一种玻璃板液位计与液位测量方法与流程

技术特征：
1.一种玻璃板液位计，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(7)上设有导视孔(3)，后压盖(10)上设有观测孔(12)，导视孔(3)与前玻璃板(1)相对，观测孔(12)与后玻璃板(2)相对，前玻璃板(1)、后玻璃板(2)、前夹紧架(6)和后夹紧架(11)围出测量腔(5)，其特征在于：前玻璃板(1)与测量腔(5)相邻的表面上竖直设有前平凸柱面透镜(8)，后玻璃板(2)与测量腔(5)相邻的表面上竖直设有后平凸柱面透镜(9)，前平凸柱面透镜(8)和后平凸柱面透镜(9)的柱面与测量腔(5)相邻，前夹紧架(6)与测量腔(5)相邻的表面上、后夹紧架(11)与测量腔(5)相邻的表面上均设有吸光层(13)。2.根据权利要求1所述的玻璃板液位计，其特征在于：玻璃板液位计为对称结构，前玻璃板(1)与后玻璃板(2)之间、前压盖(7)与后压盖(10)之间、导视孔(3)与观测孔(12)之间，前夹紧架(6)位于玻璃板液位计第一对称面(21)两侧的两部分之间、后夹紧架(11)位于玻璃板液位计第一对称面(21)两侧的两部分之间，前平凸柱面透镜(8)与后平凸柱面透镜(9)之间，分别相对于玻璃板液位计第一对称面(21)对称，前夹紧架(6)与后夹紧架(11)之间，以及上述任意一个部件位于玻璃板液位计第二对称面(22)两侧的两部分之间，分别相对于玻璃板液位计第二对称面(22)对称，前平凸柱面透镜(8)和后平凸柱面透镜(9)的光心的间距，为前平凸柱面透镜(8)在测量腔(5)内液柱(16)中的焦距的2倍。3.根据权利要求1或2所述的玻璃板液位计，其特征在于：吸光层(13)可以为粗砂打磨层、烧结积碳层或黑色吸光涂料层等。4.根据权利要求1或2所述的玻璃板液位计，其特征在于：导视孔(3)的宽度u、观测孔(12)的宽度v、测量腔(5)的宽度w、前平凸柱面透镜(8)的宽度和后平凸柱面透镜(9)的宽度相同，均为15～30毫米。5.根据权利要求1至5中任何一项所述的玻璃板液位计，前玻璃板(1)和后玻璃板(2)的材质为石英玻璃，其特征在于：前玻璃板(1)的厚度t和后玻璃板(2)的厚度t均为15～30毫米。6.根据权利要求2所述的玻璃板液位计，其特征在于：在前玻璃板(1)与导视孔(3)相邻的表面上竖直设有遮光区(15)，遮光区(15)对着前平凸柱面透镜(8)平面宽度方向的正中，遮光区(15)的半宽度s为前平凸柱面透镜(8)半宽度h的5％～15％，在后玻璃板(2)与观测孔(12)相邻的表面上竖直设有遮光区(15)，遮光区(15)对着后平凸柱面透镜(9)平面宽度方向的正中，遮光区(15)的半宽度s为后平凸柱面透镜(9)半宽度h的5％～15％。7.使用权利要求1所述玻璃板液位计进行液位测量的方法，玻璃板液位计为对称结构，其特征在于：玻璃板液位计外部的光线经导视孔(3)进入并通过前玻璃板(1)，再进入并通过前平凸柱面透镜(8)，之后从前平凸柱面透镜(8)的柱面射出、进入测量腔(5)，测量腔(5)的下部为液柱(16)、上部为气相，光线进入液柱(16)时形成第一路光线(17)，进入气相时形成第二路光线(18)，在通过液柱(16)的一个水平面上，第一路光线(17)通过液柱(16)，在前平凸柱面透镜(8)在液柱(16)中的焦点m处汇集，再从后平凸柱面透镜(9)的柱面进入后平凸柱面透镜(9)并通过后平凸柱面透镜(9)，之后进入并通过后玻璃板(2)，再通过观测孔(12)射出，在观测孔(12)的出口处，人眼迎着第一路光线(17)的来光方向可观看到第一路光线(17)形成的竖直光柱(19)，从而测量出测量腔(5)内液柱(16)的液位。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：在通过测量腔(5)内液柱(16)上方气相的
一个水平面上，第二路光线(18)通过液柱(16)上方的气相，在前平凸柱面透镜(8)在气相中的焦点f处汇集，在焦点f处汇集的第二路光线(18)大部分(80％～90％)或全部射到吸光层(13)上。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：根据测量腔(5)内气相的折射率、液柱(16)中液相介质的折射率、前玻璃板(1)和前平凸柱面透镜(8)中玻璃材质的折射率、前平凸柱面透镜(8)的半宽度h和厚度d，计算出前平凸柱面透镜(8)在测量腔(5)内气相和液柱(16)中的焦距。

技术总结
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(3)，后压盖上设有观测孔(12)。前玻璃板、后玻璃板、前夹紧架和后夹紧架围出测量腔(5)。前玻璃板上设有前平凸柱面透镜(8)，后玻璃板上设有后平凸柱面透镜(9)，前平凸柱面透镜的柱面和后平凸柱面透镜的柱面与测量腔相邻。前夹紧架与测量腔相邻的表面上、后夹紧架与测量腔相邻的表面上均设有吸光层(13)。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、电力和医药等多个行业，测量透明液体的液位。体的液位。体的液位。


技术研发人员：皮宇 史继森 李春晓
受保护的技术使用者：中石化广州工程有限公司 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
技术研发日：2021.08.09
技术公布日：2022/12/5