[发明专利]玻璃板液位计与液位测量方法

说明书

本发明公开了一种玻璃板液位计与液位测量方法。玻璃板液位计设有前玻璃板(1)、后玻璃板(2)、前压盖(7)、后压盖(10)、前夹紧架(6)、后夹紧架(11)，前压盖上设有导视孔(12)，后压盖上设有观测孔(3)。前玻璃板、后玻璃板、前夹紧架和后夹紧架围出测量腔(5)，测量腔在水平剖切面上的形状为梯形。前玻璃板射出面(15)和后玻璃板入射面(16)与水平剖切面的交线为梯形的两个腰，前夹紧架内表面(8)和后夹紧架内表面(9)与水平剖切面的交线为梯形的两个底边。本发明公开了使用上述玻璃板液位计进行液位测量的方法。本发明可用于石油化工、冶金、电力、食品和医药等多个行业，测量透明或不透明液体的液位。

技术领域

本发明属于液位测量技术领域，涉及一种玻璃板液位计与液位测量方法。

背景技术

在石油化工炼厂装置区域的设备上，需要玻璃板液位计来显示液位，透光式玻璃板液位计是应用最为普遍的一种。当被测介质为透明液体、光线透过液柱时，光线被反射、折射或吸收，透过液柱的光线强度比透过液柱上方气体的光线强度弱；依靠透过液柱和气体的光强度差，操作工来分辨液位。当距离稍微远一点，或者阴天、夜间光线比较暗时，光强度差别不大，判断液位比较困难。玻璃板液位计使用时间较长时，玻璃板内壁比较脏，光线透过的强度减弱，分辨液位也不容易。操作工有时甚至还需要在玻璃板液位计面前关闭一下根部阀，使液位明显波动一下才能看清液位。

提高玻璃板液位计视觉的敏感性是一种解决方案，常用的方法是使用红绿双色色差来分辨液位；利用全反射原理、液柱与其上方气体介质相对于玻璃的折射率不同，使液柱与气体分别显示出背景中玻璃滤光片的红绿颜色。但是该方法仅适用于强光背景；背景光线比较暗或弱时，红绿颜色在暗色背景下本来就不醒目，再加上滤光片对光线的吸收，光强度减少更多。阴天或晚上的观测效果也不好。

也有的玻璃板液位计采用专用外加光源、强制增加背景光强度(尤其是锅炉水位计)，不依赖自然光和工厂照明灯光，这样玻璃板液位计的体积将很大。玻璃板的后部要加防爆灯并安装灯的外壳，造价也比较高。因为要引入220V交流电，需要考虑防爆；还需要拉电缆，施工量大。防爆灯使用寿命也有限，24小时全天一直开灯使故障率高，经常需要维修；防爆外壳也存在着安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种玻璃板液位计与液位测量方法，以解决现有的玻璃板液位计分别存在的不容易看清液位、需采用专用外加光源等问题。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种玻璃板液位计，设有前玻璃板、后玻璃板、前压盖、后压盖、前夹紧架、后夹紧架，前压盖上设有导视孔，后压盖上设有观测孔，前玻璃板、后玻璃板、前夹紧架和后夹紧架围出测量腔，前玻璃板与测量腔相邻的表面为前玻璃板射出面，后玻璃板与测量腔相邻的表面为后玻璃板入射面，前夹紧架与测量腔相邻的表面为前夹紧架内表面，后夹紧架与测量腔相邻的表面为后夹紧架内表面，前夹紧架内表面、后夹紧架内表面、导视孔的两个侧面和观测孔的两个侧面相互平行，其特征在于：测量腔在水平剖切面上的形状为梯形，前玻璃板射出面和后玻璃板入射面与水平剖切面的交线为梯形的两个腰，前夹紧架内表面和后夹紧架内表面与水平剖切面的交线为梯形的两个底边，后夹紧架内表面与水平剖切面的交线的长度大于前夹紧架内表面与水平剖切面的交线的长度。

使用上述玻璃板液位计进行液位测量的方法的第一个实施方式是：玻璃板液位计外部的光线经导视孔射到前玻璃板入射面，再进入前玻璃板并通过前玻璃板，之后从前玻璃板射出面射出、进入测量腔，测量腔的下部为液柱、上部为气体，气体为透明气体，液柱中的液体为透明液体，光线进入气体时形成第一路光线，进入液柱时形成第二路光线，第一路光线通过液柱上方的气体，第二路光线通过液柱，之后两路光线分别从后玻璃板入射面进入后玻璃板并通过后玻璃板，再从后玻璃板射出面上的不同位置射出，或者是，第二路光线在与后玻璃板射出面相交的位置发生全反射、不从后玻璃板射出，最后，第一路光线通过观测孔射出，在观测孔的出口处，人眼迎着第一路光线的来光方向可观看到第一路光线形成的竖直光柱以及竖直光柱下方的灰暗背景，看不到第二路光线，竖直光柱的底部或灰暗背景的顶部代表液柱的液位。