CN109282877B - 位移检测方法、装置及液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种位移检测方法、装置及液位测量装置。一种位移检测方法包括：根据来自线性排列的多个线性霍尔效应单元的测量值确定测量值为最值的第一线性霍尔效应单元和与所述第一线性霍尔效应单元相邻的测量值为次最值的第二线性霍尔效应单元；根据所述第一线性霍尔效应单元和所述第二线性霍尔效应单元的排列顺序获取磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量；将来自所述第一线性霍尔效应单元的测量值与来自所述第二线性霍尔效应单元的测量值之间的比值作为查找表的输入，以确定所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量。根据本申请的方法能够实现高分辨率测量。

Description

位移检测方法、装置及液位测量装置

技术领域

本公开涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种液位测量装置。

背景技术

在很多领域都需要用到位移检测装置。例如，在液位测量领域，现有的霍尔位移传感器液位测量装置主要采用杠杆浮球的形式，浮球通过杠杆带动磁体作小范围(数厘米内)的移动，通过霍尔传感器感知磁体的位移，根据杠杆原理换算出液位的移动范围。这种液位测量装置体积大，占有较大横向面积，量程短。而且，这种装置安装不方便，需要一定的技术能力，因此不适合农业、水利等行业的恶劣环境下的现场非专业人员安装。另外，这种液位测量装置难以适应恶劣环境，影响系统的使用。

对于在现有稻田、池塘、沟渠的液位传感器领域采用的电阻式液位测量装置，存在密封性差、有磨损损耗、寿命短、稳定性差等问题。声呐式液位测量装置则存在耗电高、不利于低功耗设计、体积大、成本高等问题。

另外，如何以较小的成本实现高分辨率测量也是一直需要不断改进的问题。

因此，需要一种新的位移检测装置及液位测量装置，能够实现较高分辨率测量。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请提供一种位移检测方法、装置及液位测量装置，能够实现较高分辨率测量，并减少或消除磁体形状等因素对测量分辨率的影响。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一方面，提供一种位移检测方法，包括：

根据来自线性排列的多个线性霍尔效应单元的测量值确定测量值为最值的第一线性霍尔效应单元和与所述第一线性霍尔效应单元相邻的测量值为次最值的第二线性霍尔效应单元，所述多个线性霍尔效应单元包括于阵列线性霍尔效应单元模块内；

根据所述第一线性霍尔效应单元和所述第二线性霍尔效应单元的排列顺序获取磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量，所述磁体与所述阵列线性霍尔效应单元模块可相对纵向移动且二者相邻设置；

将来自所述第一线性霍尔效应单元的测量值与来自所述第二线性霍尔效应单元的测量值之间的比值作为查找表的输入，以确定所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量，其中所述查找表包括所述多个线性霍尔效应单元中相邻两个线性霍尔效应单元的测量值之比与所述磁体在所述两个线性霍尔效应单元之间的位置编号或偏移距离的对应关系。

根据本公开的另一方面，提供一种位移检测装置，包括阵列线性霍尔效应单元模块、磁体以及控制器，其中：

所述磁体与所述阵列线性霍尔效应单元模块相邻设置并向所述阵列线性霍尔效应单元模块施加位置相关的磁作用，所述磁体与所述阵列线性霍尔效应单元模块可相对纵向移动；

所述阵列线性霍尔效应单元模块包括线性排列的多个线性霍尔效应单元，所述多个线性霍尔效应单元根据与所述磁体的相对位置而产生相应测量信号；

所述控制器与阵列线性霍尔效应单元模块通信，配置为根据来自所述多个线性霍尔效应单元的测量值确定测量值为最值的第一线性霍尔效应单元和与所述第一线性霍尔效应单元相邻的测量值为次最值的第二线性霍尔效应单元，根据所述第一线性霍尔效应单元和所述第二线性霍尔效应单元的排列顺序获取所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量，将来自所述第一线性霍尔效应单元的测量值与来自所述第二线性霍尔效应单元的测量值之间的比值作为查找表的输入，以确定所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量，所述查找表包括所述多个线性霍尔效应单元中相邻两个线性霍尔效应单元的测量值之比与所述磁体在所述两个线性霍尔效应单元之间的位置编号或偏移距离的对应关系。

根据一些实施例，所述控制器根据所述第一线性霍尔效应单元和所述第二线性霍尔效应单元的排列顺序获取所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量包括：以所述第一线性霍尔效应单元和所述第二线性霍尔效应单元与参考点的距离中的较小值作为所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量。

根据一些实施例，所述控制器确定所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量包括：从所述查找表中查找所述位置编号或所述偏移距离；将所述偏移距离作为所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量或者将所述位置编号转换的距离值作为所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量。

根据一些实施例，所述控制器还配置为基于所述主量和所述分量确定所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置，并根据所述纵向位置的变化确定所述磁体或所述阵列线性霍尔效应单元模块的位移。

根据一些实施例，所述多个线性霍尔效应单元包括多个线性霍尔效应集成电路。

根据本发明的又一方面，提供一种液位测量装置，包括：外壳、浮块、浮块杆、浮块杆支撑架、以及前述任一位移检测装置，其中，

所述浮块用于放置于被检液面并随被检液面变化而相应带动所述浮块杆上下移动；

所述浮块杆用于与所述浮块直接或间接耦合，随所述浮块的上下移动而相应上下移动；

所述浮块杆支撑架用于固定于所述外壳且具有开口以使所述浮块杆穿过该开口而得到支撑；

所述磁体设置于所述浮块杆，能够随所述浮块杆的上下移动而移动；

所述阵列线性霍尔效应单元模块固定于所述外壳；

所述外壳用于容置所述浮块、所述浮块杆、所述浮块杆支撑架、所述磁体及所述阵列线性霍尔效应单元模块，所述外壳包括非类铁金属材料或工程塑料。

根据一些实施例，液位测量装置还包括固定于所述浮块杆的磁体固定架，所述磁体固定架用于固定所述磁体且可移动地耦接于所述阵列线性霍尔效应单元模块。

根据一些实施例，液位测量装置还包括浮块罩，所述浮块罩用于与所述浮块杆连接并与所述浮块耦合。

根据本发明的又一方面，提供一种液位测量装置，包括外壳、浮块、浮块杆、浮块杆支撑架、以及前述任一位移检测装置，其中，

所述浮块用于放置于被检液面并随被检液面变化而上下移动，所述浮块中间具有贯穿孔；

所述浮块杆穿过所述贯穿孔；

所述浮块杆支撑架用于固定于所述外壳并用于固定所述浮块杆；

所述阵列线性霍尔效应单元模块设置于所述浮块杆内；

所述磁体设置于所述浮块内；

所述外壳用于容置所述浮块、所述浮块杆、所述浮块杆支撑架，所述外壳包括非类铁金属材料或工程塑料。

根据本发明的一些实施例，通过查找表的方式利用线性霍尔传感器实现高分辨率位移测量，同时可降低磁体形状等因素对测量分辨率的影响。

根据本发明的一些实施例，液位测量装置的主要部件设置于外壳内，易于搬运、移动和安装，并且不易受到外界环境干扰和影响，延长装置使用寿命。

根据本发明的一些实施例，机械运动部分和电子电路部分干湿分离，整体防护等级大幅度提高。

根据本发明的一些实施例，通过设置多个阵列线性霍尔效应单元模块，可以按需增加量程。

根据本发明的一些实施例，通过使用内部设置有磁体的浮球及贯穿浮球的设置有阵列线性霍尔效应单元模块的浮球杆，能够降低整体高度，使结构更加紧凑。

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的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1A示出根据本发明示例实施例的位移检测方法的流程图；

图1B示出示例性线性霍尔效应单元的示意图；

图1C示出示例性线性霍尔效应单元的输出曲线；

图1D示出根据本发明示例实施例的包括多个线性霍尔效应单元的阵列线性霍尔效应单元模块；

图1E示出根据本发明示例实施例的磁体在阵列中相邻两个线性霍尔效应单元之间的N等分位置编号；

图1F示出根据本发明示例实施例的位移检测装置的示意图；

图2示出根据本发明示例性实施例的液位测量装置的示意图；

图3示出根据本发明示例性实施例的液位测量装置的磁体固定架处的剖视图；

图4A示出根据本发明另一实施例的液位测量装置的示意图；

图4B示出根据本发明再一实施例的液位测量装置的示意图；

图5示出根据本发明实施例的液位测量装置的使用方式的示意图。

标记说明

100 位移检测装置

201 外壳； 203，403 浮块；

205，405 浮块杆； 207，407 浮块杆支撑架； 209 磁体；

211 阵列线性霍尔效应单元模块；

213 磁体固定架

215 浮块罩

217 线性霍尔效应单元

219 液面

221，421 控制器

423 耦合固定件

500 液位测量装置

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以力求说明书的描述简洁清楚。

附图中所示的方框图不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。

根据本发明的技术构思的一方面，通过查找表的方式利用线性霍尔传感器实现高分辨率位移测量，同时可降低磁体形状等因素对测量分辨率的影响。

根据本发明的技术构思的另一方面，通过将液位测量装置的主要部件设置于外壳内，易于搬运、移动和安装，并且不易受到外界环境干扰和影响，延长装置使用寿命。机械运动部分和电子电路部分干湿分离，整体防护等级可大幅度提高。

下面参照附图对本发明实施例进行详细说明。

图1A示出根据本发明示例实施例的位移检测方法的流程图。

参见图1A，在S102，根据来自线性排列的多个线性霍尔效应单元的测量值确定测量值为最值的第一线性霍尔效应单元和与第一线性霍尔效应单元相邻的测量值为次最值的第二线性霍尔效应单元。多个线性霍尔效应单元包括于阵列线性霍尔效应单元模块内，参见图1D和图1E。

参见图1B，线性霍尔效应单元可包括三个引线，分别是电源正极、电源负极和输出端。当有磁体的N极或S极靠近时，会在输出端输出正负不同的电压值，一般在-5V到+5V之间，如图1C所示。没有磁体靠近时(磁体距离无限远)，静态输出电压可以是例如2.5v(电源电压的一半)。根据一些实施例，多个线性霍尔效应单元包括多个线性霍尔效应集成电路，但本发明不限于此。

参见图1D，当采用线性排列的多个线性霍尔效应单元217时，距离磁体209最近的两个线性霍尔效应单元217，即第一线性霍尔效应单元和与第一线性霍尔效应单元相邻的第二线性霍尔效应单元，其输出的测量值将为最值和次最值，即最高值和次高值或者最低值和次低值。据此，可以确定磁体位于第一线性霍尔效应单元和第二线性霍尔效应单元之间的纵向位置。

在S104，根据第一线性霍尔效应单元和第二线性霍尔效应单元的排列顺序获取磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量。如前所述，参见图1D，磁体207与阵列线性霍尔效应单元模块211可相对纵向移动且二者相邻设置。

根据一些实施例，按照第一线性霍尔效应单元和第二线性霍尔效应单元的排列顺序，以第一线性霍尔效应单元和第二线性霍尔效应单元与参考点的距离中的较小值作为磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量。

在霍尔效应单元均匀排布的情况下，如果从靠近参考点(图1D中阵列线性霍尔效应单元模块的底端位置)的霍尔效应单元开始顺序序号，若第一线性霍尔效应单元和第二线性霍尔效应单元中较小的序号为例如k，则(k-1)*D为磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量，D为线性霍尔效应单元之间的间距。

在S106，将来自第一线性霍尔效应单元的测量值与来自第二线性霍尔效应单元的测量值之间的比值作为查找表的输入，以确定磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量。查找表包括多个线性霍尔效应单元中相邻两个线性霍尔效应单元的测量值之比与磁体在该两个线性霍尔效应单元之间的位置编号或偏移距离的对应关系。

为了提高测量分辨率，同时可避免磁体形状等因素导致结果的不确定性和较大误差，本发明将阵列中相邻两个霍尔效应单元之间的距离分为多份，利用查找表的方式获取磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量，即确定磁体在第一和第二霍尔效应单元之间的精确位置，如图1E所示。

根据一些实施例，可从查找表中查找位置编号或偏移距离。在查找偏移距离时，将偏移距离作为磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量。在查找位置编号时，将位置编号转换的距离值作为磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量。

根据一些实施例，可基于主量和分量确定磁体关于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置，并根据纵向位置的变化确定磁体或阵列线性霍尔效应单元模块的位移。本领域技术人员对此易于理解，此处不再赘述。

下面对前述方法进行示例性详细描述。首先描述根据本发明示例实施例的方法的一般过程。

通过对实验，建立查找表。

根据来自线性排列的多个线性霍尔效应单元的测量值确定测量值为最值的第一线性霍尔效应单元和与第一线性霍尔效应单元相邻的测量值为次最值的第二线性霍尔效应单元。

获取第一和第二线性霍尔效应单元的测量值分别为Y1和Y2，按照与建立查找表时相邻两个线性霍尔效应单元的布置顺序一致的原则，例如，查找表中U1对应于远离起始位置编号的单元，测量中令远离前述参考点的单元的输出(Y1或Y2)对应于U1，用Y1/Y2或Y2/Y1与查找表中的U1/U2比较，找到最相近的位置编号n。

按下式确定磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置。

H＝(k-1)*D+n/N*D

(k-1)*D为磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量，n/N*D为磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量。D为线性霍尔效应单元之间的间距，k为第一线性霍尔效应单元和第二线性霍尔效应单元中距离参考点较易近者的序号。

易于理解，在前述示例性的一般方法中，查找表中也可以是多个线性霍尔效应单元中相邻两个线性霍尔效应单元的测量值之比与磁体在该两个线性霍尔效应单元之间的偏移距离(从两个单元之一偏移的距离)的对应关系。另外，当线性霍尔效应单元非均匀排布，或者查找表中位置编号不对应等分位置时，本发明的技术构思和方案仍可实施，仅需在具体计算时略作调整即可，不再赘述。

下面描述根据本发明示例实施例的方法的示例过程。

建立查找表。将间距20mm的两个线性霍尔效应集成电路之间的距离细分10份(也可以根据需要细分为100至1000份，或其他数量)。每份2mm，经过试验测量两个霍尔效应集成电路的输出电压为U1、U2，每移动磁铁2mm测量一次。结果如下表所示。

实际测量。假设阵列线性霍尔效应单元模块包括线性排列的6个线性霍尔效应集成电路，量程是(6-1)*20mm＝100mm。在与阵列线性霍尔效应单元模块相邻设置的磁体移动到某个位置时，测量的数据如下：

线性霍尔效应集成电路序号	测量值
		1号	2.5v
2号	2.51v
		3号	2.62v
4号	2.65v
		5号	3.71v
6号	2.51v

可以确定测量值最高的相邻两个线性霍尔效应集成电路是4号和5号，用5号的电压测量值除以4号的电压测量值得到3.71v/2.65v＝1.4，通过查找表确定与1.4最接近的是位置编号为8的数据1.33。由于位置编号的细分间距是2mm，2*8＝16mm就是磁体距离4号线性霍尔效应集成电路的长度(分量)，再加上1到4号之间的长度为20mm*3＝60mm(主量)，则60mm+16mm＝76mm，即磁体相对于阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置是76mm。

图1F示出根据本发明示例实施例的位移检测装置100。

参见图1F，根据本发明示例实施例的位移检测装置100包括阵列线性霍尔效应单元模块211、磁体209以及控制器221。

磁体209与阵列线性霍尔效应单元模块211相邻设置并向阵列线性霍尔效应单元模块211施加位置相关的磁作用，磁体209与阵列线性霍尔效应单元模块211可相对纵向移动。

阵列线性霍尔效应单元模块211包括线性排列的多个线性霍尔效应单元，多个线性霍尔效应单元根据与磁体209的相对位置而产生相应测量信号。

控制器221与阵列线性霍尔效应单元模块211通信，配置为根据来自多个线性霍尔效应单元的测量值确定测量值为最值的第一线性霍尔效应单元和与第一线性霍尔效应单元相邻的测量值为次最值的第二线性霍尔效应单元，根据第一线性霍尔效应单元和第二线性霍尔效应单元的排列顺序获取磁体209相对于阵列线性霍尔效应单元模块211的参考点的纵向位置的主量，将来自第一线性霍尔效应单元的测量值与来自第二线性霍尔效应单元的测量值之间的比值作为查找表的输入，以确定磁体209相对于阵列线性霍尔效应单元模块211的参考点的纵向位置的分量，查找表包括多个线性霍尔效应单元中相邻两个线性霍尔效应单元的测量值之比与磁体209在两个线性霍尔效应单元之间的位置编号或偏移距离的对应关系。

控制器221可以是ASIC芯片、微控制器(MCU)或其他处理器。控制器221可内置有存储器或可外接存储器如闪存等以存储查找表。

在一些实施例中，控制器221以第一线性霍尔效应单元和第二线性霍尔效应单元与参考点的距离中的较小值作为磁体209相对于阵列线性霍尔效应单元模块211的参考点的纵向位置的主量。

在一些实施例中，控制器221从查找表中查找位置编号或偏移距离；将偏移距离作为磁体209相对于阵列线性霍尔效应单元模块211的参考点的纵向位置的分量或者将位置编号转换的距离值作为磁体209相对于阵列线性霍尔效应单元模块211的参考点的纵向位置的分量。

在一些实施例中，控制器221还配置为基于主量和分量确定磁体209相对于阵列线性霍尔效应单元模块211的参考点的纵向位置，并根据纵向位置的变化确定磁体209或阵列线性霍尔效应单元模块211的位移。

对于位移检测装置实施例中未描述的细节，请参照前述方法实施例，此处不再赘述。

图2示出根据本发明示例性实施例的液位测量装置的示意图。

如图2所示，根据本发明示例实施例的液位测量装置包括外壳201、浮块203、浮块杆205、浮块杆支撑架207、以及前述的位移检测装置。位移检测装置包括磁体209、阵列线性霍尔效应单元模块211及控制器221。

参见图2，外壳201用于容置浮块203、浮块杆205、浮块杆支撑架207、磁体209以及阵列线性霍尔效应单元模块211。

根据一些实施例，外壳201包括非类铁金属材料或工程塑料。

参见图2，浮块203用于放置于被检液面219，并可随被检液面219的上下位置变化而相应带动浮块杆205上下移动。图中示出浮块203为浮球。但本发明不限于此，浮块203也可以是其他形状。浮块203可以根据实际情况选择合适材质，如本领域技术人员所了解的，不再赘述。

浮块杆205用于与浮块203直接或间接耦合，随浮块203的上下移动而相应上下移动。如后面所描述的，这样浮块杆205可以带动设置于其上的磁体209上下移动。

根据一些实施例，浮块杆205可以与浮块203固定连接，即直接耦合。

根据另一些实施例，浮块杆205通过浮块罩215与浮块203间接耦合。浮块杆205与浮块罩215可固定连接。浮块203与浮块罩215可通过软绳等柔性连接，也可固定连接，也可以不连接。通过浮块罩215，可避免浮块203与浮块杆205直接连接时的应力产生不利影响。另外，可避免浮块203滚动或摇摆时对上面的结构产生较大作用力。

根据一些实施例，外壳201底部包括拦网。一方面，拦网可以将一些杂物拦截在外壳之外；另一方面，在浮块203与浮块杆205或浮块罩215不连接的情况下，可以防止浮块203从外壳201中掉出。

浮块杆支撑架207用于固定于外壳201且具有开口以使浮块杆205穿过该开口而得到支撑。这样，浮块杆205不会由于左右摇摆而影响测量。

磁体209设置于浮块杆205，能够随浮块杆的上下移动而移动。

阵列线性霍尔效应单元模块211固定于外壳201。阵列线性霍尔效应单元模块211可以是密封有线性霍尔效应单元的电路板。例如，阵列线性霍尔效应单元模块211可包括线性霍尔效应集成电路。

根据一些实施例，阵列线性霍尔效应单元模块211可固定于外壳内壁。根据另一些实施例，阵列线性霍尔效应单元模块211可固定于浮块杆支撑架207。

根据一些实施例，液位测量装置包括固定于浮块杆205的磁体固定架213。磁体固定架213用于固定磁体209且可移动地耦接于阵列线性霍尔效应单元模块211。

根据一些实施例，液位测量装置包括设置于外壳之上的太阳能电池板。这样，在室外使用时，可以利用太阳能提供电源，使装置更易于使用，不必配置大容量电池或频繁更换电池。

根据示例实施例，液位测量装置还包括与控制器221通信的无线数据通信模块。控制器221对来自阵列线性霍尔效应单元模块211的信号进行处理，产生液位数据。液位数据可通过无线数据通信模块发送给远端设备，从而实现远距离、免维护无线数据读取。

图3示出根据本发明示例性实施例的液位测量装置的磁体固定架处的剖视图。

如图2和3所示，磁体固定架213固定于浮块杆205，可移动地套设于阵列线性霍尔效应单元模块211。阵列线性霍尔效应单元模块211包括线性霍尔效应单元217。磁体209固定于磁体固定架213并与阵列线性霍尔效应单元模块211相邻设置。这样，磁体209可始终以一个极性朝向阵列线性霍尔效应单元模块211，可以避免浮块旋转或摆动引起磁铁的磁极方向变动过大而影响测量分辨率的问题。

图4A示出根据本发明另一实施例的液位测量装置的示意图。

如图4A所示，液位测量装置包括外壳(未示出)、浮块403、浮块杆405、浮块杆支撑架407、以及前述位移检测装置。位移检测装置包括磁体(此处未示出)、阵列线性霍尔效应单元模块(此处未示出)及控制器421。外壳用于容置浮块403、浮块杆405、浮块杆支撑架407等。浮块杆支撑架407例如为法兰。外壳可包括非类铁金属材料或工程塑料。

参见图4A，浮块403用于放置于被检液面并随被检液面变化而上下移动。浮块403中间具有贯穿孔，浮块杆405穿过贯穿孔。浮块杆支撑架407固定于外壳并用于固定浮块杆405。阵列线性霍尔效应单元模块设置于浮块杆405内，根据与磁体的相对位置而产生相应信号。磁体设置于浮块403内，向阵列线性霍尔效应单元模块施加位置相关的磁作用。

图4B示出根据本发明再一实施例的液位测量装置的示意图。

图4B所示装置与图4A所示装置基本相同，区别在于图4B所示装置还包括耦合固定件423。耦合固定件423通过浮块杆支撑架407的中间开口与浮块杆支撑架407耦接以固定浮块杆405。

在图4A和4B所示实施例中，通过使用内部设置有磁体的浮球及贯穿浮球的设置有阵列线性霍尔效应单元模块的浮球杆，能够降低整体高度，使结构更加紧凑。

图5示出根据本发明实施例的液位测量装置的使用方式的示意图。

参见图5，液位测量装置500可通过钢钉、抱箍、扎带等固定于水池壁，或通过角铁、固定杆等固定于被测物(例如池塘等)的底部。

以上描述了根据本发明实施例的液位测量装置。通过以上的详细描述，本领域的技术人员易于理解，根据本发明实施例的方法和装置具有以下优点中的一个或多个。

根据本发明的一些实施例，通过查找表的方式利用线性霍尔传感器实现高分辨率位移测量，同时可降低磁体形状等因素对测量分辨率的影响。

根据本发明的一些实施例，液位测量装置的主要部件设置于外壳内，易于搬运、移动和安装，并且不易受到外界环境干扰和影响，延长装置使用寿命。

根据本发明的一些实施例，机械运动部分和电子电路部分干湿分离，整体防护等级大幅度提高。

根据本发明的一些实施例，通过设置多个阵列线性霍尔效应单元模块，可以按需增加量程。

根据本发明一些实施例，磁体、浮块杆、浮块固定在一起，磁体随着液面的升高、降低而上下移动，体积小，结构紧凑。

根据本发明的一些实施例，通过使用内部设置有磁体的浮球及贯穿浮球的设置有阵列线性霍尔效应单元模块的浮球杆，能够降低整体高度，使结构更加紧凑。

易于理解，根据本发明的位移检测方法和装置不仅可应用于液位测量领域，也可应用于其他领域，如各类机械设备的结构位移、喷绘机、打印机的喷头位移等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。

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精确结构，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 (9)

1.一种位移检测装置，其特征在于，包括阵列线性霍尔效应单元模块、磁体以及控制器，其中：

所述磁体与所述阵列线性霍尔效应单元模块相邻设置并向所述阵列线性霍尔效应单元模块施加位置相关的磁作用，所述磁体与所述阵列线性霍尔效应单元模块可相对纵向移动；

所述阵列线性霍尔效应单元模块包括线性排列的多个线性霍尔效应单元，所述多个线性霍尔效应单元根据与所述磁体的相对位置而产生相应测量信号；

所述控制器与阵列线性霍尔效应单元模块通信，配置为根据来自所述多个线性霍尔效应单元的测量值确定测量值为最值的第一线性霍尔效应单元和与所述第一线性霍尔效应单元相邻的测量值为次最值的第二线性霍尔效应单元，根据所述第一线性霍尔效应单元和所述第二线性霍尔效应单元的排列顺序获取所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量，将来自所述第一线性霍尔效应单元的测量值与来自所述第二线性霍尔效应单元的测量值之间的比值作为查找表的输入，以确定所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量，所述查找表包括所述多个线性霍尔效应单元中相邻两个线性霍尔效应单元的测量值之比与所述磁体在所述两个线性霍尔效应单元之间的位置编号或偏移距离的对应关系。

2.如权利要求1所述的位移检测装置，其特征在于，所述控制器根据所述第一线性霍尔效应单元和所述第二线性霍尔效应单元的排列顺序获取所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量包括：以所述第一线性霍尔效应单元和所述第二线性霍尔效应单元与参考点的距离中的较小值作为所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的主量。

3.如权利要求1所述的位移检测装置，其特征在于，所述控制器确定所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量包括：从所述查找表中查找所述位置编号或所述偏移距离；将所述偏移距离作为所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量或者将所述位置编号转换的距离值作为所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置的分量。

4.如权利要求1所述的位移检测装置，其特征在于，所述控制器还配置为基于所述主量和所述分量确定所述磁体相对于所述阵列线性霍尔效应单元模块的参考点的纵向位置，并根据所述纵向位置的变化确定所述磁体或所述阵列线性霍尔效应单元模块的位移。

5.如权利要求1所述的位移检测装置，其特征在于，所述多个线性霍尔效应单元包括多个线性霍尔效应集成电路。

6.一种液位测量装置，其特征在于，包括：外壳、浮块、浮块杆、浮块杆支撑架、以及如权利要求1-5中任一项所述的位移检测装置，其中，

所述浮块用于放置于被检液面并随被检液面变化而相应带动所述浮块杆上下移动；

所述浮块杆用于与所述浮块直接或间接耦合，随所述浮块的上下移动而相应上下移动；

所述浮块杆支撑架用于固定于所述外壳且具有开口以使所述浮块杆穿过该开口而得到支撑；

所述磁体设置于所述浮块杆，能够随所述浮块杆的上下移动而移动；

所述阵列线性霍尔效应单元模块固定于所述外壳；

所述外壳用于容置所述浮块、所述浮块杆、所述浮块杆支撑架、所述磁体及所述阵列线性霍尔效应单元模块，所述外壳包括非类铁金属材料或工程塑料。

7.如权利要求6所述的液位测量装置，其特征在于，还包括固定于所述浮块杆的磁体固定架，所述磁体固定架用于固定所述磁体且可移动地耦接于所述阵列线性霍尔效应单元模块。

8.如权利要求6所述的液位测量装置，其特征在于，还包括浮块罩，所述浮块罩用于与所述浮块杆连接并与所述浮块耦合。

9.一种液位测量装置，其特征在于，包括：外壳、浮块、浮块杆、浮块杆支撑架、以及如权利要求1-5中任一项所述的位移检测装置，其中，

所述浮块用于放置于被检液面并随被检液面变化而上下移动，所述浮块中间具有贯穿孔；

所述浮块杆穿过所述贯穿孔；

所述浮块杆支撑架用于固定于所述外壳并用于固定所述浮块杆；

所述阵列线性霍尔效应单元模块设置于所述浮块杆内；

所述磁体设置于所述浮块内；

所述外壳用于容置所述浮块、所述浮块杆、所述浮块杆支撑架，所述外壳包括非类铁金属材料或工程塑料。

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