CN109556678A - 光纤液位监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤液位监测装置，所述光纤液位传感器包括光收发模块、光液位探头组、冗余判定模块以及信号处理模块；在同一光纤液位监测装置中，包括有至少两组光液位探头组，每组光液位探头组中包括至少两个光液位探头；所述光收发模块用于向光液位探头发送光信号，同时接收光液位探头返回的光信号，且光收发模块的数量与光液位探头的数量相等，并对应的通过传输光缆与光液位探头连接；所述冗余判定模块的数量与光液位探头组相等且对应，并与光收发模块电连接，所述冗余判定模块用于判断液面是否达到对应光液位探头组监测液位，并产生判定结果信号；所述信号处理模块与各冗余判定模块电连接。
Description
技术领域
本发明涉及监控设备领域，特别是一种光纤液位监测装置。
背景技术
现有的光纤液位传感器多为单极测试，只能检测到一个液面进行预警，无法实现多级预警，同时只能检测到液体是否到达指定液面，无法判定到达指定液面时刻的液体流量。
同时，现有的光纤液位传感器在一个测试液面只有一个检测头，当检测头失效时，不能正常发出预警信号。
因鉴于此，特提出此发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种可实现多级预警，可靠性高的光纤液位监测装置。
为了实现上述目的，本发明提供的一种光纤液位监测装置，所述光纤液位传感器包括光收发模块、光液位探头组、冗余判定模块以及信号处理模块；
在同一光纤液位监测装置中，包括有至少两组光液位探头组，每组光液位探头组中包括至少两个光液位探头，同组光液位探头组中各光液位探头均用于监测同一液位；
所述光收发模块用于向光液位探头发送光信号，同时接收光液位探头返回的光信号，且光收发模块的数量与光液位探头的数量相等，并一一对应的通过传输光缆与光液位探头连接；
所述冗余判定模块的数量与光液位探头组相等且一一对应，并与与对应光液位探头组中各光液位探头连接的光收发模块电连接，所述冗余判定模块用于通过与其连接的光收发模块传回判断液面是否达到对应光液位探头组监测液位，并产生判定结果信号；
所述信号处理模块与各冗余判定模块电连接，并根据各冗余判定模块产生的判定结果信号进行预警和/或计算流量。
优选地，所述光纤液位监测装置还包括安装支架和调节支架，所述调节支架的数量与光液位探头组的数量相等，且同一光液位探头组中各光液位探头均通过设于固定支架上的调节固定结构固定于同一调节支架上，所述调节支架固定于所述安装支架上，以将各光液位探头组固定于不同高度。
优选地，所述调节固定结构为带有调节螺栓的锁紧结构。
优选地，所述光液位探头采用无源光液位探头。
优选地，所述冗余判定模块为一逻辑电路模块。
优选地，所述传输光缆由至少一根多模光纤构成。
本发明提供的光纤液位监测装置，具有如下有益效果：
1.通过在不同的位置上安装多组光液位探头，将传统的单点式液位测量变为多点式液位测量，能够对液位变化进行多级预警，同时也可以根据液位的上升速度来计算液体流量，进而实现液体流量控制和对液体泄露量的检测；
2.光液位探头采用无源元件，更利于在电压、强磁场等恶劣环境下进行工作；
3.通过同一组光液位探头组中的多个光液位探头，当液体到达指定液面高度时，同时有多路预警信号发出，根据多路预警信号来决策出最终预警信息，提升了预警系统的稳健性与可靠性；
4.通过固定光液位探头的调节支架上的调节固定结构，可以实现对于光液位探头的安装位置进行快速调节，解决了加工误差、调试误差带来的不同产品之间的差异，以保证产品的一致性，便于大批量的生产，同时便于现场的安装、调试和维修。
附图说明
图1为本发明提供的光纤液位监测装置架构图。
图2为本发明提供的光纤液位监测装置实施例中调节支架和安装支架结构示意图。
图3为为本发明提供的光纤液位监测装置实施例中调节支架结构示意图。
图中：
1.安装支架 2.调节支架 3.调节固定结构 4.光液位探头
具体实施方式
请参考图1-3，本发明提供了一种光纤液位监测装置。
所述光纤液位传感器包括光收发模块、光液位探头组、冗余判定模块以及信号处理模块。
其中，在同一光纤液位监测装置中包括有至少两组光液位探头组，光液位探头组的具体数量由需要监测的液位数量决定，本发明对此不做具体限定。
在本发明实施例中，所述光液位探头组的数量为2。
每组光液位探头组中至少包括两个光液位探头，同组光液位探头组中各光液位探头均用于监测同一液位。对同一液位设置的多个光液位探头可以显著的提高光纤液位监测装置监测的可靠性。
在本实施例中，一组光液位探头组中光液位探头的数量为4个，但是应当注意的是，本发明对一组光液位探头组中光液位探头的数量不做具体限定，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的每组光液位探头组中光液位探头的数量。
在本实施例中，光液位探头选择无源光液位探头，防止探头部分受外界高电压、强磁场等恶劣环境的影响。
所述光收发模块用于向光液位探头发送光信号，同时接收光液位探头返回的光信号，且光收发模块的数量与所述监测装置中光液位探头的总数量相等，且每个光收发模块对应一个光液位探头，并通过传输光缆与对应的光液位探头相连。
所述传输光缆由至少一根多模光纤构成。
所述冗余判定模块的数量与光液位探头组的数量相等，且每个光液位探头组对应一个冗余判定模块。所述冗余判定模块与对应光液位探头组中各光液位探头连接的光收发模块电连接，并通过与其连接的光收发模块传回判断液面是否达到对应光液位探头组监测液位的信号，产生判定结果信号。
所述冗余判定模块在同一光液位探头组中判定液位达到监测液位的光液位探头的数量达到预设条件时才会产生液面达到预设监测液位的判定结果信号，避免了单个光液位探头失效时无法发出或者发出错误的信号。
在本实施例中，所述冗余判定模块为逻辑电路模块，其判定逻辑可根据实际需要进行设置，如同组液位探头组中判定液位达到监测液位的光液位探头的数量超过一半时即判定液面确实已经达到监测液位，所述冗余模块即产生液面达到预设监测液位的判定结果信号。
但是应当注意的是，本发明对所述冗余判定模块的具体形式和判定逻辑不做具体限定，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的冗余判定模块形式和判定逻辑。
所述信号处理模块与各冗余判定模块电连接，并根据接收到的由冗余判定模块发出的判定结果信号进行预警和/或进行流量计算。
所述预警的方式包括但不限于信号处理模块生成预警信号发送至后台其他设备，亦或是信号处理模块生成预警信号发送至报警设备进行报警，本发明对其具体手段不做限定。
如果有两组或以上的液位探头组输出液面达到预设监测液位的判定结果信号，根据接收到信号的时间间隔，以及预设监测液位面的安装高度差，进行流量计算。
进一步的，还可以通过该装置实现对监测容器渗漏的监测：
在保持进水流量稳定可控的情况下，在信号处理模块中预设在达到第一级监测液位后液面到达第二级或其他级监测液位的时间；若在规定的时间液面并未达到预定达到的监测液位，则说明实际注入容器的净流量低于进水量，即监测容器有泄漏，此时信号处理模块进行泄漏报警。
在本发明实施例中，所述信号处理模块为单片机或MCU，但是应当注意的是，本发明对所述信号处理模块的形式不做具体限定，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的信号处理模块种类。
进一步的，为了固定本装置中的光液位探头，在其他的一些实施例中，所述光纤液位监测装置还包括安装支架1和调节支架2。
所述调节支架2的数量与光纤液位监测装置中光液位探头组的数量相等，每个调节支架2对应一组光液位探头组，即同一光液位探头组中的各光液位探头4均固定于同一调节支架2上。
光液位探头4通过设于调节支架2上的调节固定结构3固定在调节支架上。
在本实施例中，由于每组光液位探头组包含有4个光液位探头，因此所述调节支架为一正方形框架，调节固定结构3为带有调节螺栓的锁紧结构，并将光液位探头4固定在所述正方形框架的四个角上(如图3所示)。
采用具有调节螺栓的锁紧结构可以方便的对同一组中各光液位探头4进行调平，以便于现场的安装、调试和维修。
各级调节支架2根据需要沿垂直方向固定在安装支架1上，在本实施例中，所述安装支架1为沿垂直方向开设有多个预设安装位点的圆管(如图2所示)。
但是应当注意的是，本发明对所述安装支架、调节支架及调节固定结构的具体形式不做具体限定，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的安装支架、调节支架及调节固定结构的具体形式，本发明实施例中的案例仅作为一种可能是实现方案。
本发明所提供的光纤液位监测装置，通过在不同的位置上安装多组光液位探头，将传统的单点式液位测量变为多点式液位测量，能够对液位变化进行多级预警，同时也可以根据液位的上升速度来计算液体流量，进而实现液体流量控制和对液体泄漏量的监测；
本发明所提供的光纤液位监测装置中的光液位探头采用无源元件，更利于在电压、强磁场等恶劣环境下进行工作；
同时，本发明所提供的光纤液位监测装置采用了冗余设计，通过同一组光液位探头组中的多个光液位探头，当液体到达指定液面高度时，同时有多路预警信号发出，根据多路预警信号来决策出最终预警信息，提升了预警系统的稳健性与可靠性；
进一步的，通过固定光液位探头的调节支架上的调节固定结构，可以实现对于光液位探头的安装位置进行快速调节，解决了加工误差、调试误差带来的不同产品之间的差异，以保证产品的一致性，便于大批量的生产，同时便于现场的安装、调试和维修。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光纤液位监测装置，其特征在于，所述光纤液位传感器包括光收发模块、光液位探头组、冗余判定模块以及信号处理模块；
在同一光纤液位监测装置中，包括有至少两组光液位探头组，每组光液位探头组中包括至少两个光液位探头，同组光液位探头组中各光液位探头均用于监测同一液位；
所述光收发模块用于向光液位探头发送光信号，同时接收光液位探头返回的光信号，且光收发模块的数量与光液位探头的数量相等，并一一对应的通过传输光缆与光液位探头连接；
所述冗余判定模块的数量与光液位探头组相等且一一对应，并与与对应光液位探头组中各光液位探头连接的光收发模块电连接，所述冗余判定模块用于通过与其连接的光收发模块传回判断液面是否达到对应光液位探头组监测液位，并产生判定结果信号；
所述信号处理模块与各冗余判定模块电连接，并根据各冗余判定模块产生的判定结果信号进行预警和/或计算流量。
2.根据权利要求1所述的光纤液位监测装置，其特征在于，所述光纤液位监测装置还包括安装支架和调节支架，所述调节支架的数量与光液位探头组的数量相等，且同一光液位探头组中各光液位探头均通过设于固定支架上的调节固定结构固定于同一调节支架上，所述调节支架固定于所述安装支架上，以将各光液位探头组固定于不同高度。
3.根据权利要求2所述的光纤液位监测装置，其特征在于，所述调节固定结构为带有调节螺栓的锁紧结构。
4.根据权利要求1所述的光纤液位监测装置，其特征在于，所述光液位探头采用无源光液位探头。
5.根据权利要求1所述的光纤液位监测装置，其特征在于，所述冗余判定模块为一逻辑电路模块。
6.根据权利要求1所述的光纤液位监测装置，其特征在于，所述传输光缆由至少一根多模光纤构成。
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