尺上移动的距离数据和探测标尺杆感应的浮子在探测标尺杆上移动的距离数据进行比对，实现对探测标尺杆的长度校准。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁致液位计探测标尺杆长度校准装置及方法。
背景技术
医药、化工、储罐等行业的液位通常使用液位计测量。由于涉及化工以及液位距离测量精度要求高，因此，磁致伸缩液位计是液位测量、液位控制的主力产品，它是由电子变送器、探测杆、和浮子三部分组成。浮子沿探测杆随液位的变化而上下浮动。在浮子内部有一组永久磁环，当探测杆中的脉冲电流磁场与浮子产生的磁环磁场相遇时，浮子周围的磁场发生改变从而使得由磁致伸缩材料做成的波导丝在浮子所在位置产生一个扭转波脉冲，这个脉冲以固定速度沿波导丝传回并检出机构测出。通过测量脉冲电流与扭转波的时间差可以精确地确定浮子所在的位置，即液位位置。
磁致伸缩液位计测量精度可以达到±1mm以内。然而目前对于液位测量标尺校正还是采用传统长度测量定位方式，即：使用卷尺或钢板尺的刻度来测量校准浮子到基准面的位置，这种手动移动到固定刻度，目测读数的方法工作效率低。卷尺或钢板尺本身有误差，测量标尺摆放位置，目测读数误差（甚至受光线影响），这些因素导致的累积测量误差，已不能充分保证对磁致伸缩液位计的检测精度。并且，现有的一些测长仪，其测量平台设计不符合阿贝测长原理。忽视了标准尺和被测物三维空间错位带来的二次误差，错误地理解为标准值，造成实际测量值失真误差加大，测量准确度下降。
发明内容
本发明的目的是提出一种磁致液位计探测标尺杆长度校准装置及方法，在校正平台上基于阿贝原理布置校正设备和被检测校正探测标尺杆，提高了检测效率，还原真实检测数值，是一种符合长度测量原理的长距离高精度长度检测装置及方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种磁致液位计探测标尺杆长度校准装置，包括在水泥地基上设置的校准框架，被校准的液位计探测标尺杆水平放置在框架上，液位计浮子套在探测标尺杆上，所述校准框架两侧分别水平设置有导轨，两侧导轨相互平行，所述两侧导轨之间设置有磁栅尺基台，基台上平行于两侧导轨设置有磁栅尺，所述探测标尺杆定位在磁栅尺基台旁边平行于磁栅尺设置，横跨磁栅尺和探测标尺杆设置有一个平移检测台，平移检测台通过两个导轨滑块支撑在两侧导轨上，平移检测台下端贴近磁栅尺设置有磁感应读数头，所述液位计浮子通过挂板与平移检测台连接固定，水平移动平移检测台同时带动磁感应读数头沿磁栅尺移动、带动液位计浮子沿探测标尺杆移动，将磁栅尺作为长度校正基准，通过对读取的磁感应读数头在磁栅尺上移动的距离数据和探测标尺杆感应的浮子在探测标尺杆上移动的距离数据进行比对，实现对探测标尺杆的长度校准。
方案进一步是：在磁栅尺基台侧壁上贴附设置有钢板尺，在所述平移检测台下端设置有对应钢板尺刻度的指针。
方案进一步是：所述磁栅尺和探测标尺杆中心轴线处于一个水平面，磁栅尺与探测标尺杆之间的水平距离是120mm。
方案进一步是：所述导轨是双轴心导轨，所述导轨滑块与双轴心导轨相配套。
方案进一步是：在所述磁栅尺基台由整根40mm方形铝型材经水平校准定位安放在校准框架上，在所述磁栅尺基台上表面纵向加工设置有凹槽，凹槽的宽度和深度与磁栅尺的宽度和厚度相等，所述磁栅尺粘贴在凹槽中，磁栅尺上表面与磁栅尺基台上表面平齐为一个平面。
方案进一步是：校准框架是由40mm方形铝型材分段连接组成，所述两根导轨的长度是4.5米，磁栅尺与探测标尺杆之间的水平距离是120mm。
一种基于所述磁致液位计探测标尺杆长度校准装置的校准方法，将校准框架置于25±0.5℃的恒温室中，对校准框架进行水平校正，其中，所述方法包括校正起始位置确定和确定浮子沿探测标尺杆移动距离的读数精度：
所述校正起始位置确定是：推动平移检测台将液位计浮子向探测标尺杆的根部移动直至探测标尺杆显示长度是“0”的位置，此时液位计浮子处于探测标尺杆原点起始位置，即为校正起始位置，同时，读取磁感应读数头在磁栅尺所处的位置数据，如果不是“0”，则调整读数为“0”；
所述确定浮子沿探测标尺杆移动距离的读数精度是：从起始位置向探测标尺杆长度方向移动平移检测台，分别间隔读取探测标尺杆显示的长度数据和磁感应读数头显示的长度数据、直至探测标尺杆的最长长度，计算二者相同间隔数据的误差，根据误差确定探测标尺杆的测量精度；校正结束。
方案进一步是：所述间隔读取是以磁栅尺作为长度读取标准，每间隔10mm或20mm跟随读取探测标尺杆显示的长度数据。
方案进一步是：所述方法进一步是：在磁栅尺基台侧壁上贴附设置有钢板尺，在所述平移检测台下端设置有对应钢板尺刻度的指针，每一次读数前首先目测对应钢板尺刻度的指针，用钢板尺的长度尺寸确定探测标尺杆显示的长度数据或磁感应读数头显示的长度数据范围是否正确。
方案进一步是：所述对校准框架进行水平校正是通过激光测距仪配合水平尺进行的水平校正，其中：框架上端面使用水平尺调平，框架上端面高度使用激光测距仪调水平。
本发明的有益效果是：在校正平台上基于阿贝原理设置磁栅尺作为长度读取标准校正设备和被检测校正探测标尺杆，提高了检测效率，还原真实检测数值。
下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明平移检测台的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种磁致液位计探测标尺杆的长度校准装置，用于长探测标尺杆的长度校准，如图1和图2所示，所述长度校准装置包括在水泥地基上设置的校准框架1，校准框架1平台纵向一端设置有被校准的液位计底座2，液位计底座2连接有液位计探测标尺杆3的数字显表4，数字显表4显示液位计浮子5在探测标尺杆3上所处位置，校准框架1平台纵向另一端设置有探测标尺杆3的定位端子6，被校准的液位计探测标尺杆3通过液位计底座2和定位端子6水平放置在框架1上，液位计浮子5套在探测标尺杆3上，所述校准框架1两侧分别水平设置有导轨7，两侧导轨7相互平行，所述两侧导轨7之间设置有磁栅尺基台8，磁栅尺基台8在两侧导轨7之间中心轴线的偏里侧60mm设置，基台上平行于两侧导轨设置有磁栅尺9，所述探测标尺杆3定位在磁栅尺基台8旁边平行于磁栅尺9设置。本实施例是一种用于长探测标尺杆的长度校准，校准框架是由40mm方形铝型材分段连接组成，所述两根导轨的长度是4.5米，磁栅尺与探测标尺杆之间的水平距离是120mm，并且这种安装方式是遵循阿贝测长方式布局，保证磁栅尺9标准线与被测液位计探测标尺杆3被测线沿架体纵向平行，而且横向保持最小等距120mm，探测标尺杆3轴心与磁栅尺9位于同一水平面，最大限度消除长度测量误差，提升长度测量的准确度重复性和长期稳定性。
横跨磁栅尺基台8、磁栅尺9和探测标尺杆3设置有一个平移检测台10，平移检测台10通过两个导轨滑块11支撑在两侧导轨7上，平移检测台10下端贴近磁栅尺不超过0.2mm距离通过读数头悬挂板12设置有磁感应读数头13，磁感应读数头13的读数显示表1301固定在平移检测台10的上端，所述液位计浮子5通过浮子挂板14与平移检测台10连接固定，水平移动平移检测台10带动磁感应读数头13沿磁栅尺9移动，并同时带动液位计浮子5沿探测标尺杆3移动，磁栅尺9的精度为±0.02mm，探测标尺杆3的检测精度是±0.5mm，因此，将磁栅尺9作为长度校正基准，通过对读取的磁感应读数头13感应的在磁栅尺上移动的距离数据和探测标尺杆3感应的浮子5在探测标尺杆上移动的距离数据进行比对，实现对探测标尺杆的长度校准。
实施例中：在磁栅尺基台8的侧壁上贴附设置有钢板尺15，在所述平移检测台下端设置有对应钢板尺刻度的指针16。
其中：所述磁栅尺和探测标尺杆中心轴线处于一个水平面，同时，磁栅尺与探测标尺杆之间的水平距离是120mm；使磁栅尺和探测标尺杆空间相对位置遵循并符合阿贝测长设计原则。实施例中，所述导轨是双轴心导轨，所述导轨滑块与双轴心导轨相配套，保证了平移检测台10的移动精度。
实施例中：磁栅尺基台8采用整根5米长40mm方形铝型材经水平校准定位安放在校准框架上，铝型材线热膨胀系数为23.5E-06，放置在恒温室（25±0.5℃），4.5米满量程热延伸量±0.05mm，满足本装置测量精度要求；在所述磁栅尺基台上表面纵向加工设置有凹槽，凹槽的宽度和深度与磁栅尺的宽度和厚度相等，所述磁栅尺粘贴在凹槽中，磁栅尺上表面与磁栅尺基台上表面平齐为一个平面。
实施例中：在校准框架1上沿探测标尺杆3下端设置至少三个弧形支架17分段托在液位计探测杆3下面，保持探测标尺杆3不下坠，并可以横向平移调整弧形支架17位置，保证液位计探测杆3横向不弯曲。液位计探测杆3末端***准确配合的定位端子6的端承孔内，保证液位计探测标尺杆3纵向顺直。
实施例2：
一种基于所述磁致液位计探测标尺杆的长度校准装置的校准方法，将校准框架置于25±0.5℃的恒温室中，对校准框架进行水平校正，其中，所述方法包括校正起始位置确定和确定浮子沿探测标尺杆移动距离的读数精度：
所述校正起始位置确定是：推动平移检测台将液位计浮子向探测标尺杆的根部移动直至探测标尺杆显示是“0”的位置，此时液位计浮子处于探测标尺杆原点起始位置，即为校正起始位置，同时，读取磁感应读数头在磁栅尺所处的位置数据，如果不是“0”，则调整读数为“0”；
所述确定浮子沿探测标尺杆移动距离的读数精度是：从起始位置向探测标尺杆长度方向移动平移检测台，分别间隔读取探测标尺杆显示的长度数据和磁感应读数头显示的长度数据、直至探测标尺杆的最长长度，计算二者相同间隔数据的误差，根据误差确定探测标尺杆的测量精度；校正结束。
其中：所述间隔读取是以磁栅尺作为长度读取标准，每间隔10mm或20mm跟随读取探测标尺杆显示的长度数据。
所述方法进一步是：在磁栅尺基台侧壁上贴附设置有钢板尺，在所述平移检测台下端设置有对应钢板尺刻度的指针，每一次读数前首先目测对应钢板尺刻度的指针，用钢板尺的长度尺寸确定探测标尺杆显示的长度数据或磁感应读数头显示的长度数据范围是否失真正确。
其中：所述对校准框架进行水平校正是通过激光测距仪配合水平尺进行的水平校正，其中：框架上端面使用水平尺调平，框架上端面高度使用激光测距仪调水平。
Claims (10)
1.一种磁致液位计探测标尺杆长度校准装置，包括在水泥地基上设置的校准框架，被校准的液位计探测标尺杆水平放置在框架上，液位计浮子套在探测标尺杆上，其特征在于，所述校准框架两侧分别水平设置有导轨，两侧导轨相互平行，所述两侧导轨之间设置有磁栅尺基台，基台上平行于两侧导轨设置有磁栅尺，所述探测标尺杆定位在磁栅尺基台旁边平行于磁栅尺设置，横跨磁栅尺和探测标尺杆设置有一个平移检测台，平移检测台通过两个导轨滑块支撑在两侧导轨上，平移检测台下端贴近磁栅尺设置有磁感应读数头，所述液位计浮子通过挂板与平移检测台连接固定，水平移动平移检测台同时带动磁感应读数头沿磁栅尺移动、带动液位计浮子沿探测标尺杆移动，将磁栅尺作为长度校正基准，通过对读取的磁感应读数头在磁栅尺上移动的距离数据和探测标尺杆感应的浮子在探测标尺杆上移动的距离数据进行比对，实现对探测标尺杆的长度校准。
2.根据权利要求1所述的探测标尺杆长度校准装置，其特征在于，在磁栅尺基台侧壁上贴附设置有钢板尺，在所述平移检测台下端设置有对应钢板尺刻度的指针。
3.根据权利要求1所述的探测标尺杆的长度校准装置，其特征在于，所述磁栅尺和探测标尺杆中心轴线处于一个水平面，磁栅尺与探测标尺杆之间的水平距离是120mm。
4.根据权利要求1所述的探测标尺杆长度校准装置，其特征在于，所述导轨是双轴心导轨，所述导轨滑块与双轴心导轨相配套。
5.根据权利要求1所述的探测标尺杆长度校准装置，其特征在于，所述磁栅尺基台由整根40mm方形铝型材经水平校准定位安放在校准框架上，在所述磁栅尺基台上表面纵向加工设置有凹槽，凹槽的宽度和深度与磁栅尺的宽度和厚度相等，所述磁栅尺粘贴在凹槽中，磁栅尺上表面与磁栅尺基台上表面平齐为一个平面。
6.根据权利要求1所述的探测标尺杆长度校准装置，其特征在于，校准框架是由40mm方形铝型材分段连接组成，所述两根导轨的长度是4.5米。
7.一种基于权利要求1所述磁致液位计探测标尺杆长度校准装置的校准方法，将校准框架置于25±0.5℃的恒温室中，对校准框架进行水平校正，其特征在于，所述方法包括校正起始位置确定和确定浮子沿探测标尺杆移动距离的读数精度：
所述校正起始位置确定是：推动平移检测台将液位计浮子向探测标尺杆的根部移动直至探测标尺杆显示是“0”的位置，此时液位计浮子处于探测标尺杆原点起始位置，即为校正起始位置，同时，读取磁感应读数头在磁栅尺所处的位置数据，如果不是“0”，则调整读数为“0”；
所述确定浮子沿探测标尺杆移动距离的读数精度是：从起始位置向探测标尺杆长度方向移动平移检测台，分别间隔读取探测标尺杆显示的长度数据和磁感应读数头显示的长度数据、直至探测标尺杆的最长长度，计算二者相同间隔数据的误差，根据误差确定探测标尺杆的测量精度；校正结束。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述间隔读取是以磁栅尺作为长度读取标准，每间隔10mm或20mm跟随读取探测标尺杆显示的长度数据。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步是：在磁栅尺基台侧壁上贴附设置有钢板尺，在所述平移检测台下端设置有对应钢板尺刻度的指针，每一次读数前首先目测对应钢板尺刻度的指针，用钢板尺的长度尺寸确定探测标尺杆显示的长度数据或磁感应读数头显示的长度数据范围是否正确。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对校准框架进行水平校正是通过激光测距仪配合水平尺进行的水平校正，其中：框架上端面使用水平尺调平，框架上端面高度使用激光测距仪调水平。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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