專利名稱：鍋爐水位顯控報警儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及與鍋爐配套的鍋爐水位顯控報警裝置，特別是一種用同位素作為信號源，經核探測器將信號輸入單片微機，能根據鍋爐水位變化自動使鍋爐保持最佳水位的鍋爐水位顯控報警儀，屬勞動保護領域。
目前鍋爐水位顯控報警儀主要有浮筒電磁式，電極式及電容式等，電磁式和電極式均采用與鍋爐水位連通的圓柱形壓力筒作測量容器，以漂浮在壓力筒水面上的浮筒及按裝在浮筒上的永磁鐵或電極作用于壓力筒內壁上的干簧管繼電器或另外幾組電極達到控制水泵接通、關閉的目的。電容式采用置于圓柱形壓力筒水中的優質絕緣導線為傳感器，導線銅芯為一電極，水為另一電極，導線絕緣層相當電容介質，水位變化引起電容值變化而達到控制水位的目的。以上三種現有結構形式的共同缺點是作為測量容器的圓柱形壓力筒長期工作在高溫、高壓環境中，水中的有機質極易形成水垢，影響浮筒的浮動或使電極接觸不良、電容值不準等從而使測量靈敏度下降甚至產生誤動作，引起鍋爐事故。
本實用新型的目的是克服上述現有技術之缺點，提供一種靈敏度高，抗干擾能力強，工作可靠，由單片微機自動控制水泵開閉及能自動調節水泵進出水流量的新型鍋爐水位顯控報警儀。
本實用新型的內容如下在與鍋爐水位連通的測量容器上設置有同位素源和核探測器，同位素源發出的信號經核探測器接受后送至信號處理系統，即由電纜送至前置放大器、光電隔離器后輸入至單片機處理最后供顯示并通過控制元件作用于水泵、調節閥、風機、中間繼電器等受控體，測量容器可采用矩形截面的密封體金屬容器，同位素源可為γ射線源，它可以設置在測量容器內一個側壁的中部，核探測器可為兩只高溫計數管，它們最好分別設置在γ射線源對面一側的容器外壁面上、下每條邊處，控制元件可以是一固態繼電器。
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步敘述。
圖1為本實用新型之電原理框圖圖2為本實用新型測量容器的一個實施例圖3為本實用新型的結構及元器件布列示意圖參照
圖1，置于測量容器(1)中的同位素源γ發出的射線經兩只高溫計數管G，G’接收計數后通過屏蔽電纜分別輸入至前置放大器(2)，(2’)，前置放大器輸出經光電隔離器(3)后送入單片微機(4)經其中軟件程序處理、判斷后一路送顯示裝置(5)顯示水位情況，另一路通過光電隔離器(3’)送至控制元件(6)通過其控制受控體(7)，以實現水泵控制或調節閥控制的目的。如以測量容器中心為坐標原點，上、下±40mm內為鍋爐正常水位，當水位下降至－40mm時，自動啟動給水泵并顯示水位，當水位降至－40mm－－70mm之間時，發出間斷閃光及蜂鳴報警，提示操作人員，當水位降至－70mm時，發出連續閃光及蜂鳴報警，并自動切斷鼓風機、引風機電源，閉鎖給水泵啟動回路。反之，當水位升至＋40mm時，自動關閉給水泵并顯示，水位升至＋40mm－＋70mm之間時，發出間斷閃光及蜂鳴報警，提示操作人員，當水位升至＋70mm時，發出連續閃光及蜂鳴報警，再次關閉給水泵達到水位顯控目的。在大、中型鍋爐中，單片機還可通過對高溫計數管發出的信號進行處理判斷后通過控制元件(6)發送相應控制信號給調節閥，當高溫計數管發出的信號認為水位偏高需降低水位時，單片機發出逆向信號給控制元件(6)并控制中間繼電器線圈使調節閥反轉，關小調節閥進水量。反之，當單片機發出水位偏低需升高水位時，調節閥正轉增大進水量，一直使水位控制在－25mm－＋25mm之間，在此種狀態下(即調節閥狀態)，控制電路直接作用于調節閥，水泵處于常開狀態。在特殊情況下當單片機等發生故障不能自控時，可通過常閉開關K2切斷控制元件，使鍋爐顯控轉為手動控制，此時，通過原鍋爐操作臺人工控制水泵等受控體，并對儀器進行檢修，不影響鍋爐的正常運行，修好后，可再將K2轉回自動控制。通過常斷開關K1還可隨時檢查，顯示儀器機內的工作狀態，做到操作人員心中有數。本儀器電源系統為220V交流市電經降壓整流電路(8)后分為二路，一路通過低壓穩壓電路(9’)變為低壓直流5V供單片機、顯示器、光電隔離器及前置放大器用，另一路經振蕩倍壓電路(9)后產生高壓由高壓電纜(和信號線共用電纜)供高溫計數管。以上前置放大器、光電隔離器、單片機及顯示電路、電源部分均采用現有技術，前置放大器可用集成塊358，單片機用8031，光電隔離器用4N35，高壓電源由集成塊7806和振蕩倍壓電路組成，低壓電源用7805穩壓輸出，控制元件用TAC系列固態繼電器。
參照圖2，為一與5噸鍋爐相配的測量容器，用鑄鐵或重金屬制成高為190mm，壁厚15mm，內壁為矩形70mm×100mm的容器(10)，容器由上蓋(11)和下蓋(12)密封，上蓋(11)接有出水管(14)，下蓋(12)接有進水管(13)，直徑均為1英寸，并分別通過法蘭與鍋爐水位連通，進、出水管上還分別設有排污口，鍋爐中的水位與測量容器中的水位成正比關系。
射線源封裝在銅螺栓源盒中，源盒安裝在測量容器一個側面的中心，最好設置在短邊側面。兩只高溫計數管G，G’分別按裝在γ射線源對面一側的容器外壁面上、下兩條邊處，高溫計數管所在位置容器外壁面開槽，槽深12mm，放入高溫計數管后再用蓋板(15)壓牢。γ射線源與兩高溫計數管構成等腰三角形，γ射線從源內射出沿等腰三角形的等腰邊射入高溫計數管，高溫計數管在高壓作用下陽極與陰極之間形成氣體電離而產生電脈沖輸出，兩個計數管分別利用兩直角三角形的斜邊，增長了γ射線穿透水體的厚度，射線的強度與穿過水體的厚度成指數衰減關系。當水體高度變化時，高溫計數管探測到的計數也跟隨而變。由于γ射線是隨機發射的，它在單位時間內發射的γ射線服從統計漲落規律，一般使用單個計數管進行絕對測量是很難測準的，為了克服這一缺點，該儀器使用了上、下兩個計數管同時進行相對測量，當水位低于源的相對位置時為低水位，水位變化時下計數跟隨水位而變，上計數管保持基本不變；在高水位時，下計數管與源之間全是水，γ射線穿透水體的厚度固定，下計數管計數基本保持不變，上計數管與源之間的水位高度發生變化。這樣不變的那個計數管計數作為基準值，變化的那個計數管計數作為變量進行比值法處理，每次測量均可得到兩個計數管的比值，這樣可消除外界環境的影響，減小統計誤差，提高儀器的可靠性。γ射線源可采用CS－137，源強一般為50－500μci，高溫計數管可采用G301型。
參照圖3，(16)為儀器面板，(17)為后面板，(18)為檢查鍵與K1相通，(19)為自動、手動轉換鍵與K2相通，(20)為水泵控制接口，(21)為調節閥控制接口，(22)為報警及排引風控制接口，(23)為信號輸入電纜接口。
本實用新型采用了核技術、單片微電腦及光電隔離無觸點微電流控制大電流技術，提高了抗干擾能力，測量容器采用方形結構，可提高計數管對水位高度的探測效率，γ射線穿透能力強，可克服水質、水垢的影響，提高了儀器的可靠性及靈敏度，與單片微機結合可改變現有技術單一控制水泵開關的不足，可實現水流量自動調節。
權利要求1.一種由信號源、傳感器、信號處理系統、電源系統及顯示裝置等組成的鍋爐水位顯控報警儀，其特征是所說信號源是一個置于測量容器上的同位素源，測量容器與鍋爐水位連通，傳感器是設置在測量容器上的核探測器，信號處理系統由前置放大器、光電隔離器、單片微機及控制元件構成，核探測器接收的信號由電纜輸入至前置放大器經光電隔離器再經單片微機處理后供顯示并通過控制元件作用于受控體。
2.按權利要求1所述的鍋爐水位顯控報警儀，其特征是所說測量容器是一矩形截面密封金屬容器，同位素源為γ射線源，它設置在測量容器內一個側壁的中部，核探測器為兩只高溫計數管，分別設置在γ射線源對面一側的容器外壁面上、下兩條邊處，所說控制元件是固態繼電器。
3.按權利要求1或2所述的鍋爐水位顯控報警儀，其特征是所說測量容器為鑄鐵或重金屬制件，其壁厚大于15mm，高溫計數管所在位置壁厚為3mm。
4.按權利要求1或2所述的鍋爐水位顯控報警儀，其特征是在信號處理系統電路內還設有一只常閉開關及一只常斷開關，分別與儀器殼體上的二只按鍵相連通。
5.按權利要求3所述的鍋爐水位顯控報警儀，其特征是在信號處理系統電路內還設有一只常閉開關及一只常斷開關，分別與儀器殼體上的二只按鍵相連通。
專利摘要一種與鍋爐配套的鍋爐水位顯控報警儀，其特征是采用了核技術、單片微機和光隔離無觸點控制。利用封裝的微小同位素γ射線源設置在與鍋爐水位連通的金屬測量容器一個側壁上，射線穿過水體被核探測器接收，再經前置放大輸入單片微機，通過控制元件作用于水泵、調節閥、風機等受控體，使鍋爐保持最佳水位。由于γ射線穿透力強，可克服水質、水垢的影響，使本儀器的靈敏度，可靠性及抗干擾能力大大增強，是一種較為理想的鍋爐勞動保護裝置。
文檔編號F22D5/26GK2074857SQ9021453
公開日1991年4月10日 申請日期1990年9月13日 優先權日1990年9月13日
發明者羅克勇, 陳建生, 朱先本, 鄧先榮 申請人:徐州水星鍋爐儀表廠