CN109282878A - 一种浮子式超声波液位传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种浮子式超声波液位传感器，包括超声波换能器（2）、导杆（3）和声波反射浮子（4）；导杆（3）沿超声波换能器（2）的超声波（6）发射方向，垂直设置于超声波换能器（2）上；声波反射浮子（4）紧密套接于导杆（3）上，并能沿导杆（3）上下移动；声波反射浮子（4）的底部为垂直于导杆（3）的平面，且面向超声波换能器（2）；声波反射浮子（4）能漂浮在被测液面（5）上。本发明，通过设计漂浮于被测液面（5）的浮子作为超声波（6）的反射面，通过设计导杆（3）防止浮子随被测液面（5）晃动，解决了现有技术中超声波液位传感器在被测液面（5）晃动时测量误差较大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波液位传感器。尤其涉及一种浮子式超声波液位传感器。
背景技术
超声波是振动频率高于20KHz的机械波，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播的特点，其在传播过程中碰到杂质或传播介质的分界面时会产生显著反射形成反射回波，因此可用作测量容器内液位高度。
现有超声波液位传感器主要包括超声波换能器，用于发射超声波以及接收反射回来的超声波，并得到传播时间。在工程应用时，通常将超声波液位传感器安装在容器底部，使其超声波换能器垂直向上发射超声波并通过液体传播到液面，反射后向下传播返回超声波换能，从而得到传播时间T，通过公式即可计算得出液面高度L=Vs*T/2，中Vs为超声波在被测液体中的传输速度。这种技术手段，由于被测液面通常不是静止不动的，例如汽车或飞机油箱内的燃油，在汽车、飞机运行时，燃油液面会随之产生波纹和晃动，此时声波就不再以90°角进行反射，反射后的声波不再按照入射方向返回，而是偏离一定角度，通过折射后返回接收换能器，造成换能器接收到的声波路径比实际液面高度的两倍要长，带来较大的测量误差。
因此，现有技术中超声波液位传感器存在被测液面晃动时测量误差较大的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中超声波液位传感器在被测液面晃动时测量误差较大的技术问题。本发明提供一种浮子式超声波液位传感器。
所述的一种浮子式超声波液位传感器，包括超声波换能器，其特征在于：还包括导杆和声波反射浮子；所述导杆沿超声波换能器的超声波发射方向，垂直设置于超声波换能器上；所述声波反射浮子紧密套接于导杆上，并能沿导杆上下移动；所述声波反射浮子的底部为垂直于导杆的平面，且面向超声波换能器；所述声波反射浮子能漂浮在被测液面上。
所述声波反射浮子紧密套接于导杆上，并能沿导杆上下移动是指，通过声波反射浮子与导杆套接部分的结构配合，使两者紧密套接，声波反射浮子不会出现左右明显的晃动，仅能沿导杆方向稳定的上下移动。如当声波发射浮子通过内部通孔与导杆套接时，则由该内部通孔孔径与导杆外径进行配合，进行实现。
在应用时，将上述浮子反射式超声波液位传感器垂直安装于液体容器的底部平面，此时声波反射浮子漂浮在被测液面上，发射换能器垂直向上发射的超声波通过液体传播到声波反射浮子的底部平面，反射后向下传播返回发射换能器，得到传播时间T，过公式L=Vs*T/2+L1即可计算得出被测液面高度L，其中L1为通过前期试验可测定的浮子底部平面与被测液面的固定距离，Vs为超声波在被测液体中的传输速度。
进一步，所述一种浮子式超声波液位传感器，还包括外壳；所述一种浮子式超声波液位传感器，还包括外壳；所述外壳为柱状结构，并设有内腔；所述超声波换能器设于所述内腔的底部；所述导杆沿外壳的轴向设置；所述外壳侧壁设有连通结构，用于被测液体流入所述内腔。
通过设置外壳，将超声波换能器、导杆和声波反射浮子置于外壳内，一方面可以保护声波换能器、导杆和声波反射浮子，另一方面，外壳的内腔通过外壳与被测液面形成一个隔离，可以在被测液面晃动时，初步稳定液面，降低被测液面晃动对测量的影响。
进一步，所述连通结构为始于外壳底部并终于外壳顶部的条形开口。
进一步，所述连通结构为始于外壳底部并终于外壳顶部的交错孔簇。
进一步，所述声波反射浮子由泡沫塑料制成，能够漂浮于各类燃油上。
本发明提供的一种浮子式超声波液位传感器， 通过设计声波反射浮子漂浮于被测液面，作为超声波反射面；通过设计垂直固定的导杆作为声波反射浮子的滑轨，限制声波反射浮子随被测液面的晃动而晃动，保证了，超声波换能器发射的超声波，始终以与超声波反射面的90度角进行反射，避免反射后不沿原路径返回，造成超声波换能器接收到的超声波路径比实际被测液面高度的两倍要长，带来较大的测量误差；通过设计带连通结构的半封闭式外壳，可对浮子反射式超声波液位传感器的内部结构进行保护，同时能够在被测液面晃动时，初步稳定液面，降低被测液面晃动对测量的影响，减小测量误差。
综上，本发明相比于现有技术至少具有：降低了被测液面晃动时测量误差的有益效果。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。
图1是本发明所述一种浮子式超声波液位传感器的结构示意图；
图2是本发明所述一种浮子式超声波液位传感器的原理示意图；
图中：1.外壳、2. 超声波换能器、3.导杆、4. 声波反射浮子、5. 被测液面、6. 超声波、7.超声波路径。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明，在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：
如图1、图2所示，本实施例所述的一种浮子式超声波液位传感器，包括超声波换能器2，其特征在于：还包括导杆3和声波反射浮子4；所述导杆3沿超声波换能器2的超声波6发射方向，垂直设置于超声波换能器2上；所述声波反射浮子4紧密套接于导杆3上，并能沿导杆3上下移动；所述声波反射浮子4的底部为垂直于导杆3的平面，且面向超声波换能器2；所述声波反射浮子4能漂浮在被测液面5上。
本实施例所述的声波反射浮子4紧密套接于导杆3上，并能沿导杆3上下移动是指，通过声波反射浮子4与导杆3套接部分的结构配合，使两者紧密套接，声波反射浮子4不会出现左右明显的晃动，仅能沿导杆3方向稳定的上下移动。如当声波发射浮子通过内部通孔与导杆3套接时，则由该内部通孔孔径与导杆3外径进行配合，进行实现。
在应用时，将上述浮子反射式超声波液位传感器垂直安装于液体容器的底部平面，此时声波反射浮子4漂浮在被测液面5上，发射换能器垂直向上发射的超声波6通过液体传播到声波反射浮子4的底部平面，反射后向下传播返回发射换能器，得到传播时间T，过公式L=Vs*T/2+L1即可计算得出被测液面5高度L，其中L1为通过前期试验可测定的浮子底部平面与被测液面5的固定距离，Vs为超声波6在被测液体中的传输速度。
其原理为，声波反射浮子4始终漂浮在被测液面5上，会随被测液面5的升高而升高，随被测液面5的降低而降低，其位置可以表征被测液面5的位置。且声波反射浮子4只能沿导杆3做垂直运动，因此在被测液面5晃动时，其底部平面不会随被测液面5进行明显晃动，而是保持与导杆3几乎垂直的状态，以此底部平面作为超声波6的反射面，能够保证超声波6以反射面的90度角进行反射，避免反射后不沿原路径返回，造成换能器接收到的超声波路径7比实际被测液面5高度的两倍要长，带来较大的测量误差。
实施例2：
在上述实施例的基础上，提出实施例2，如图1所示，其特征在于：所述一种浮子式超声波液位传感器，还包括外壳1；所述外壳1为柱状结构，并设有内腔；所述超声波换能器2设于所述内腔的底部；所述导杆3沿外壳1的轴向设置；所述外壳1侧壁设有连通结构，用于被测液体流入所述内腔。
本实施例，通过设置外壳1，将超声波换能器2、导杆3和声波反射浮子4置于外壳1内，可以保护声波换能器、导杆3和声波反射浮子4，一方面外壳1的内腔通过外壳1与被测液面5形成一个隔离，可以在被测液面5晃动时，初步稳定液面，降低被测液面5晃动对测量的影响。
实施例3：
在上述实施例的基础上，提出实施例3，如图1所示，其特征在于：所述连通结构为始于外壳1底部并终于外壳1顶部的条形开口。
本实施例，通过条形开口实现外壳1的内腔与被测液体连通，使被测液体顺利进入壳体的内腔的同时，保证内腔液面与被测液面5的相对隔离，以便在被测液面5晃动时，初步稳定液面，降低被测液面5晃动对测量的影响。
实施例4：
在上述实施例的基础上，提出实施例4，如图1所示，其特征在于：所述连通结构为始于外壳1底部并终于外壳1顶部的交错孔簇。
本实施例，通过交错孔簇实现外壳1的内腔与被测液体连通，能够更好的保证内腔液面与被测液面5的相对隔离，以便在被测液面5晃动时，初步稳定液面，降低被测液面5晃动对测量的影响。
实施例5：
在上述实施例的基础上，提出实施例5，如图1所示，其特征在于：所述声波反射浮子4由泡沫塑料制成，能够漂浮于各类燃油上。
通过泡沫塑料制成的浮子，结构简单，技术成熟，应用范围较宽，能够可靠的漂浮于燃油油面等常规被测液面5上，而不影响燃油等被测液体的质量和使用。
Claims (5)
1.一种浮子式超声波液位传感器，包括超声波换能器（2），其特征在于：还包括导杆（3）和声波反射浮子（4）；所述导杆（3）沿超声波换能器（2）的超声波（6）发射方向，垂直设置于超声波换能器（2）上；所述声波反射浮子（4）紧密套接于导杆（3）上，并能沿导杆（3）上下移动；所述声波反射浮子（4）的底部为垂直于导杆（3）的平面，且面向超声波换能器（2）；所述声波反射浮子（4）能漂浮在被测液面（5）上。
2.根据权利要求1所述的一种浮子式超声波液位传感器，其特征在于：所述一种浮子式超声波液位传感器，还包括外壳（1）；所述外壳（1）为柱状结构，并设有内腔；所述超声波换能器（2）设于所述内腔的底部；所述导杆（3）沿外壳（1）的轴向设置；所述外壳（1）侧壁设有连通结构，用于被测液体流入所述内腔。
3.根据权利要求2所述的一种浮子式超声波液位传感器，其特征在于：所述连通结构为始于外壳（1）底部并终于外壳（1）顶部的条形开口。
4.根据权利要求2所述的一种浮子式超声波液位传感器，其特征在于：所述连通结构为始于外壳（1）底部并终于外壳（1）顶部的交错孔簇。
5.根据权利要求1至4所述的任一种浮子式超声波液位传感器，其特征在于：所述声波反射浮子（4）由泡沫塑料制成，能够漂浮于各类燃油上。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5319973A (en) * | 1993-02-02 | 1994-06-14 | Caterpillar Inc. | Ultrasonic fuel level sensing device |
| JP2005140640A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Denso Corp | 車両用液面検出装置 |
| CN101532867A (zh) * | 2009-04-24 | 2009-09-16 | 沈阳工业大学 | 适用于复杂工况非接触液位检测装置 |
| CN101634580A (zh) * | 2009-08-28 | 2010-01-27 | 四川大学 | 一种抗倾斜和波动的超声波液位测量传感器 |
| CN106092271A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-11-09 | 武汉静磁栅机电制造有限公司 | 一种激光液位测量装置和方法 |
| CN209148097U (zh) * | 2018-10-31 | 2019-07-23 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 一种浮子反射式超声波液位传感器 |
-
2018
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5319973A (en) * | 1993-02-02 | 1994-06-14 | Caterpillar Inc. | Ultrasonic fuel level sensing device |
| JP2005140640A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Denso Corp | 車両用液面検出装置 |
| CN101532867A (zh) * | 2009-04-24 | 2009-09-16 | 沈阳工业大学 | 适用于复杂工况非接触液位检测装置 |
| CN101634580A (zh) * | 2009-08-28 | 2010-01-27 | 四川大学 | 一种抗倾斜和波动的超声波液位测量传感器 |
| CN106092271A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-11-09 | 武汉静磁栅机电制造有限公司 | 一种激光液位测量装置和方法 |
| CN209148097U (zh) * | 2018-10-31 | 2019-07-23 | 四川泛华航空仪表电器有限公司 | 一种浮子反射式超声波液位传感器 |
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