CN112985545A - 外测液位开关和外测液位方法 - Google Patents

外测液位开关和外测液位方法 Download PDF

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王定华
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XI'AN DINGHUA ELECTRONICS CO LTD
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Abstract

本发明提供了一种外测液位开关和外测液位方法，属于外测液位技术领域。所述外测液位系统包括：变送器和探头，探头用于安装在储罐的罐壁一侧，储罐用于存储待测液体，变送器用于：获取探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围；控制探头发射测量信号并接收回波信号；获取探头从发射测量信号到接收到回波信号所用的测量时长；在测量时长位于第一时长范围内时，判断探头所在位置有液；在测量时长位于第二时长范围内时，判断探头所在位置无液。本发明解决了相关技术中外测液位开关的测量稳定性有待提升的问题。本发明用于测量液位。

Description

外测液位开关和外测液位方法
技术领域
本发明涉及外测液位技术领域，特别涉及一种外测液位开关和外测液位方法。
背景技术
在化工品生产过程中，需使用储罐存储液体，且通常使用外测液位开关监测储罐上监测点是否有液。
外测液位开关包括变送器和两个探头，该两个探头用于固定在储罐的罐壁外侧同一待测高度的不同位置。在储罐内待测高度处有液时，与待测高度处的储罐接触的介质是液体，在储罐内待测高度处无液时，与待测高度处的储罐接触的介质是气体，而罐壁与液体的声阻抗差距小于罐壁与气体的声阻抗差距，超声波信号在两个介质间传输时，该超声波信号被该两个介质的交界面反射的程度与该两个介质的声阻抗差距正相关。因此，在监测储罐中待测高度是否有液的过程中，变送器可以控制该两个探头中的一个探头发射超声波信号，并控制另一个探头接收接收超声波信号并检测接收到的超声波信号的幅值大小，以判断储罐的待测高度是否有液。
然而，外测液位开关的现场工况较为复杂，使得超声波信号的传输过程中超声波信号的幅度易受影响，从而影响外测液位开关中一个探头发射超声波信号后，另一个探头接收到的超声波信号幅度的稳定性，进而影响变送器根据该另一个探头接收到的超声波信号的幅度大小判断储罐的待测高度是否有液的稳定性，也即当前液位开关的测量稳定性有待提升。
发明内容
本申请提供了一种外测液位开关和外测液位方法，可以解决相关技术中外测液位开关的测量稳定性有待提升的问题，所述技术方案如下：
一方面，提供一种外测液位开关，所述外测液位开关包括：变送器和探头，所述探头用于安装在储罐的罐壁一侧，所述储罐用于存储待测液体，所述变送器用于：
获取所述探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及所述探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围；所述第一测量路径为：所述探头发出的信号从所述储罐的罐壁一侧出发，穿过所述待测液体且到达所述储罐的罐壁另一侧并被所述罐壁另一侧反射，再次穿过所述待测液体后返回至所述罐壁一侧的路径；所述第二测量路径为：所述探头发出的信号从所述罐壁一侧出发，并沿所述探头安装位置处所述储罐的罐径绕一圈再返回至所述罐壁一侧的路径；
控制所述探头发射测量信号并接收回波信号；
获取所述探头从发射所述测量信号到接收到回波信号所用的测量时长；
在所述测量时长位于所述第一时长范围内时，判断所述探头所在位置有液；
在所述测量时长位于所述第二时长范围内时，判断所述探头所在位置无液。
可选地，所述储罐为立罐。
可选地，所述储罐为球罐。
可选地，所述变送器用于：
获取所述探头安装位置处所述储罐的罐径、所述探头发出的信号在给定温度范围内在所述待测液体中传输时的第一传输速度范围、以及所述探头发出的信号在所述给定温度范围内在所述储罐的罐壁中传输时的第二传输速度范围；
根据所述探头安装位置处所述储罐的罐径和所述第一传输速度范围确定所述第一时长范围；
根据所述探头安装位置处所述储罐的罐径和所述第二传输速度范围确定所述第二时长范围。
可选地，所述变送器用于：
在所述探头所在位置有液时，控制所述探头多次发射有液标定信号和接收回波信号；
获取所述探头多次发射有液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个有液标定时长；
将大于或等于所述多个有液标定时长中最小的有液标定时长，且小于或等于所述多个有液标定时长中最大的有液标定时长的时长范围作为所述第一时长范围；
在所述探头所述位置无液时，控制所述探头多次发射无液标定信号和接收回波信号；
获取所述探头从多次发射无液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个无液标定时长；
将大于或等于所述多个无液标定时长中最小的无液标定时长，且小于或等于所述多个无液标定时长中最大的无液标定时长的时长范围作为所述第二时长范围。
另一方面，提供一种外测液位方法，所述外测液位方法用于上述外测液位开关中的变送器，所述外测液位开关还包括：探头，所述探头用于安装在储罐的罐壁一侧，所述储罐用于存储待测液体，所述方法包括：
获取所述探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及所述探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围；所述第一测量路径为：所述探头发出的信号从所述储罐的罐壁一侧出发，穿过所述待测液体且到达所述储罐的罐壁另一侧并被所述罐壁另一侧反射，再次穿过所述待测液体后返回至所述罐壁一侧的路径；所述第二测量路径为：所述探头发出的信号从所述罐壁一侧出发，并沿所述探头安装位置处所述储罐的罐径绕一圈再返回至所述罐壁一侧的路径；
控制所述探头发射测量信号并接收回波信号；
获取所述探头从发射所述测量信号到接收到回波信号所用的测量时长；
在所述所用测量时长位于所述第一时长范围内时，判断所述探头所在位置有液；
在所述所用测量时长位于所述第二时长范围内时，判断所述探头所在位置无液。
可选地，所述储罐为立罐。
可选地，所述储罐为球罐。
可选地，所述获取所述探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及所述探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围，包括：
获取所述探头安装位置处所述储罐的罐径、所述探头发出的信号在给定温度范围内在所述待测液体中传输时的第一传输速度范围、以及所述探头发出的信号在所述给定温度范围内在所述储罐的罐壁中传输时的第二传输速度范围；
根据所述探头安装位置处所述储罐的罐径和所述第一传输速度范围确定所述第一时长范围；
根据所述探头安装位置处所述储罐的罐径和所述第二传输速度范围确定所述第二时长范围。
可选地，所述获取所述探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及所述探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围，包括：
在所述探头所在位置有液时，控制所述探头多次发射有液标定信号和接收回波信号；
获取所述探头多次发射有液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个有液标定时长；
将大于或等于所述多个有液标定时长中最小的有液标定时长，且小于或等于所述多个有液标定时长中最大的有液标定时长的时长范围作为所述第一时长范围；
在所述探头所述位置无液时，控制所述探头多次发射无液标定信号和接收回波信号；
获取所述探头从多次发射无液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个无液标定时长；
将大于或等于所述多个无液标定时长中最小的无液标定时长，且小于或等于所述多个无液标定时长中最大的无液标定时长的时长范围作为所述第二时长范围。
本申请提供的技术方案带来的有益效果是：
在本申请提供的外测液位开关中，由于第一测量路径能够表于探头所在位置有液时探头发出的信号所走的路径，该第二测量路径能够表示探头所在位置无液时探头发出的信号所在的路径，因此，变送器通过事先获取探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围，以便于后续变送器可以直接通过判断探头从发射测量信号到接收到有效回波信号所用的测量时长是否位于第一或第二时长范围的方式，来判断探头所在位置是否有液，避免了因信号传输过程中信号的幅度容易受影响而使得变送器根据探头接收到的信号的幅度判断探头所在位置是否有液的过程不稳定，提高了液位开关的测量稳定性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种外测液位开关与储罐的位置关系示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种外测液位开关与储罐的位置关系示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种外测液位开关与储罐的位置关系示意图；
图4为本发明实施例提供的再一种外测液位开关与储罐的位置关系示意图；
图5为本发明实施例提供的一种外测液位方法的流程图。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种外测液位开关的结构示意图，如图1所示，该外测液位开关可以包括：变送器00和探头01，探头01用于安装在储罐02的罐壁一侧，储罐02用于存储待测液体(图1中未示出)。
变送器00可以获取探头01发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及该探头01发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围。其中，第一测量路径为：探头01发出的信号从储罐02的罐壁一侧出发，穿过待测液体且到达储罐02的罐壁另一侧并被该罐壁另一侧反射，再次穿过待测液体后返回至储罐02的罐壁一侧的路径；第二测量路径为：探头01发出的信号从储罐02的罐壁一侧出发，并沿探头01安装位置处储罐02的罐径绕一圈再返回至储罐02的罐壁一侧的路径。
变送器00可以控制探头01发射测量信号并接收回波信号，并获取探头01从发射测量信号到接收到回波信号所用的测量时长。
变送器00可以在该测量时长位于第一时长范围内时，判断探头01所在位置有液，该变送器00还可以在该测量时长位于第二时长范围内时，判断探头01所在位置无液。
综上所述，在本发明实施例提供的外测液位开关中，由于第一测量路径能够表于探头所在位置有液时探头发出的信号所走的路径，该第二测量路径能够表示探头所在位置无液时探头发出的信号所在的路径，因此，变送器通过事先获取探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围，以便于后续变送器可以直接通过判断探头从发射测量信号到接收到有效回波信号所用的测量时长是否位于第一或第二时长范围的方式，来判断探头所在位置是否有液，避免了因信号传输过程中信号的幅度容易受影响而使得变送器根据探头接收到的信号的幅度判断探头所在位置是否有液的过程不稳定，提高了液位开关的测量稳定性。
需要说明的是，本发明实施例中，第一时长范围和第二时长范围不交叠，也即第一时长范围内的任一时长与第二时长范围内的任一时长均不相同。本发明实施例提供的外测液位开关仅适用于：在将该外测液位开关中探头安装在储罐的罐壁一侧的待测位置后，该外测液位开关中探头发出的信号沿第一测量路径传输所用的时长范围，与该探头发出的信号沿第二测量路径传输所用的时长范围不交叠的储罐和待测液体。
需要说明的是，本发明实施例中，外测液位开关中的变送器为超声波变送器，测量探头为超声波探头，变送器控制测量探头发出的信号和接收的信号均为超声波信号，也即测量信号和回波信号均为超声波信号。
下面对探头所在位置有液或无液时，该探头从发射测量信号到接收回波信号的过程中，测量信号以及回波信号所走的路径进行说明：
如图2所示，在储罐02内待测液体Y1的液位到达探头01所在位置时，在变送器00控制探头01发射测量信号后，在储罐02的罐壁一侧021到罐壁另一侧022的方向上，该测量信号会在储罐02的罐壁一侧021中传输，在到达储罐02的罐壁一侧021与待测液体Y1的交界面后穿过该交界面，之后进入待测液体Y1并在待测液体Y1中传输，接着到达待测液体Y1与储罐的罐壁另一侧022的交界面并被该交界面反射为回波信号。之后，在罐壁另一侧022到罐壁一侧021的方向上，该回波信号会在待测液体Y1中传输，在到达待测液体Y1与罐壁一侧021的交界面后穿过该交界面，之后在罐壁一侧021传输并到达探头01，使得探头01收到回波信号。
如图3所示，在储罐02内待测液体Y1的液体未到达探头探头01所在位置时，在变送器00控制探头01发射测量信号后，该测量信号会从储罐02的罐壁一侧021出发，并沿着探头01安装位置处储罐02的罐径方向绕一圈再返回至该储罐的罐壁一侧021，使得探头01接收到回波信号。
需要说明的是，请结合图2和图3，声波信号在两个介质间传输时，该声波信号穿过该两个介质的交界面的效果与该两个介质的声阻抗差负相关，而且，储罐02与待测液体的声阻抗差距远远小于储罐02与气体的差距，且储罐02与待测液体的声阻抗差距通常并不十分大。
在探头01所在位置有液时，该探头01发射测量信号后，存在一部分测量信号穿过储罐02的罐壁一侧021与待测液体Y1的交界面，在该一部分测量信号穿过待测液体Y1并到达待测液体Y1与罐壁另一侧022的交界面时，该一部分测量信号中的部分信号会被该交界面反射并生成回波信号，在该回波信号再次换过待测液体Y1并到达待测液体Y1与罐壁一侧021的交界面后，回波信号中存在一部分回波信号穿过该交界面并达探头01，使得探头01收到回波信号。
在探头01所在位置无液时，该探头01发射测量信号后，由于储罐02与气体的声阻抗差距十分大，在测量信号到达罐壁02与气体的交界面时，绝大部分信号会被反射回罐壁内，仅存在一小部分信号会进入气体内，且会被气体散射掉，因此，测量信号中大部分测量信号会在沿着储罐的罐径方向传输，绕一圈后返回至罐壁一侧021，使得探头接收到回波信号。
可选地，本发明实施例中的储罐均可以为立罐。需要说明的是，立罐的外形近似圆柱，在垂直于立罐的高度方向上的截面的外形均为圆形。示例地，图1至图3中的储罐02均可以为立罐。
另外，图1至图3中仅以储罐02为立罐为例，可选地，如图4所示，储罐02还可以为球罐，本发明实施例对此不作限定。
在变送器控制探头发射测量信号和接收回波信号，以判断该探头所在位置是否有液之前，可以通过多种方式获取到第一时长范围和第二时长范围，下面对该多种方式中的两种方式进行说明：
在第一种方式中，请参考图1至图4，变送器00可以获取探头01安装位置处储罐02的罐径、探头00发出的信号在给定温度范围内在待测液体中传输时的第一传输速度范围、以及探头01发出的信号在给定温度范围内在储罐02的罐壁中传输时的第二传输速度范围。之后，变送器00可以并根据探头01安装位置处储罐02的罐径和第一传输速度范围确定第一时长范围，以及根据探头01安装位置处储罐02的罐径和第二传输速度范围确定第二时长范围。
需要说明的是，在探头01所在位置有液时，该探头01发出测量信号后，该测量信号穿过储罐02的罐壁一侧021和待测液体Y1，并被待测液体Y1和罐壁另一侧022的交界面反射为回波信号，之后该回波信号穿过待测液体Y1和罐壁一侧021到达探头01，且由于储罐02的罐壁厚度较小，几乎可以忽略不计，因此，在探头01所在位置有液时，该探头01发出的测量信号所走的路程和回波信号所走的路程可以近似等同于探头安装位置处两倍的储罐02的罐径。在获取到探头发出的信号在待测液体Y1中传输的第一传输速度范围后，使用两倍的储罐02的罐径除以第二传输速度范围即可得出第一时长范围。
另外，在探头01所在位置无液时，探头01发出测量信号后，该测量信号会从储罐02的罐壁一侧出发，并沿着探头01安装位置处储罐02的管径方向绕一圈再返回至罐壁一侧021，因此，在探头01所在位置无液时，该探头01从发出测量信号到接收回波信号，该测量信号所走的路程可以近似等同于探头安装位置处的储罐周长，在获取到探头发出的信号在罐壁中传输时的第二传输速度范围后，使用该探头安装位置处储罐周长除以该第二传输速度范围即可得出第二时长范围。
以图1至图3中储罐02为例，图1至图3中储罐02均为立罐，不管探头01在储罐02的罐壁上的安装位置高低，储罐02的罐径均保持不变，假设该储罐02的管径为d1，另外，假设探头发出的信号在给定温度范围内在待测液体中传输时的第一传输速度范围为：v1≤v甲≤v2，其中，v甲第一传输速度范围内的任一速度，v1为第一传输速度范围内的最低速度，v2为第一传输速度范围内的最高速度；假设探头发出的信号在给定温度范围内在储罐的罐壁中传输时的第二传输速度范围为：v3≤v乙≤v4，其中，v乙第二传输速度范围内的任一速度，v3为第二传输速度范围内的最低速度，v4为第二传输速度范围内的最高速度。
变送器在获取该管径和第一传输速度范围后，可以使用两倍的管径分别除以该最高速度和最低速度，以获取第一时长范围：
Figure BDA0002322707860000071
其中，t甲为第一时长范围内的任一时长，
Figure BDA0002322707860000072
为第二时长范围内的最短时长，
Figure BDA0002322707860000073
为第二时长范围内的最长时长；变送器在获取该管径和第二传输速度范围后，可以使用该管径确定出探头安装位置处的储罐周长：πd1，接着使用该探头安装位置处储罐周长除以该第二传输速度范围即可得出第二时长范围：
Figure BDA0002322707860000074
其中，t乙为第二时长范围内的任一时长，
Figure BDA0002322707860000075
为第二时长范围内的最短时长，
Figure BDA0002322707860000076
为第二时长范围内的最长时长。
需要说明的是，探头发出的信号在给定温度范围内在待测液体中传输的第一传输速度范围和在储罐中罐壁中传输时的第二传输速度范围，可以通过查询记录有在给定温度范围内超声波信号在该待测液体中的传输速度和在罐壁中的传输速度得出，也可以通过实际测量在给定温度范围内超声波信号在待测液体中的传输速度和在罐壁中的传输速度，本发明实施例对此不作限定。
另外，需要说明的是，在查询给定温度范围内超声波信号在待测液体中的传输速度或罐壁中的传输速度的过程中，仅需查询该给定温度范围内的多个温度点下超声波信号在待测液体中的多个传输速度，并可以将该多个传输速度中最大速度和最小速度分别作为第一传输速度范围的两个端点；或查询该给定温度范围内的多个温度点下超声波信号在罐壁中的多个传输速度，并将该多个传输速度中的最大速度和最小速度分别作为第二传输速度范围的两个端点。在实际测量在给定温度范围内超声波信号在待测液体中的传输速度和在罐壁中的传输速度的过程中，仅需测量在该给定温度范围内多个温度点下超声波信号在待测液体中的多个传输速度，并可以将该多个传输速度中最大速度和最小速度分别作为第一传输速度范围的两个端点；或测量该给定温度范围内多个温度点下超声波信号在在罐壁中的多个传输速度，并可以将该多个传输速度中最大速度和最小速度分别作为第二传输速度范围内的两个端点。
可选地，储罐的材质可以为不锈钢，储罐所存储的待测液体可以为三甲基铝，或者，储罐的材质还可以为钛合金，储罐所存储的待测液体可以为水，本发明实施例对此不作限定。
需要说明的是，给定温度范围可以根据储罐和待测液体的实际工况中所处的温度范围来设置。
可选地，给定温度范围可以为大于或等于20摄氏度且小于或等于50摄氏度的温度范围，或者，给定温度范围可以为大于或等于25摄氏度且小于或等于26摄氏度的温度范围，本发明实施例对此不作限定。
可选地，给定温度范围中的多个温度点中任意两个相邻的温度点的温度差相同。示例地，在给定温度范围为大于或等于20摄氏度且小于或等于50摄氏度时，给定温度范围中的多个温度点可以为20摄氏度、30摄氏度、40摄氏度以及50摄氏度这四个温度点；在给定温度范围为大于或等于25摄氏度且小于或等于26摄氏度的温度范围时，给定温度范围中的多个温度点可以为25摄氏度、25.5摄氏度以及26摄氏度。
在第二种方式中，请继续参考图1至图4，在探头01所在位置有液时，控制探头01多次发射有液标定信号和接收回波信号，并获取探头01从多次发射有液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个有液标定时长，之后，可以将大于或等于多个有液标定时长中最小的有液标定时长，且小于或等于多个有液标定时长中最大的有液标定时长的时长范围作为第一时长范围；在探头01所在位置无液时，控制探头01多次发射无液标定信号并多次接收回波信号，并获取探头01从多次发射无液标定信号到多次接收回波信号所用的多个无液标定时长将大于或等于多个无液标定时长中最小的无液标定时长，且小于或等于多个无液标定时长中最大的无液标定时长的时长范围作为第二时长范围。
这样一来，在变送器控制探头发射测量信号和接收回波信号，以判断该探头所在位置是否有液之前，先实现对在探头所在位置有液时该探头所发出的信号从发射信号到接收信号所用时长范围的标定，以及实现对探头所在位置无液时该探头所发出的信号从发射信号到接收信号所用时长范围的标定，以便于后续变送器根据从发射测量信号到接收回波信号所用时长判断是否有液。
需要说明的是，变送器控制测量探头发出的有液标定信号和无液标定信号均为超声波信号。
另外，本发明实施例中，探头多次发射有液标定信号和接收回波信号是指，探头多次进行发射有液标定信号和接收回波信号的动作。
请结合图1至图3，假设在变送器00所在位置有液时，且该变送器00控制探头01五次进行发射有液标定信号和接收回波信号的动作后，变送器获取到的五个有液标定时长依次为t1、t2、t3、t4以及t5，若t1＜t2＜t3＜t4＜t5，则可以将t1≤t丙≤t5作为第一时长范围，其中，t丙为第一时长范围内的任一时长，t1为第一时长范围内的最短时长，t5为第一时长范围内的最长时长；假设在变送器00所在位置无液时，且该变送器00控制探头01五次进行发射无液标定信号和接收回波信号的动作后，变送器获取到的五个无液标定信号时长依次为t6、t7、t8、t9以及t10，若t6＜t7＜t8＜t9＜t10，则可以将t6≤t丁≤t10作为第二时长范围，其中t丁为第二时长范围内的任一时长，t6为第二时长范围内的最短时长，t10为第二时长范围内的最长时长。
综上所述，在本发明实施例提供的外测液位开关中，由于第一测量路径能够表于探头所在位置有液时探头发出的信号所走的路径，该第二测量路径能够表示探头所在位置无液时探头发出的信号所在的路径，因此，变送器通过事先获取探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围，以便于后续变送器可以直接通过判断探头从发射测量信号到接收到有效回波信号所用的测量时长是否位于第一或第二时长范围的方式，来判断探头所在位置是否有液，避免了因信号传输过程中信号的幅度容易受影响而使得变送器根据探头接收到的信号的幅度判断探头所在位置是否有液的过程不稳定，提高了液位开关的测量稳定性。
图5为本发明实施例提供的一种外测液位方法的流程图，该外测液位方法可以用于图1至图4中任一所示的液位开关中的变送器，如图5所示，该外测液位方法可以包括：
步骤501、获取探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围。
步骤502、控制探头发射测量信号并接收回波信号。
步骤503、获取探头从发射测量信号到接收到回波信号所用的测量时长。
步骤504、在测量时长位于第一时长范围内时，判断探头所在位置有液，在测量时长位于第二时长范围内时，判断探头所在位置无液。
综上所述，在本发明实施例提供的外测液位方法中，由于第一测量路径能够表于探头所在位置有液时探头发出的信号所走的路径，该第二测量路径能够表示探头所在位置无液时探头发出的信号所在的路径，因此，变送器通过事先获取探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围，以便于后续变送器可以直接通过判断探头从发射测量信号到接收到有效回波信号所用的测量时长是否位于第一或第二时长范围的方式，来判断探头所在位置是否有液，避免了因信号传输过程中信号的幅度容易受影响而使得变送器根据探头接收到的信号的幅度判断探头所在位置是否有液的过程不稳定，提高了液位开关的测量稳定性。
需要说明的是，本发明实施例提供的外测液位方法仅适用于：在将该外测液位开关中探头安装在储罐的罐壁一侧的待测位置后，该外测液位开关中探头发出的信号沿第一测量路径传输所用的时长范围，与该探头发出的信号沿第二测量路径传输所用的时长范围不交叠的储罐和待测液体。
可选地，在执行上述步骤501的过程中，变送器可以获取探头安装位置处储罐的罐径、探头发出的信号在给定温度范围内在待测液体中传输时的第一传输速度范围、以及探头发出的信号在给定温度范围内在储罐的罐壁中传输时的第二传输速度范围，之后变送器可以根据探头安装位置处储罐的罐径和第一传输速度范围确定第一时长范围，以及根据根据探头安装位置处储罐的罐径和第二传输速度范围确定第二时长范围。
可选地，在执行上述步骤501的过程中，变送器可以在探头所在位置有液时，控制探头多次发射有液标定信号和接收回波信号，并获取探头多次发射有液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个有液标定时长，之后，变送器可以将大于或等于多个有液标定时长中最小的有液标定时长，且小于或等于多个有液标定时长中最大的有液标定时长的时长范围作为第一时长范围；另外，变送器可以在探头位置无液时，控制探头多次发射无液标定信号和接收回波信号，并获取探头从多次发射无液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个无液标定时长，之后变送器可以将大于或等于多个无液标定时长中最小的无液标定时长，且小于或等于多个无液标定时长中最大的无液标定时长的时长范围作为第二时长范围。
综上所述，在本发明实施例提供的外测液位方法中，由于第一测量路径能够表于探头所在位置有液时探头发出的信号所走的路径，该第二测量路径能够表示探头所在位置无液时探头发出的信号所在的路径，因此，变送器通过事先获取探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围，以便于后续变送器可以直接通过判断探头从发射测量信号到接收到有效回波信号所用的测量时长是否位于第一或第二时长范围的方式，来判断探头所在位置是否有液，避免了因信号传输过程中信号的幅度容易受影响而使得变送器根据探头接收到的信号的幅度判断探头所在位置是否有液的过程不稳定，提高了液位开关的测量稳定性。
需要说明的是，本发明实施例提供的装置实施例能够与相应的方法实施例相互参考，本发明实施例对此不做限定。本发明实施例提供的方法实施例步骤的先后顺序能够进行适当调整，步骤也能够根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种外测液位开关，其特征在于，所述外测液位开关包括：变送器和探头，所述探头用于安装在储罐的罐壁一侧，所述储罐用于存储待测液体，所述变送器用于：
获取所述探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及所述探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围；所述第一测量路径为：所述探头发出的信号从所述储罐的罐壁一侧出发，穿过所述待测液体且到达所述储罐的罐壁另一侧并被所述罐壁另一侧反射，再次穿过所述待测液体后返回至所述罐壁一侧的路径；所述第二测量路径为：所述探头发出的信号从所述罐壁一侧出发，并沿所述探头安装位置处所述储罐的罐径绕一圈再返回至所述罐壁一侧的路径；
控制所述探头发射测量信号并接收回波信号；
获取所述探头从发射所述测量信号到接收到回波信号所用的测量时长；
在所述测量时长位于所述第一时长范围内时，判断所述探头所在位置有液；
在所述测量时长位于所述第二时长范围内时，判断所述探头所在位置无液。
2.根据权利要求1所述的外测液位开关，其特征在于，所述储罐为立罐。
3.根据权利要求1所述的外测液位开关，其特征在于，所述储罐为球罐。
4.根据权利要求2或3所述的外测液位开关，其特征在于，所述变送器用于：
获取所述探头安装位置处所述储罐的罐径、所述探头发出的信号在给定温度范围内在所述待测液体中传输时的第一传输速度范围、以及所述探头发出的信号在所述给定温度范围内在所述储罐的罐壁中传输时的第二传输速度范围；
根据所述探头安装位置处所述储罐的罐径和所述第一传输速度范围确定所述第一时长范围；
根据所述探头安装位置处所述储罐的罐径和所述第二传输速度范围确定所述第二时长范围。
5.根据权利要求1至3任一所述的外测液位开关，其特征在于，所述变送器用于：
在所述探头所在位置有液时，控制所述探头多次发射有液标定信号和接收回波信号；
获取所述探头多次发射有液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个有液标定时长；
将大于或等于所述多个有液标定时长中最小的有液标定时长，且小于或等于所述多个有液标定时长中最大的有液标定时长的时长范围作为所述第一时长范围；
在所述探头所述位置无液时，控制所述探头多次发射无液标定信号和接收回波信号；
获取所述探头从多次发射无液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个无液标定时长；
将大于或等于所述多个无液标定时长中最小的无液标定时长，且小于或等于所述多个无液标定时长中最大的无液标定时长的时长范围作为所述第二时长范围。
6.一种外测液位方法，其特征在于，所述外测液位方法用于权利要求1至5任一所述的外测液位开关中的变送器，所述外测液位开关还包括：探头，所述探头用于安装在储罐的罐壁一侧，所述储罐用于存储待测液体，所述方法包括：
获取所述探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及所述探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围；所述第一测量路径为：所述探头发出的信号从所述储罐的罐壁一侧出发，穿过所述待测液体且到达所述储罐的罐壁另一侧并被所述罐壁另一侧反射，再次穿过所述待测液体后返回至所述罐壁一侧的路径；所述第二测量路径为：所述探头发出的信号从所述罐壁一侧出发，并沿所述探头安装位置处所述储罐的罐径绕一圈再返回至所述罐壁一侧的路径；
控制所述探头发射测量信号并接收回波信号；
获取所述探头从发射所述测量信号到接收到回波信号所用的测量时长；
在所述测量时长位于所述第一时长范围内时，判断所述探头所在位置有液；
在所述测量时长位于所述第二时长范围内时，判断所述探头所在位置无液。
7.根据权利要求6所述的外测液位方法，其特征在于，所述储罐为立罐。
8.根据权利要求6所述的外测液位方法，其特征在于，所述储罐为球罐。
9.根据权利要求7或8所述的外测液位方法，其特征在于，所述获取所述探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及所述探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围，包括：
获取所述探头安装位置处所述储罐的罐径、所述探头发出的信号在给定温度范围内在所述待测液体中传输时的第一传输速度范围、以及所述探头发出的信号在所述给定温度范围内在所述储罐的罐壁中传输时的第二传输速度范围；
根据所述探头安装位置处所述储罐的罐径和所述第一传输速度范围确定所述第一时长范围；
根据所述探头安装位置处所述储罐的罐径和所述第二传输速度范围确定所述第二时长范围。
10.根据权利要求6至8任一所述的外测液位方法，其特征在于，所述获取所述探头发出的信号沿第一测量路径传输时所用的第一时长范围，以及所述探头发出的信号沿第二测量路径传输时所用的第二时长范围，包括：
在所述探头所在位置有液时，控制所述探头多次发射有液标定信号和接收回波信号；
获取所述探头多次发射有液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个有液标定时长；
将大于或等于所述多个有液标定时长中最小的有液标定时长，且小于或等于所述多个有液标定时长中最大的有液标定时长的时长范围作为所述第一时长范围；
在所述探头所述位置无液时，控制所述探头多次发射无液标定信号和接收回波信号；
获取所述探头从多次发射无液标定信号和接收回波信号的过程中所用的多个无液标定时长；
将大于或等于所述多个无液标定时长中最小的无液标定时长，且小于或等于所述多个无液标定时长中最大的无液标定时长的时长范围作为所述第二时长范围。
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