CN109655132A - 一种耐高温高压的导波雷达液位计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了液位计技术领域的一种耐高温高压的导波雷达液位计，包括外壳，所述外壳的顶部安装有显示器，所述外壳的内腔后侧壁安装有控制板，所述控制板与显示器电性连接，所述外壳的右侧壁安装有电缆接口，所述电缆接口与控制板电性连接，所述啮合槽的底部开有限位槽，所述限位槽与限位板连接，所述偏心板的顶部安装有环形电极环，所述电极环的顶部与电极片电性连接，所述偏心板的底部左侧安装有保护电极，所述保护电极与电极环电性连接，所述保护电极的外壁底部套接有绝缘挡环，所述保护电极的底部电性连接有测量电极,通过装置上安装的偏心板及其顶部安装的电机等装置的组合，提高测量电极的测量范围，提高测量数据的有效性。

Description

一种耐高温高压的导波雷达液位计

技术领域

本发明涉及液位计技术领域，具体为一种耐高温高压的导波雷达液位计。

背景技术

液位是工业生产中的一个重要参数。液位测量的方法很多，针对不同的工况和介质可以使用不同测量原理的液位计，吹气法、静压式、浮球式、重锤式、超声波等几种常用的液位测量仪表，都有各自的特点和应用范围。导波雷达液位计运用先进的雷达测量技术，以其优良的性能，尤其是在槽訛中有搅拌、温度高、蒸汽大、介质腐蚀性强、易结疤等恶劣的测量条件下，显示出其卓越的性能，在工业生产中发挥着越来越重要的作用。

高温高压导波雷达液位计是基于时间行程原理的测量仪表，发射能量很低的极短的微波脉冲，通过天线系统发射并接收。雷达波以光速运行。运行时可以通过电子部件转换成物位信号。探头发出高频脉冲并沿缆式或杆式探头传导，当脉冲遇到物料表面时反射回来被仪表内的接收器接收，并将距离信号转化为物位信号。雷达液位计采用发射一一反射一一接收的工作模式。雷达液位计的天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下：D=CT/2，

式中 D--雷达液位计到液面的距离

C--光速

T--电磁波运行时间

雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。

一种特殊的时间延伸方法可以确保极短时间内稳定和精确的测量。即使工况情况比较复杂，存在虚假回波，用最新的微处理技术和调试软件也可以准确的分析出物位的回波。

雷达波是一种特殊形式的电磁波，导波雷达液位计利用电磁波的特性来进行液位检测，电磁波的物理特性与可见光相似，传播速度相当于光速。其频率为300MHz一3000GHz。电磁波可以穿透空间蒸汽、粉尘等干扰源，遇到障碍物易于被反射，被测介质导电性越好或介电常数越大，回波信号的反射效果越好。雷达波的频率越高，发射角越小，单位面积上能量（磁通量或场强）越大，波的衰减越小，导波雷达液位计的测量效果越好。

导波雷达液位计的技术优势：雷达液位计对液体、颗粒及浆料连续物位测量。雷达液位计的测量不受介质变化、温度变化、惰性气体及蒸汽、粉尘、泡沫等的影响。雷达液位计的精度为5mm，量程60米，耐250度高温、40公斤高压，雷达液位计适用于爆炸危险区域。

在安装导波雷达液位计时，需要控制导波雷达液位计的测量端与容器内壁之间的距离，在距离较近时会导致容器内壁产生的虚假信号误当作回波信号，而导致测量数据不实的情况发生，但现有的导波雷达液位计在测量时只能取得单个位置的数据，且在测量时容易产生液位跳变，不利于信息的采集，不利于使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温高压的导波雷达液位计，以解决上述背景技术中提出的只能测量单组数据而容易导致测量数据不实的情况发生的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐高温高压的导波雷达液位计，包括外壳，所述外壳的顶部安装有显示器，所述外壳的内腔后侧壁安装有控制板，所述控制板与显示器电性连接，所述外壳的右侧壁安装有电缆接口，所述电缆接口与控制板电性连接，所述外壳的底部焊接有连接件，所述连接件包括套管，且套管的顶部与外壳的底部焊接，且套管的外壁底部套接有固定管，且固定管的内壁均匀焊接有固定杆，所述固定杆的另一端焊接有电机，所述电机位于连接件的内腔中部，所述电机的控制端与控制板电性连接，所述电机的动力输出端外壁固定连接有齿轮，所述电机的动力输出端的外壁底部安装有限位板，所述连接件的外壁底部安装有法兰件，所述连接件的外壁开有通孔，且通孔贯穿有连接线，所述连接线的一端与控制板连接，所述法兰件的底部左侧贯穿有电极片，所述连接线的另一端与电极片电性连接，所述齿轮与偏心板啮合连接，所述偏心板包括啮合槽，所述啮合槽与齿轮啮合连接，所述啮合槽的底部开有限位槽，所述限位槽与限位板连接，所述偏心板的顶部安装有环形电极环，所述电极环的顶部与电极片电性连接，所述偏心板的底部左侧安装有保护电极，所述保护电极与电极环电性连接，所述保护电极的外壁底部套接有绝缘挡环，所述保护电极的底部电性连接有测量电极。

优选的，所述限位板与限位槽的安装固定方向与电机的动力输出端的转动方向相反。

优选的，所述控制板是基于STM32微控制芯片用于控制测量电极进行电磁脉冲的发射及接收及数据处理的电路板。

优选的，所述电极片和电极环均为铜制。

优选的，所述保护电极与偏心板的底部连接处周围呈环形状开有螺纹槽，所述螺纹槽的内壁螺接有导波管，所述导波管的前后侧壁呈对称状安装有通气孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过该一种耐高温高压的导波雷达液位计的设置，结构设计合理，将外壳的底部装置插入到盛有需要测量的液体的容器内，同时控制外壳的底部装置插入的位置，将电缆接口外接24V电线，使控制板和显示器等装置通电，控制板通过连接线控制测量电极发出电磁脉冲，同时通过连接线控制电机的动力输出端带动齿轮和限位板的转动，从而在通过限位板与限位槽之间连接固定的同时，齿轮通过与啮合槽之间的啮合连接，对偏心板进行固定的同时带动偏心板的转动，使法兰件左侧与连接线连接的电极片与偏心板上部的电极环电性连接，由于电极环的底部与保护电极电性连接，保护电极的底部与测量电极电性连接，从而使得测量电极通过偏心板的转动在做环形运动的同时对液体液位进行不同位置的测量，通过偏心板底部开有的环形螺纹槽内螺接的波纹管，可以降低周围环境因素对测量电极产生的影响，同时将测量的数值进行收集，再通过连接线和电极环及电极片等装置将数值传输到控制板内，并进行数据处理后将测量的数据均值显示在显示器上，从而提高了数据的可靠性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明前部结构示意图；

图3为本发明法兰件结构示意图；

图4为本发明整体结构示意图；

图5为本发明偏心板结构示意图；

图6为本发明偏心板内部结构示意图。

图中：1外壳、2显示器、3控制板、4电缆接口、5连接件、6偏心板、7保护电极、8绝缘挡环、9测量电极、10导波管、11通气孔、12电极片、13连接线、14法兰件、15电极环、16限位槽、17啮合槽、18限位板、19齿轮、20电机、21固定杆、22螺纹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供如下技术方案：一种耐高温高压的导波雷达液位计，用于减少外界因素的影响，提高数据的可靠性，请参阅图1，包括外壳1，外壳1的顶部安装有显示器2，用于对数据进行显示及查看，外壳1的内腔后侧壁安装有控制板3，用于对电机20和测量电极9及保护电极7做出指令，控制板3是基于STM32微控制芯片用于控制测量电极9进行电磁脉冲的发射及接收及数据处理的电路板，控制板3与显示器2电性连接，外壳1的右侧壁安装有电缆接口4，用于外部24V电线的接入，电缆接口4与控制板3电性连接，请参阅图2，外壳1的底部焊接有连接件5，用于连接外壳1及法兰件14，连接件5包括套管，且套管的顶部与外壳1的底部焊接，且套管的外壁底部套接有固定管，请参阅图3，且固定管的内壁均匀焊接有固定杆21，用于对电机20的固定，方便电机20的动力输出端的转动，固定杆21的另一端焊接有电机20，电机20位于连接件5的内腔中部，电机20的控制端与控制板3电性连接，电机20的动力输出端外壁固定连接有齿轮19，用于进行动力的转换，电机20的动力输出端的外壁底部安装有限位板18，用于对偏心板6的固定，防止偏心板6由于重力和离心力而脱落的情况发生，连接件5的外壁底部安装有法兰件14，用于对连接线13的收纳及固定，用于提高连接件5的硬度，防止使用时间过长导致连接件5的外壁产生缝隙，请参阅图4，连接件5的外壁开有通孔，且通孔贯穿有连接线13，用于连接线13与控制板3的连接，连接线13的一端与控制板3连接，法兰件14的底部左侧贯穿有电极片12，用于电机20片的固定，连接线13的另一端与电极片12电性连接，用于测量数据的传输，齿轮19与偏心板6啮合连接，请参阅图5，偏心板6包括啮合槽17，啮合槽17与齿轮19啮合连接，用于带动偏心板6的转动，啮合槽17的底部开有限位槽16，限位槽16与限位板18连接，用于偏心板6的固定，限位板18与限位槽16的安装固定方向与电机20的动力输出端的转动方向相反，防止偏心板6转动时由于重力和离心力的作用而掉落，偏心板6的顶部安装有环形电极环15，电极环15的顶部与电极片12电性连接，用于数据的传输，电极片12和电极环15均为铜制，请参阅图6，偏心板6的底部左侧安装有保护电极7，用于提高测量电极9的测量数值准确性，保护电极7与电极环15电性连接，用于数据的传输，保护电极7的外壁底部套接有绝缘挡环8，用于防止测量电极9收集干扰信号，保护电极7的底部电性连接有测量电极9，用于电磁脉冲的发射与接收，保护电极7与偏心板6的底部连接处周围呈环形状开有螺纹槽22，螺纹槽22的内壁螺接有导波管10，导波管10的前后侧壁呈对称状安装有通气孔11，用于减少外界因素影响测量电极9的检测。

在具体使用过程中，将外壳1的底部装置插入到盛有需要测量的物料的容器内，同时控制外壳1的底部装置插入的位置，调整容器内壁与测量电极9之间的距离，安装位置距容器内壁距离应大于30cm，以免将槽壁上的虚假信号误作回拨信号，将电缆接口4插入外接24V电线，使控制板3和显示器2等电性装置通电，使用者控制控制板3做出指令，使控制板3通过连接线13控制测量电极9发出电磁脉冲，电磁脉冲遇到物料表面时反射回来被测量电极9接收，同时将距离信号转化为物位信号，然后通过保护电极7和电极片12及电极环15等装置，将物位信号通过连接线13输送到控制板3内，从而达到了单次测量的目的，在对物位进行测量的同时通过连接线13控制电机20的动力输出端带动齿轮19和限位板18的转动，从而在通过限位板18与限位槽16之间连接固定的同时，齿轮19通过与啮合槽17之间的啮合连接，对偏心板6进行固定的同时带动偏心板6的转动，由于限位板18与限位槽16之间的固定方向与电机20的动力输出端的转动方向相反，使得电机20的动力输出端在转动时不会导致偏心板6由于重力和离心力而掉落的情况发生，此时偏心板6的转动使法兰件14左侧与连接线13连接的电极片12与偏心板6上部的电极环15进行接触，从而产生电性连接，由于电极环15和电极片12的材质均为铜制，能够提高其导电性，由于电极环15的底部与保护电极7电性连接，保护电极7的底部与测量电极9电性连接，从而使得测量电极9通过偏心板6的转动在做环形运动的同时对液体液位进行不同位置的测量，能够减少液位跳变的情况发生，通过导波管10与偏心板6的底部开有的环形螺纹槽22之间螺纹连接，用于必要时减少数据的不实性，增加数据的可靠性，减少外界的影响，同时防止单个数据受外界影响较大而导致数据不实的情况发生，同时将多次测量的数值进行收集，再通过连接线13和电极环15及电极片12等装置将数值传输到控制板3内，实现多个数据的收集，并通过控制板3进行数据处理后将测量的数据均值显示在显示器2上，减少了多重因素的影响，从而提高了数据的可靠性。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种耐高温高压的导波雷达液位计，包括外壳（1），其特征在于：所述外壳（1）的顶部安装有显示器（2），所述外壳（1）的内腔后侧壁安装有控制板（3），所述控制板（3）与显示器（2）电性连接，所述外壳（1）的右侧壁安装有电缆接口（4），所述电缆接口（4）与控制板（3）电性连接，所述外壳（1）的底部焊接有连接件（5），所述连接件（5）包括套管，且套管的顶部与外壳（1）的底部焊接，且套管的外壁底部套接有固定管，且固定管的内壁均匀焊接有固定杆（21），所述固定杆（21）的另一端焊接有电机（20），所述电机（20）位于连接件（5）的内腔中部，所述电机（20）的控制端与控制板（3）电性连接，所述电机（20）的动力输出端外壁固定连接有齿轮（19），所述电机（20）的动力输出端的外壁底部安装有限位板（18），所述连接件（5）的外壁底部安装有法兰件（14），所述连接件（5）的外壁开有通孔，且通孔贯穿有连接线（13），所述连接线（13）的一端与控制板（3）连接，所述法兰件（14）的底部左侧贯穿有电极片（12），所述连接线（13）的另一端与电极片（12）电性连接，所述齿轮（19）与偏心板（6）啮合连接，所述偏心板（6）包括啮合槽（17），所述啮合槽（17）与齿轮（19）啮合连接，所述啮合槽（17）的底部开有限位槽（16），所述限位槽（16）与限位板（18）连接，所述偏心板（6）的顶部安装有环形电极环（15），所述电极环（15）的顶部与电极片（12）电性连接，所述偏心板（6）的底部左侧安装有保护电极（7），所述保护电极（7）与电极环（15）电性连接，所述保护电极（7）的外壁底部套接有绝缘挡环（8），所述保护电极（7）的底部电性连接有测量电极（9）。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温高压的导波雷达液位计，其特征在于：所述限位板（18）与限位槽（16）的安装固定方向与电机（20）的动力输出端的转动方向相反。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温高压的导波雷达液位计，其特征在于：所述控制板（3）是基于STM32微控制芯片用于控制测量电极（9）进行电磁脉冲的发射及接收及数据处理的电路板。

4.根据权利要求1所述的一种耐高温高压的导波雷达液位计，其特征在于：所述电极片（12）和电极环（15）均为铜制。

5.根据权利要求1所述的一种耐高温高压的导波雷达液位计，其特征在于：所述保护电极（7）与偏心板（6）的底部连接处周围呈环形状开有螺纹槽（22），所述螺纹槽（22）的内壁螺接有导波管（10），所述导波管（10）的前后侧壁呈对称状安装有通气孔（11）。