CN110487357A - 一种非接触式超声波液位监测仪和液位高度感应方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种非接触式超声波液位监测仪和液位高度感应方法，包括主机和多个超声波传感器，超声波传感器与主机进行信号连接，多个超声波传感器设置在水箱的外壁的不同高度的位置上，根据不同高度的超声波传感器形成的电流强度，判断水箱内部沉淀物和水位的高度。该液位监测仪通过运用非接触式超声波装置和单片机控制结构，在水箱的恶劣工作环境下依旧有极强的适应能力，同时可以有效避免内部复杂液体成分造成的监测难度大、结果不准确的问题。可直观、快速、高效地监测水箱不同位置内部具体情况，极大程度上减小了人工工作量，同时提升了应用设备的工作效率和工作稳定性。
Description
技术领域
本发明属于水位监测设备技术领域，具体涉及一种非接触式超声波液位监测仪和液位高度感应方法。
背景技术
工厂生产过程中，为防止固体颗粒物直接排放至空气中，常采用水封技术。水封技术的关键在于机器配置的相应水箱，其中由于目前市面上常用的液位监测技术包括浮球液位计、投入式液位计等传统测量设备，由于水箱内部高温，且内部液体存在大量泥浆、悬浮物等大颗粒杂质，同时传统液位计需要人工投放取出，在设备的高温环境下人工操作条件难度极大，同时存在效率低下、监测结果极易受到干扰等问题。特别对于垃圾焚烧场来说，由于水箱工作的环境存在高温、散发刺激气味等恶劣原因，对于水箱内部水位、悬浮物和底部沉淀物的位置监测存在极大难度；因此设计一个结果数据直观、高效，同时耐高温、耐腐蚀且防水的监测装置十分必要。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种非接触式超声波液位监测仪和液位高度感应方法，避免了传统测量在设备的高温环境下人工操作条件难度极大，同时存在效率低下、监测结果极易受到干扰等问题。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种非接触式超声波液位监测仪，包括主机和多个超声波传感器，所述超声波传感器与主机进行信号连接，多个超声波传感器设置在水箱的外壁的不同高度的位置上，根据不同高度的超声波传感器形成的电流强度，判断水箱内部沉淀物和水位的高度。
进一步的，所述主机包括壳体和单片机，所述单片机设置在壳体的内部，所述多个超声波传感器与单片机进行连接。
进一步的，所述壳体由不锈钢形成，且其内壁设置有真空橡胶板。
进一步的，所述单片机进行过PCB纳米防水涂层技术处理。
进一步的，所述单片机具有RS485接口。
进一步的，所述主机还包括控制面板，所述控制面板设置在壳体的表面，所述控制面板与单片机进行连接。
进一步的，所述控制面板进行过PCB纳米防水涂层技术处理。
进一步的，所述控制面板的表面设置在透明保护罩。
进一步的，所述超声波传感器数量为四个。
一种非接触式感应液位高度方法，采用上述的非接触式超声波液位监测仪；
通过超声波传感器测试得出位于同一水箱内每种不同介质所形成的电流强度，通过主机记录每种不同介质测试获得的电流强度数值，并赋予该数值一定的上下误差值，获得超声波传感器感应不同介质的电流强度范围；
应用时，根据超声波传感器感应到的电流强度判断水箱不同介质的位置。
本发明的有益效果是：
与传统液位计相比，本发明液位监测仪通过运用非接触式超声波装置和单片机控制结构，在水箱的恶劣工作环境下依旧有极强的适应能力，同时可以有效避免内部复杂液体成分造成的监测难度大、结果不准确的问题。可直观、快速、高效地监测水箱不同位置内部具体情况，极大程度上减小了人工工作量，同时提升了应用设备的工作效率和工作稳定性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明液位监测仪的使用状态示意图；
图2为本发明液位监测仪的结构示意图；
图3为本发明液位监测仪的内部结构示意图；
图4为本发明液位监测仪的结构连接关系图。
附图标记：1、超声波传感器；2、壳体；21、真空橡胶板；3、单片机；31、RS485接口；4、控制面板；41、透明保护罩；9、水箱；91、沉淀物；92、水位。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1-4所示，一种非接触式超声波液位监测仪，包括主机和多个超声波传感器，超声波传感器与主机进行信号连接。具体的，主机包括壳体和单片机，单片机设置在壳体的内部，多个超声波传感器与单片机进行连接。多个超声波传感器设置在水箱的外壁的不同高度的位置上，根据不同高度的超声波传感器形成的电流强度，判断水箱内部沉淀物和水位的高度。
该非接触式超声波液位监测仪的应用方式，当传感器由水箱外壁向内部发生超声波时，超声波在水箱及介质中传递并在触碰介质后产生显著发射形成回波，并在传感器的压电晶片上接收振动形成电流，由于超声波接触介质种类的不同，一般检测的介质主要有：空气、水、泥浆和悬浮物，所形成的电流强度不同，根据事先编辑在单片机上的逻辑算法，处理不同强度的电流信号后，即可判别不同位置水箱内部的具体成分；
介质的判断方法，具体的数值和水箱的横截面积以及超声波传感器本身性能有关，可以通过测试得出每种不同介质所形成的电流强度，通过设定每种介质的电流强度的范围，并对数据进行记录，赋予不同介质的电流强度数值一定的上下误差值，由于空气的反馈数值会明显高于其他数值，水的数值居中，悬浮物和泥浆的值会最低，误差值可以设置在上下约50%的范围内，应用期间通过不同的数值大小比较来判断水箱内部不同高度存在的介质，是否为水、空气、泥浆或悬浮物。
就一般而言，超声波传感器设置的数量为四个，四个超声波传感器设置在水箱的外壁，从下至上形成缺水位、补水位、满水位和过水位。并与水箱的系统进行联动，当水位低于缺水位时，水箱的进水口自动进水，当水位高于满水位时，进水口停止进水。当沉淀物低于缺水位时，排污口关闭；当沉淀物高于缺水位时，排污口开启。当受到沉淀物影响，水位高于过水位（警戒水位）时，设备开始报警，提醒工作人员清理泥浆。
此外，该非接触式超声波液位检测仪还包括电源开关和RS485接口，方便人为控制并通过RS485转换接头接收和输出信号，方便该装置与整体控制集成网络的接入合并，为生产统一管理提供可能性。设备内部电子元件，诸如：单片机等，采用PCB纳米防水涂层技术，使内部元件拥有一定防水性的基础上，具备良好的散热性能，同时在不锈钢机身内部应采用真空橡胶板作隔热处理，使整个设备在高温潮湿的环境中具备良好的适应性和稳定的工作能力。
并且，在主机的正面还具备控制面板，其与单片机进行连接，显示多个超声波传感器感应的水箱情况，例如当水位低于补水位时，水位指示的补水位指示灯亮起；当水位高于满水位时，水位指示的缺水位指示灯亮起；当沉淀物高于缺水位时，沉淀物位置指示的缺水位指示灯亮起等。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种非接触式超声波液位监测仪，其特征在于：包括主机和多个超声波传感器，所述超声波传感器与主机进行信号连接，多个超声波传感器设置在水箱的外壁的不同高度的位置上，根据不同高度的超声波传感器形成的电流强度，判断水箱内部沉淀物和水位的高度。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式超声波液位监测仪，其特征在于：所述主机包括壳体和单片机，所述单片机设置在壳体的内部，所述多个超声波传感器与单片机进行连接。
3.根据权利要求2所述的一种非接触式超声波液位监测仪，其特征在于：所述壳体由不锈钢形成，且其内壁设置有真空橡胶板。
4.根据权利要求2所述的一种非接触式超声波液位监测仪，其特征在于：所述单片机进行过PCB纳米防水涂层技术处理。
5.根据权利要求2所述的一种非接触式超声波液位监测仪，其特征在于：所述单片机具有RS485接口。
6.根据权利要求2所述的一种非接触式超声波液位监测仪，其特征在于：所述主机还包括控制面板，所述控制面板设置在壳体的表面，所述控制面板与单片机进行连接。
7.根据权利要求6所述的一种非接触式超声波液位监测仪，其特征在于：所述控制面板进行过PCB纳米防水涂层技术处理。
8.根据权利要求6所述的一种非接触式超声波液位监测仪，其特征在于：所述控制面板的表面设置在透明保护罩。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种非接触式超声波液位监测仪，其特征在于：所述超声波传感器数量为四个。
10.一种非接触式液位高度感应方法，其特征在于：采用权利要求1-9任一所述的一种非接触式超声波液位监测仪；
通过超声波传感器测试得出位于同一水箱内每种不同介质所形成的电流强度，通过主机记录每种不同介质测试获得的电流强度数值，并赋予该数值一定的上下误差值，获得超声波传感器感应不同介质的电流强度范围；
应用时，根据超声波传感器感应到的电流强度判断水箱不同介质的位置。
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