CN108225476B

CN108225476B - 一种液压测量装置

Info

Publication number: CN108225476B
Application number: CN201711363931.8A
Authority: CN
Inventors: 李刚; 刘朝红; 蓝坤
Original assignee: Qingdao Haier Smart Technology R&D Co Ltd
Current assignee: Qingdao Haier Smart Technology R&D Co Ltd; Haier Smart Home Co Ltd
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2020-06-02
Anticipated expiration: 2037-12-18
Also published as: CN108225476A

Abstract

本发明公开了一种液压测量装置，属于液压测量技术领域。液压测量装置包括筒形的壳体，在壳体的上方设有供第一比重液体进出的开口，壳体内装有第二比重的液体，壳体的底部内壁设有压力传感器；压力传感器全部沉浸在第二比重的液体内，其中，第二比重液体的导热系数小于第一比重液体，第二比重大于第一比重。本发明提供的液位测量装置采用导热系数较小且比重较大的液体将被测液体与压力传感器相隔绝，不仅可以使压力传感器正常感测被测液体的液压，同时还可以降低被测液体的高温温度对压力传感器的干扰影响，减小测量误差。

Description

一种液压测量装置

技术领域

本发明涉及液压测量技术领域，特别是涉及一种液压测量装置。

背景技术

目前，对于锅炉、热水器等水加热设备，其加热的水的液位高低是设备安全运行的一个重要参数；现有技术中的部分水加热设备的液位测量是通过压力传感器检测被加热的水的最底部的液压，之后根据液压换算得到液位数据，这种测量方式中，作为液压检测部件的压力传感器不可避免的会与被加热的水接触，然而，常规的压力传感器在高温环境下容易失去测量精度，寿命变短；并且，受热水中的杂质污染，压力传感器的灵敏度进一步下降，压力传感器机身也会出现腐蚀问题，影响压力传感器的使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种液压测量装置，旨在解决压力传感器处于高温液态环境中测量时容易受损失灵的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明提供了一种液压测量装置，用于测量第一比重液体的液压，包括筒形的壳体，在壳体的上方设有供第一比重液体进出的开口，壳体内装有第二比重的液体，壳体的底部内壁设有压力传感器；压力传感器全部沉浸在第二比重的液体内，其中，第二比重液体的导热系数小于第一比重液体，第二比重大于第一比重。

液压测量装置还可以包括浮于第二比重液体液面的浮子，浮子的比重小于第二比重，且大于或等于第一比重。

开口的口径小于浮子的最小外径，以将浮子限制在壳体内。

浮子的形状至少为以下形状之一：球形、锥形和弧形。

壳体的上部内壁面涂覆有亲和第一比重液体的第一涂层。

壳体的下部内壁面涂覆有亲和第二比重液体的第二涂层，第二涂层的涂覆高度与第二比重液体的液面高度相适配。

开口开设于壳体的顶面或侧面上。

开设于侧面的开口的数量为一个或多个，多个开口沿壳体的纵向间隔排布。

开口上可以覆盖有半透膜，半透膜可供第一比重液体通过且阻挡第二比重液体通过。

在第一比重液体为水时，第二比重液体为硅油。

本发明采用上述技术方案所具有的有益效果是：

本发明提供的液位测量装置采用导热系数较小且比重较大的液体将被测液体与压力传感器相隔绝，不仅可以使压力传感器正常感测被测液体的液压，同时还可以降低被测液体的高温温度对压力传感器的干扰影响，减小测量误差。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性实施例所示出的本发明液位测量装置的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例所示出的本发明热水器的结构示意图。

其中，1、壳体；11、开口；2、第一比重液体；3、第二比重液体；4、压力传感器；5、浮子；6、热水器；61、加热腔。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法、产品等而言，由于其与实施例公开的方法部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

图1是根据一示例性实施例所示出的本发明液压测量装置的结构示意图。

如图1所示，本发明提供了一种液压测量装置，可应用于热水锅炉、热水器等加热设备，以用于测量加热设备内被加热液体的液压，并可以根据液压进一步被加热液体的液位高度；在实施例中，加热设备内被加热的液体类型并不限于水，为了便于后文的说明，本文将被加热的液体定义为第一比重液体2，即本发明的液压测量装置是测量第一比重液体2的液压，如当液压测量装置所应用的加热设备为热水器时，则液压测量设备测量的是被加热的水的液压，第一比重为水自身的比重。

具体的，本发明的液压测量装置的结构主要包括：

壳体1，壳体1为中空结构，且具有供第一比重液体2流入壳体1内的开口11。在图示的实施例中，壳体1呈筒状的半封闭结构，开口11开设于筒状壳体1的顶面，第一比重液体2可从顶面的开口11流入或流出壳体1；在另一些实施例中，开口11还可以开设在筒状壳体1的侧面上，较佳的，开设于侧面上的开口11数量为多个，且沿壳体1的纵向间隔排布，这种设计的优点在于，由于液压测量装置一般是安装于加热设备的加热腔的底部，而加热腔的底部往往沉积有许多被加热液体混杂的杂质，因此，为了避免这些杂质堵塞单开口11式的壳体1的单个开口11而导致第一比重液体2无法经由开口11流入或流出壳体1的问题，本发明在侧面上设置的多个开口11可以在其中一个或几个开口11被堵塞时，第一比重液体2仍可以从其它开口11正常流入或流出壳体1，同时，纵向排布的多个开口11中，处于上方的开口11可以与加热腔的底部保持一定的间距，同样可以减少杂质混入壳体1内以及堵塞开口11等问题的出现。

第二比重液体3，充填于壳体1内，在实施例中，第二比重液体3并不是充填满壳体1内部空间，而是充填在壳体1的下部空间内，以将壳体1的上部空间作为流入的第一比重液体2的容置空间；其中，第二比重液体3的导热系数小于第一比重液体2，即第二比重液体3的温度变化速率要低于第一比重液体2的温度变化速率，这样，当第一比重液体2被加热时，第二比重液体3的温度变化要滞后于第一比重液体2的温度变化；并且，第二比重大于第一比重，即第二比重液体3密度要大于第一比重液体2密度，这样，当第一比重液体2经由开口11流入壳体1内后，比重较大的第二比重液体3仍可以积聚于壳体1的下部空间内，比重较小的第一比重液体2则浮于壳体1的上部空间、第二比重液体3上方，第一比重液体2不会或仅有少量渗入第二比重液体3内，两种不同比重的液体在壳体1内呈现明显的分层状态，第一比重液体2处于上层，第二比重液体3处于下层。

压力传感器4，设于壳体1的底部内壁上，且压力传感器4全部沉浸在第二比重液体3内，第二比重液体3作为阻隔液体层，使第一比重液体2不会与压力传感器4直接接触；同时，第一比重液体2经由开口11进入壳体1，压力传感器4通过第二比重液体3测量第一比重液体2的液压。

下面对本发明液压测量装置与加热设备的具体装配结构以及测压过程进行说明。

加热设备一般具有用于容置待加热的液体的加热腔，并在加热腔内将液体加热到预设的温度；在实施例中，为保证可以测得待加热液体的最大液压，本发明的液压测量装置设于加热设备的加热腔的底部，且液压测量装置的开口11与加热腔的内部空间相连通，这样，加热腔底部的待加热的液体就可以从加热腔内进入壳体1内，同时，也将底部的液压传递至壳体1内；具体的，加热腔内盛装的为第一比重液体2，第一比重液体2进入壳体1内之后，与壳体1内填充的第二比重液体3接触，第一比重液体2的液压向第二比重液体3传递，然后，第二比重液体3继续将液压传递至沉浸于第二比重液体3内的压力传感器4，这样，压力传感器4就可以检测得到第一比重液体2的液压数据。

进一步的，根据液压计算公式P＝ρgh可知，本发明的压力传感器4实际检测到的液压为P＝(ρ₁*h₁+ρ₂*h₂)*g，其中，P为压力传感器4测得的液压，ρ₁为加热腔内的第一比重液体2的密度，h₁为加热腔内的第一比重液体2的液位高度，ρ₂为壳体1内填充的第二比重液体3的密度，h₂为壳体1内填充的第二比重液体3的液位高度，g为重力系数；在实施例中，第一比重液体2的密度ρ₁、填充于壳体1内的第二比重液体3的密度ρ₂和液位高度h₂是已知的，因此，即可根据压力传感器所检测得到的液压P，计算得到第一比重液体2的在加热腔内的液位高度h₁。

应当理解的是，以上液压及液体高度计算过程中，忽略了温度变化对液体密度的影响，即该液位测量装置适用于液体密度随温度变化不敏感、不显著的液体液位测量场景；设定的为第一比重液体2所处的加热腔内的蒸汽压不改变其液面上的总气压；如果液位测量装置用于密闭液体容器、且蒸汽压会对液面的总气压构成影响，那么可以在加热腔内另设一气压测量装置，以另行测量第一比重液体2的液面上的实际气压，以在计算中对压力传感器所检测到的液压数据加以纠正，从而保证液位高度计算的精确性。

或者，在实施例中，相比于体积较大的加热腔，本发明液压测量装置的整体尺寸设计的较小，壳体1内充填的第二比重液体3的液面与压力传感器4之间的高度间距是已知的，且高度数值较小，一般在5cm以内，因此，在一些可选的计算方式中，第二比重液体3所造成的压力可以通过压力计量零点的调整方法，使之在显示的公式中除去，直接根据公式h＝P/ρg，计算出的h即可作为所要测量的第一比重液体2的高度。

在本实施例中，第二比重液体3的导热系数小于第一比重液体2的导热系数，因此，在压力传感器4检测加热中或者已经处于较高温度的第一比重液体2的压力时，由于压力传感器4全部沉浸在第二比重液体3中，第二比重液体3的温度变化滞后于第一比重液体2的温度变化，因此，通过第二比重液体3的阻隔，可以对压力传感器4起到一定程度的高温保护效果，降低高温对压力传感器4的干扰，从而减小了压力传感器4的检测误差。

在实施例中，液压测量装置所装设的加热腔内的第一比重液体2在加热完成之后，会输送至其它需求该高温液体的设备，同时，加热腔内也会重新补入低温的第一比重液体2，在高温液体流出和低温液体补充的过程中，往往会伴随着加热腔内第一比重液体2的扰动，在扰动较剧烈的情况下，也可能会导致壳体1内的第二比重液体3从开口11处流出至加热腔中，污染了加热腔内的第一比重液体2；因此，为了防止第二比重液体3从开口11流出，本发明的液压测量装置还在壳体1内设置有一浮子5，浮子5的比重小于第二比重，且大于或等于第一比重，这样，该浮子5可以浮于第二比重液体3液面，该浮子5可以削弱第一比重液体2向壳体1内传递的波动，以降低因第一比重液体2的扰动而导致第二比重液体3波动的影响。

较佳的，壳体1的开口11的口径小于浮子5的最小外径，以将浮子5限制在壳体1内；这样，在第二比重液体3出现向开口11方向流动的趋势时，处于液面的浮子5也同步向开口11方向移动，在浮子5移动至开口11位置时，浮子5无法从开口11处脱出，且阻挡在开口11位置，以避免第二比重液体3向外部流动。

可选的，浮子5的样式可以采用球形、锥形或者弧形等形状，本发明不限于此。当采用球形的浮子5样式时，壳体1的开口11的最大口径应当小于球形浮子5的直径。

在一些实施例中，壳体1的下部内壁面涂覆有亲和第二比重液体3的第二涂层，第二涂层可以提高第二比重液体3与下部内壁面的黏着性，以使第二比重液体3可以驻留在下部空间内，减少第二比重液体3向上部空间的渗透移动，第二涂层的涂覆高度与填充的第二比重液体3的液面高度一致，或者略高于第二比重液体3的液面高度。

类似的，壳体1的上部内壁面涂覆有亲和第一比重液体2的第一涂层，同样可以提高第一比重液体2与上部内壁面的黏着性，以使第一比重液体2可以驻留在上部空间内，减少第一比重液体2向下部空间的渗透移动。

在本实施例中，液压测量装置在第二比重液体3填充完毕后，可以采用薄膜或者端盖等部件封住壳体1的开口11，以防止液压测量装置在运输过程中从开口11处溅出。

在另一些实施例中，壳体1的开口11处还可以覆盖有半透膜，该渗透板可供第一比重液体2通过，且能够阻挡第二比重液体3的通过，这样，半透膜可以使第二比重液体3全部留存在壳体1内部，避免第二比重液体3的外渗问题。

根据本发明的第二个方面，还提供了一种热水器6，包括具有可盛装水的加热腔61和如上述实施例中提供的液压测量装置，液压测量装置可用于测量热水器6加热腔61内的水压，并可以进一步的根据测得的水压计算得导加热腔61内的水位高度，从而确定加热腔61内的实际储水量。

具体的，液压测量装置设于加热腔61的底部，且液位测量装置的通过开口11与加热腔61相连通，这样，加热腔61内的水就可以通过开口11流入或流出壳体1，在本实施例中，水即为前述实施例中的第一比重液体2。

在实施例中，液压测量装置的外壳面上设有第一螺纹，热水器6的底部开设有贯通至加热腔61的螺纹通道，液压测量装置螺接于螺纹通道内，可以通过调整液压测量装置的旋入深度的方式，调整压力传感器4与加热腔61的底部的相对位置，以使压力传感器4的高度位置始终处于加热腔61的底部高度位置下方，从而保证压力传感器4测得的液压的可以等于或接近于加热腔61底部的实际最大液压。

较佳的，热水器6还包括进水口和出水口，液压测量装置位于加热腔61的远离进水口和出水口的底部位置，以降低热水器6出水或者补水过程中的水流扰动对液压测量装置内的第二比重液体3的波动影响。

在本实施例中，热水器6还包括处理器，处理器用于根据液位测量装置的压力传感器4所检测到压力，确定水的液面高度，具体的液面高度的计算过程可以参照前述实施例所公开的内容，在此不作赘述。

可选的，当第一比重液体2为水时，第二比重液体3包括硅油，较佳的，硅油在壳体1内的填充高度约为5cm，硅油的类型优选为甲基化的支链硅油。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种液压测量装置，用于测量第一比重液体的液压，其特征在于，包括筒形的壳体，在所述壳体的上方设有供所述第一比重液体进出的开口，所述壳体内装有第二比重的液体，所述壳体的底部内壁设有压力传感器；所述压力传感器全部沉浸在所述第二比重的液体内，其中，所述第二比重液体的导热系数小于所述第一比重液体，第二比重大于第一比重。

2.根据权利要求1所述的液压测量装置，其特征在于，还包括浮于所述第二比重液体液面的浮子，所述浮子的比重小于所述第二比重，且大于或等于所述第一比重。

3.根据权利要求2所述的液压测量装置，其特征在于，所述开口的口径小于浮子的最小外径，以将所述浮子限制在所述壳体内。

4.根据权利要求2或3所述的液压测量装置，其特征在于，所述浮子的形状至少为以下形状之一：球形、锥形和弧形。

5.根据权利要求1所述的液压测量装置，其特征在于，所述壳体的上部内壁面涂覆有亲和所述第一比重液体的第一涂层。

6.根据权利要求1所述的液压测量装置，其特征在于，所述壳体的下部内壁面涂覆有亲和所述第二比重液体的第二涂层，所述第二涂层的涂覆高度与所述第二比重液体的液面高度相适配。

7.根据权利要求1所述的液压测量装置，其特征在于，所述开口开设于所述壳体的顶面或侧面上。

8.根据权利要求7所述的液压测量装置，其特征在于，开设于所述侧面的所述开口的数量为一个或多个，多个所述开口沿所述壳体的纵向间隔排布。

9.根据权利要求1所述的液压测量装置，其特征在于，所述开口上可以覆盖有半透膜，所述半透膜可供所述第一比重液体通过且阻挡所述第二比重液体通过。

10.根据权利要求1所述的液压测量装置，其特征在于，在所述第一比重液体为水时，所述第二比重液体为硅油。