游標顯示的浮子式液位計的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及液位測量設備，尤其涉及游標顯示的浮子式液位計。
【背景技術】
[0002] 現有的就地指示式液位儀表有玻璃板式、磁翻板（柱）式，浮標式、雙色水位計 等。玻璃板式只能近距離目測，覆蓋粉塵或被介質污染后目測困難，耐壓受到限制。磁翻板 (柱）式結構相對復雜且易出現亂碼，另外還存在著高溫退磁的問題，影響其使用壽命和測 量精度。比如：進口的磁浮子液位計，雖然耐高溫，使用4~5年后，因浮子內的磁鋼退磁而 不得不更換浮子。雙色水位計適用的介質范圍窄且耐壓亦受到限制。另外，玻璃板式液位 計或者雙色水位計不能采取保溫措施，導致能耗大。
[0003] 如ZL93213461. 0所述，其具有結構簡單，溫度使用范圍寬的優勢，游標所在的游 標管內的液體對游標的浮力降低了浮子的載荷。但它同時存在著如下不足，包括：浮子和 游標均為滑動摩擦，導致摩擦系數大，從而使摩擦力大而嚴重影響精度和靈敏度，甚至不可 用。這可以從申請人曾申請的專利（專利號ZL200910219681.X)說明書中的計算結果中看 出。
[0004] 如ZL9923472. 9所述，它的優點亦是結構簡單，提高了溫度的使用范圍，它的不足 之處亦同上。
[0005] 如ZL88218650. 7所述，它的優點是結構簡單，同時將液位指示器（浮標）改為滾 珠，大大降低了摩擦力。它的不足之處在于：1.浮子為滑動摩擦，其不足之處亦同上。2.浮 子內整圈布置磁鋼增加了浮子的重量，這勢必增大浮子的體積。3.磁鋼的退磁溫度限制了 該液位計的使用溫度。
[0006] 如ZL200410015416. 7所述，浮子與浮子室之間滑動摩擦，不足之處同上。該液位 計較好地解決了高壓鍋爐的應用，但其磁車需要4個輪等部件，否則游標會偏轉或上下晃 動而無法使用，這樣一則使結構復雜，二則使磁車重量被增加，進而增加了浮子的載荷，這 相當于浮子重量的增加，難以滿足在高溫高壓或高壓低密度介質場合的使用，遠傳信號不 連續。
[0007] 上述液位計有的由于表面溫度高，不安全隱患多，如易燙傷人或易燃易爆介質泄 漏時易引起火災或爆炸。
[0008] 申請人曾申請過"用于高溫高壓或高壓低密度介質的帶浮標的浮子式液位計"（專 利號為ZL200910219684. 3)，如圖1所示，對于浮子101的比重遠小于被測介質的比重時， 其浮標室104內完全可以不用充裝介質，另外，浮標102的結構顯得復雜，使之制造成本高。 另外，零部件多，則故障率高，影響可靠使用且導致維修費用高。又如圖2所示，它除了浮標 102的結構顯得復雜外，浮子101內裝設磁鋼101-1，受制于磁鋼高溫退磁的限制這個浮子 的二個半球殼無法采用焊接連接。從而使這個浮子制造困難。使用時，磁鋼還存在著高溫 退磁的問題，浮標室內充液體還存在著諸如介質揮發、變質及耐受高低溫等問題。此外，因 慮及高溫高壓或高壓低密度場合下浮子的材料厚度要求，申請人設計浮標室充裝液體給浮 子一個向上的提升力。但在很多許多實際應用場合浮子勿需很厚，在這種情況下，浮子的比 重會很小，則現有技術方案將不復適用，反會帶來如上所述的諸多問題。
[0009] 申請人曾申請過"一種就地指示的浮子式液位計"（專利號ZL200910219681. X)和 "用于高溫高壓或高壓低密度介質的浮子式液位計（專利號ZL200910219682. 4) "同樣存在 著上述問題。
[0010] 申請號201310318999. X中提到的游標浮子是非球形的，摩擦力大，故存在著上述 同樣的問題。另外，所述的油標固定器內有軌道，軌道內設置有磁性指示標，磁性指示標為 扇形，這種結構的油標固定器重心雖然在下方，但難以保證油標固定器是垂直的，故油標固 定器在多次上下的往返運動中會逐漸偏離原有位置。
[0011] 另，申請人也曾申請過"游標顯示的浮子式液位計"（申請號201210140345. 8)，其 中的游標上有軸和連桿及重錘來保證游標的重心在下方，但仍然難以保證其上的軸的軸線 是水平的，亦即難以保證游標的上下運動是垂直的，久之便會逐漸走偏，該液位計在量程小 時，均可正常使用。量程很大時，需要精心調整，否則，跑偏的可能性增大或跑偏的距離可能 大，更將導致精度或可靠性問題。這一結論已為申請人的實驗證實。另外，游標上的軸和連 桿及重錘的存在，還有諸如下述問題：一則增加了游標的重量；二則增加了機械摩擦力，影 響精度；三則結構復雜，增加了成本；四則零部件多，影響使用的可靠性。上述類似的問題 亦存在于申請號201310318999. X的液位計中。
[0012] 申請人還曾申請過"游標或浮標顯示的浮子式液位計"（專利號 ZL201420640215. 5)，其上有直線軸承，直線軸承和直線導軌的存在，亦不可避免地存在著 如下問題：一則增加了游標的重量；二則增加了機械摩擦力，直線軸承的摩擦力大于通常 的滾動軸承，游標重量的增加需更大的磁力來耦合，這進一步增加了機械摩擦力，進而影響 精度，發明人經實驗證明：滯后達3mm，回差達3mm ;三則大幅增加了成本，直線導軌的價格 昂貴，進口的每米合人民幣200多元，量程大時，除直線導軌的成本增加，導軌與浮子室之 間還需若干個固定件，同樣使成本進一步增加。
[0013] 上述所有的液位計的機械摩擦力均比較大，申請人均已通過實驗得到驗證。
【發明內容】
[0014] 鑒于現有技術所存在的上述問題，本發明旨在公開一種結構簡單、精度更高的游 標顯示的浮子式液位計，以彌補現有技術，包括申請人在先曾申請的專利之技術缺陷。
[0015] 本發明的技術解決方案是這樣實現的：
[0016] -種游標顯示的浮子式液位計，包括：
[0017] 非鐵磁性材質的浮子室；鐵磁性材質的空心球型浮子，其位于所述浮子室內；游 標，導軌和刻度尺，其皆位于所述浮子室外；所述刻度尺垂直地面設置于所述游標側近；
[0018] 所述游標為圓片形或圓柱形磁鋼，其中軸線平行于地面，其磁極位于該中軸線方 向；在其與所述浮子之間的磁力作用下，所述游標的圓周表面與所述浮子室外壁滾動接 觸；
[0019] 所述導軌包括兩條平行并垂直于地面設置的軌道，其相對設置于所述游標的兩個 軸向端面外側并貼近所述游標的端面，以使所述游標于所述磁力作用下在所述軌道之間沿 浮子室外壁上下滾動。
[0020] 為了降低摩擦力，所述浮子室外壁與游標在其上滾動接觸位置可設計為平面，所 述平面垂直于地面。
[0021] 在有些場合，比如在高溫高壓或高壓低密度介質的場合，由于浮子的壁厚較厚，浮 子的比重較大或大于被測介質的比重，為了平衡浮子的重力，需要給浮子一個向上的提升 力，可進一步的，為液位計設置懸架結構和定滑輪結構：
[0022] 所述懸架結構，其下部于所述游標的兩個軸端承掛起所述游標，并保持所述游標 的中軸線平行于地面；
[0023] 所述定滑輪結構，其固定于所述浮子室外側上方位置，其聯接繩一端連接平衡錘， 另一端連接所述懸架結構的上部。
[0024] 本發明同時公開了另一種游標顯示的浮子式液位計，包括：
[0025] 非鐵磁性材質的浮子室；鐵磁性材質的空心球型浮子，其位于所述浮子室內；游 標，導軌和刻度尺，其皆位于所述浮子室外；所述刻度尺垂直地面設置于所述游標側近；
[0026] 還包括封閉式透明非鐵磁性材質的游標室，所述游標室與所述浮子室毗鄰設置， 其包括至少2個立面，所述兩立面具有彼此平行且垂直于地面的內表面，所述內表面構成 導軌面；
[0027] 所述游標為圓片形或圓柱形磁鋼，其厚度小于所述兩立面的距離；其中軸線平行 于地面，其磁極位于該中軸線方向；
[0028] 所述游標設置于所述游標室內，在其與所述浮子之間的磁力作用下，所述游標的 圓周表面在所述兩導軌面之間上下滾動。
[0029] 進一步的，所述游標室與所述浮子室在其毗鄰位置共有部分側壁，所述共有部分 側壁位于所述游標室的所述兩導軌面之間，且其位于所述游標室內側的一面具有低至地面 且垂直于地面的平面；所述平面同時垂直于所述兩導軌面，其寬度相當于所述游標厚度，其 高度不低于所述浮子室的高度；
[0030] 所述游標的圓周表面與所述平面滾動接觸。
[0031] 當然，所述游標室可以是一個相對獨立的封閉的方箱結構。所述方箱結構的一個 立面與所述浮子室的圓周表面相切，所述游標的圓周表面與所述立面的內表面滾動接觸； 與所述立面相鄰相交且相互平行的兩個立面的內壁即構成了所述的導軌面。
[0032] 實際上為防止由于雨、雪、冰、霜及粉塵等對所述液位計的使用及測量的影響，上 述游標室的設計的意義不目而喻。
[0033] 在常溫下，所述游標室內部尺寸沿所述游標軸向上以每側大于所述游標相應尺寸 0. 01-0. 03_為宜。若用于高溫或低溫場合，則應分別計算考量游標室和游標的熱脹