CN112857509A - 一种液位测控装置、容器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液位测控装置、容器及方法，包括箱体，箱体内置有液体；所述箱体内设有竖向的隔板以将箱体分隔为第一区域和第二区域，第一区域和第二区域底部相通；箱体的第一区域设置液位监测元件，箱体的第二区域顶部与连通管一端连接。

Description

一种液位测控装置、容器及方法

技术领域

本发明属于液位监控技术领域，具体涉及一种液位测控装置、容器及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前，液位监测一般都是采用液位计、传感器等元器件直接插入被测液体中，直接对被测液体的液位进行监测。但发明人发现，很多情况下，需要对具有腐蚀、粘结特性的液体进行液位监测，而如果直接将液位计置入这些液体中，则不可避免的会受到腐蚀、结垢，无法长时间可靠的对液位进行监控。

更重要的是，在许多工业领域，如焚烧炉出渣机水室内的液体，工作时起到密封、冷却的作用，水中长期浸泡炉渣，水质恶劣，传统液位计由于腐蚀、结垢致使水位控制不当，最终造成炉内气体短路、污水泄漏等问题，严重影响设备安全运行。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种液位测控装置、容器及方法，该装置通过连通管伸入被测液体内，采用连通器原理，由液位监测元件监测箱体的液位变化，即可实现对被测液体液位变化的监测，以达到对特殊性质的液体实现长期安全可靠的控制。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种液位测控装置，包括箱体，箱体内置有液体；所述箱体内设有竖向的隔板以将箱体分隔为第一区域和第二区域，第一区域和第二区域底部相通；箱体的第一区域设置液位监测元件，箱体的第二区域顶部与连通管一端连接。

作为进一步的技术方案，所述连通管一端与箱体第二区域顶部密封连接。

作为进一步的技术方案，所述连通管呈倒U形结构，倒U形结构一端开口与箱体第二区域顶部连接，倒U形结构另一端开口可伸入被测液体内部。

作为进一步的技术方案，所述连通管顶部设置压力平衡开关，压力平衡开关设置在顶部空气区域并与控制器连接。

作为进一步的技术方案，所述箱体的第一区域与补液管路连通，补液管路设置补液阀门，补液阀门与控制器连接。

作为进一步的技术方案，所述箱体第一区域顶部不密封，但可设置防尘罩。

作为进一步的技术方案，所述液位监测元件与控制器连接，液位监测元件将测得的箱体液位数据传输给控制器，若液位数据低于设定值时，控制器控制压力平衡开关、补液阀门开启。

作为进一步的技术方案，所述隔板由箱体顶部向下设置，且隔板底部与箱体内底壁之间具有间隙。

第二方面，本发明实施例还提供了一种容器，包括如上所述的液位测控装置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种如上所述的液位测控装置的工作方法，包括以下步骤：

将连通管另一端伸入被测液体内部；

初始状态下，压力平衡开关关闭，补液管路的补液阀门关闭，连通管内空气密闭；

当被测液体液位下降时，箱体内第一区域水位随之下降，由液位监测元件监测箱体内第一区域液体的液位，通过计算，即可得出被测液体液位的变化；

当箱体水位下降到设定值时，补液管路的补液阀门开启，补液管路开始补水，同时设置在连通管上的压力平衡开关开启，补水到达设定量后，关闭补液管路补液阀门，压力平衡开关闭合，补水结束。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

本发明的液位测控装置，箱体内设置隔板将箱体分隔为两个区域，其中一个区域设置液位监测元件，另一个区域连接连通管，通过连通管伸入被测液体内，采用连通器原理，由液位监测元件监测箱体的液位变化，即可实现对被测液体液位变化的监测。

本发明的液位测控装置，由于箱体可与盛装被测液体的容器隔离，箱体内可盛放洁净液体，由此可避免液位监测元件被腐蚀、结垢，延长液位监测元件的使用寿命，同时保证液位监测可靠性，可适用于任何性质的液体水位监测。

本发明的液位测控装置，通过补液管路的设置，同时由连通管与箱体、被测液体的连通，补充液体可由补液管路进入箱体，由箱体经由连通管进而进入盛装待测液体的容器，实现对待测液体的补液。更进一步，上述补液流程可以依靠补充的新鲜(洁净)液体，冲洗连通管管道，保证连通管管内清洁。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的液位测控装置的示意图；

图2是本发明根据一个或多个实施方式的箱体、连通管配合示意图；

图3是本发明根据一个或多个实施方式的液位测控装置的液位控制原理图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1箱体，2连通管，3液位监测元件，4压力平衡开关，5补液管路，6隔板，7第一区域，8第二区域，9补液阀门。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中如出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种液位测控装置、容器及方法。

实施例1：

本发明的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种液位测控装置，其利用连通器原理，将液位测量仪器与被测液体隔离，实现液位监测，同时还可为被测液体的容器进行补液。其可适用于任何性质的液体水位监测，由于液位测量仪器可与被测液体隔离，因此，该装置也更加适合具有腐蚀、粘结特性的液体的液位控制。

该液位测控装置包括箱体1、连通管2、液位监测元件3、压力平衡开关4、补液管路5等。

具体的，箱体1具有内部容纳空间，箱体的内部容纳空间置有液体；箱体内盛装的液体可以采用水等洁净溶液，具体可根据需要进行选择。

箱体1内设有竖向的隔板6，竖向的隔板由箱体顶部向下设置，且隔板底部与箱体内底壁之间具有间隙；也即隔板不是将箱体内部空间完全隔断，箱体底部是相通的。

箱体被竖向的隔板将箱体内部空间分隔为两个区域：第一区域7和第二区域8，两个区域上部隔开、底部相通，箱体盛装的液体分布在两个区域。

在可选的实施方案中，箱体的第一区域设置液位监测元件3，箱体的第二区域顶部与连通管2一端连接。

在进一步的实施方案中，液位监测元件可以采用液位计、液位传感器等可以检测箱体内液体液位的元器件，如浮球或电阻水位计。

在进一步的实施方案中，连通管一端与箱体第二区域顶部密封连接，测控时连通管的另一端伸入被测液体内部。

连通管呈倒U形结构，倒U形结构一端开口与箱体第二区域顶部连接，倒U形结构另一端开口伸入被测液体内部，连通管两端分别插入箱体和被测液体，保证连通管内密闭。

由于很多情况下，需要对具有腐蚀、粘结特性的液体进行液位监测，而如果直接将液位计置入这些液体中，则不可避免的会受到腐蚀、结垢，液位计工作寿命较短，无法长时间可靠的获取液位数据；而本发明的装置，箱体与盛装被测液体的容器隔离，也即箱体独立设置，且箱体内盛放洁净液体，可避免液位计被腐蚀、结垢，延长液位计的使用寿命，同时保证液位监测结果。

连通管内充满密封空气，进而使箱体内液体和被测液体两者隔离。

由连通管两端分别与箱体、被测液体连通，形成虹吸结构，则由于连通器原理，在被测液体液位下降时，由于连通管内空气密闭，受压力影响，箱体内第一区域水位随之下降，两者下降值形成一定比例，可根据理论计算得出，因此由液位监测元件监测箱体内第一区域液体的液位，即可得出被测液体液位的变化。

在可选的实施方案中，连通管2设置压力平衡开关4，压力平衡开关在安装时可设置于连通管顶部空气区域；

压力平衡开关可控制连通管的密闭状况，作用在于，压力平衡开关的周期性启闭可消除液体蒸发、压力变化带来的偏差。具体可选用常闭型电磁阀作为压力平衡开关。

由于连通管一端与箱体密闭连接，另一端伸入被测液体中，在将压力平衡开关关闭时，连通管处于密封状态；在将压力平衡开关开启时，连通管由压力平衡开关处与外界相通，连通管不再密闭。

在进一步的实施方案中，箱体的第一区域与补液管路5连通，补液管路设置补液阀门9，由补液管路可向箱体内补充液体，可经由连通管向盛装被测液体的容器内进行补液。通过补液管路的设置，同时由连通管与箱体、被测液体的连通，补充液体可由补液管路进入箱体，由箱体经由连通管进而进入盛装待测液体的容器，实现对待测液体的补液。更进一步，上述补液流程可以依靠补充的新鲜(洁净)液体，冲洗连通管管道，保证连通管管内清洁。

箱体第一区域顶部不密封但在优选的实施方案中可在箱体第一区域顶部设置防尘罩，补液管路设置在箱体顶部，可以同时给箱体、盛装待测液体的容器补水，而盛装待测液体的容器侧无需设置补水管路。

在进一步的实施方案中，液位监测元件3、压力平衡开关4、补液阀门9均与控制器连接，液位监测元件将测得的箱体液位数据传输给控制器，若液位数据低于设定值时，控制器控制压力平衡开关、阀门开启，则补液管路经由箱体、连通管，向盛装被测液体的容器内进行补液；在液位监测元件监测液位数据高于设定值时，控制器控制压力平衡开关、补液阀门关闭，停止补液。通过液位监测元件的监测值变化，即可控制补液管路为盛装被测液体的容器进行补液。

下面结合附图，对该装置的液位监测和控制原理进行说明。

以焚烧炉出渣机的液位监测为例，左侧为出渣机水室(即盛装被测液体的容器)，右侧为水位测量仪器水箱(即箱体)，两者水侧不连通；连通管两端分别伸入水箱和出渣机水室的液位以下，其中连通管伸入出渣机水室的一端要低于出渣机水室允许的最低水位，连通管连接水箱和出渣机水室形成虹吸结构，压力平衡开关关闭时连通管密封。

二者水位在初始位置时，出渣机水室和水箱水位可以不一致，压力平衡开关、补液管路阀门关闭。

一个完整的补水周期为：

当出渣机水室液位下降时，由于连通管内空气密闭(压力平衡开关为常闭型，未开启)，受压力影响，水箱水位随之下降，两者下降值可理论计算得出。

设：

水位计侧连通管面积A₁，水位变化H₁；

水位计水箱面积A₂，水位变化H₂；

出渣机侧连通管面积A₃，水位变化H₃；

出渣机水室水位变化H；

由H₁A₁＝H₂A₂；H₁A₁＝H₃A₃；H₁A₁＝H₃A₃；H₁+H₂＝H-H₃；

则

因此，由水箱的水位变化，可以监测到出渣机水室的水位变化情况。

当水箱水位下降到设定值时，意味着出渣机水室水位到达补水水位，补液管路开始补水，同时设置在连通管上的压力平衡开关开启(减少蒸发、温度波动、压力波动带来的累计偏差)，补水量由出渣机下降水量计算得到并有一定余量。

补水到达设定量后，出渣机水室的水位到达基准水位，关闭补液管路阀门，连通管上的压力平衡开关闭合，补水结束，进入下一个补水周期。

由于出渣机水室内的液体具有腐蚀性，本发明的液位测控装置可以布置在水箱内，而与出渣机水室隔离开，水箱内水质不受灰渣污染，从而保证测量控制仪器的精度和使用寿命。

实施例2：

该实施例提出一种容器，其包括如上所述的液位测控装置，容器内盛装有被测液体，液位测控装置固定于容器，且连通管端部伸入容器内被测液体内，箱体和容器不直接连通。由连通管的连通器原理，可由液位监测元件监测箱体的液位变化，即可得出容器的液位变化。

容器可为容纳任何液体的器具，如箱体、盒体、瓶体等，也可为灰渣冷却装置，在用于灰渣冷却装置时，将液位测控装置固定于灰渣冷却装置的水室侧壁，连通管端部伸入至水室的液位以下，箱体和水室不直接连通。水室内装有非洁净溶液，箱体内充满洁净的溶液。

通过连通管与箱体、水室的连通，由连通管呈倒U形设置，形成虹吸结构，利用连通器原理，由液位监测元件监测箱体的液位变化，即可得出水室的液位变化。

实施例3：

该实施例提出如上所述的液位测控装置的工作方法，其包括以下步骤：

将液位测控装置的连通管另一端伸入被测液体内部；

初始状态下，压力平衡开关关闭，补液管路的补液阀门关闭，连通管内空气密闭；

当被测液体液位下降时，由于连通管内空气密闭，受压力影响，箱体内第一区域水位随之下降，由液位监测元件监测箱体内第一区域液体的液位，通过计算，即可得出被测液体液位的变化；

当箱体水位下降到设定值时，需要为被测液体补液，补液管路的补液阀门开启，补液管路开始补水，同时设置在连通管上的压力平衡开关开启，补水到达设定量后，关闭补液管路补液阀门，连通管上的压力平衡开关闭合，补水结束。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液位测控装置，其特征是，包括箱体，箱体内置有液体；所述箱体内设有竖向的隔板以将箱体分隔为第一区域和第二区域，第一区域和第二区域底部相通；箱体的第一区域设置液位监测元件，箱体的第二区域顶部与连通管一端连接。

2.如权利要求1所述的液位测控装置，其特征是，所述连通管一端与箱体第二区域顶部密封连接。

3.如权利要求1或2所述的液位测控装置，其特征是，所述连通管呈倒U形结构，倒U形结构一端开口与箱体第二区域顶部连接，倒U形结构另一端开口可伸入被测液体内部。

4.如权利要求1所述的液位测控装置，其特征是，所述连通管顶部设置压力平衡开关，压力平衡开关与控制器连接。

5.如权利要求1所述的液位测控装置，其特征是，所述箱体的第一区域与补液管路连通，补液管路设置补液阀门，补液阀门与控制器连接。

6.如权利要求1或5所述的液位测控装置，其特征是，所述箱体第一区域顶部设置防尘罩。

7.如权利要求1所述的液位测控装置，其特征是，所述液位监测元件与控制器连接，液位监测元件将测得的箱体液位数据传输给控制器，若液位数据低于设定值时，控制器控制压力平衡开关、补液阀门开启。

8.如权利要求1所述的液位测控装置，其特征是，所述隔板由箱体顶部向下设置，且隔板底部与箱体内底壁之间具有间隙。

9.一种容器，其特征是，包括如权利要求1-8任一项所述的液位测控装置。

10.如权利要求1-8任一项所述的液位测控装置的工作方法，其特征是，包括以下步骤：

将连通管另一端伸入被测液体内部；

初始状态下，压力平衡开关关闭，补液管路的补液阀门关闭，连通管内空气密闭；

当被测液体液位下降时，箱体内第一区域水位随之下降，由液位监测元件监测箱体内第一区域液体的液位，通过计算，即可得出被测液体液位的变化；

当箱体水位下降到设定值时，补液管路的补液阀门开启，补液管路开始补水，同时设置在连通管上的压力平衡开关开启，补水到达设定量后，关闭补液管路补液阀门，压力平衡开关闭合，补水结束。

Images