CN114061696B

CN114061696B - 一种大容量磁致伸缩液位计及检测系统

Info

Publication number: CN114061696B
Application number: CN202111416978.2A
Authority: CN
Inventors: 谭晓姣
Original assignee: Beijing Swisa Instrument Co ltd
Current assignee: Beijing Swisa Instrument Co ltd
Priority date: 2021-11-25
Filing date: 2021-11-25
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2041-11-25
Also published as: CN114061696A

Abstract

本申请公开了一种大容量磁致伸缩液位计及检测系统，所述液位计包括多个相互独立且密封设置的腔室，每个腔室内用于放置不同功能模块，所述系统包括：检测单元，所述检测单元包括多个检测通道，所述检测单元用于通过所述检测通道周期性地向不同腔室的功能模块发送检测波形；采集单元，所述采集单元用于采集不同检测通道传送的信息；比较单元，所述比较单元用于基于所述采集单元采集到的信息诊断所述检测通道。本申请实施例中，通过自检模块可以实现硬件电路的连接故障的检测，还可以实现功能模块故障的检测。

Description

一种大容量磁致伸缩液位计及检测系统

技术领域

本申请一般涉及液位计技术领域，具体涉及一种大容量磁致伸缩液位计及检测系统。

背景技术

在工业自动化领域，磁致伸缩液位计是液位测量的常用产品，它具有高精度、低维护的优点，它可以与大部分数字化控制系统进行通讯，磁致伸缩液位计很好地解决了极恶劣工况下的液位、界面精确测量，由于采用磁致伸缩技术决定了其测量过程不受温度、压力、介电常数等因素变化的影响，其高精度、高稳定、低维护等特性，很好的避免了传统电浮筒、差压变送器、雷达等其它液位产品在现场应用中存在的缺陷，故广泛应用于各种液位、界面的高精度测量。

在现有技术中，核心电子元器件都安装在表头内，表头对电子元器件起着保护作用，所以表头的设计需要满足一定强度要求，同时，根据使用工况的要求，表头还需要满足密封度要求、防爆电气要求。但是，磁致伸缩液位计的表头的设计对仪表制造、安装使用、维修维护等环节考虑不周到、甚至不合理，往往会带来更高的制造成本、更复杂的制造工艺、更高的维修维护成本等。

随着安全生产意识的提高及安全相关系统应用的普及，对工业智能化的要求也随之增强，安全仪表系统作为安全相关系统的一部分，智能化的要求也随之增强。液位计作为安全仪表系统内的检测仪表，智能化趋势也日趋明显。市场上广泛应用的液位计分为就地显示液位计或借助某种通讯方式将液位值传输给中控系统的远传液位计，但不论是就地显示液位计还是远传液位计，液位计本身仅实现简单的测量而忽略了液位计自身的在线监视检测功能，从而提高液位计测量值的可靠性。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种大容量磁致伸缩液位计及检测系统，可以对于大容量液位计进行检测，维护简单方便、减少维修成本。

第一方面，本申请提供了一种磁致伸缩液位计检测系统，所述液位计包括多个相互独立且密封设置的腔室，每个腔室内用于放置不同功能模块，所述系统包括：

检测单元，所述检测单元包括多个检测通道，所述检测单元用于通过所述检测通道周期性地向不同腔室的功能模块发送检测波形；

采集单元，所述采集单元用于采集不同检测通道传送的信息；

比较单元，所述比较单元用于基于所述采集单元采集到的信息诊断所述检测通道。

可选地，所述液位计包括相互独立且密封设置的第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室，

第一腔室，所述第一腔室用于容纳主控模块；

第二腔室，所述第二腔室用于容纳信号传输模块；

第三腔室，所述第三腔室用于容纳信号处理模块；

第四腔室，所述第四腔室用于容纳传感器组件；

其中，所述主控模块分别与所述信号传输模块、所述信号处理模块电连接，所述传感器组件与所述信号处理模块电连接。

可选地，所述主控模块与所述检测单元、采集单元、比较单元电连接，其中，所述检测通道包括第一检测通道、第二检测通道、第三检测通道、第四检测通道，

所述第一检测通道用于向所述第一腔室内的主控模块发送检测波形；

所述第二检测通道用于向所述第二腔室内的信号传输模块发送检测波形；

所述第三检测通道用向所述第三腔室内的信号处理模块发送检测波形；

所述第四检测通道用于向所述第四腔室内的传感器组件发送检测波形。

可选地，所述传感器组件包括压电传感器和位于所述液位计探杆中的波导丝、导线，其中，所述第四检测通道包括第一检测子通道和第二检测子通道，所述采集模块包括第一采集子模块、第二采集子模块和第三采集子模块；

所述第一检测子通道用于周期性地向所述压电传感器发送检测波形，所述第一采集子模块用于采集所述压电传感器回路上的反馈信息；

所述第二检测子通道用于周期性地向所述波导丝发送检测波形，所述第二采集子模块用于采集所述波导丝回路上的反馈信息；

所述第三采集子模块用于采集所述导线回路上的反馈信息；

所述第四检测通道基于三选一表决模式产生所述第四腔室的诊断结果。

可选地，还包括与所述检测单元连接的激励单元，所述激励单元用于产生所述检测通道的检测波形。

可选地，所述激励单元设置在所述第一腔室。

可选地，还包括与采集单元相连的时钟单元，用于为所述采集单元的实时信号增加时钟信息。

可选地，还包括存储单元，其中，所述存储单元包括设置在所述主控模块上的Flash存储模块、EEROM存储模块，

所述Flash存储模块用于存储执行在所述主控模块上运行的数据；

所述EEROM存储模块包括运行模块和只读模块，其中，所述运行模块用于存储所述采集单元采集到的信息；所述只读模块用于保存出厂数据。

可选地，所述系统还包括与所述主控模块连接的人机交互单元。

第二方面，本申请提供了一种磁致伸缩液位计，其上设置有如以上任一所述的磁致伸缩液位计检测系统。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的大容量磁致伸缩液位计检测系统，将不同功能的元件进行分区，将不同的电子元件放置在不同的密封腔室中，在密封的同时实现电连接，方便维修与更换。由于各个腔室之间为独立密封设置，在出现故障时，可以明确是哪一腔室中的元件出现故障，同时，还可以确定是电路连接的故障还是功能故障。本申请实施例中，通过自检模块可以实现硬件电路的连接故障的检测，还可以实现功能模块故障的检测。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请的实施例提供的一种大容量磁致伸缩液位计检测系统的连接示意图；

图2为本申请的实施例提供的一种腔室布置方式的位置示意图；

图3为本申请的实施例提供的一种液位电路的连接示意图；

图4为本申请的实施例提供的一种自检电路的连接示意图；

图5为本申请的实施例提供的一种第三检测通道的连接示意图；

图6为本申请的实施例提供的另一种第三检测通道的连接示意图；

图7为本申请的实施例提供的一种第四检测通道的连接示意图；

图8为本申请的实施例提供的一种人机交互功能的示意图；

图9为本申请的实施例提供的一种磁致伸缩液位计的结构示意图；

图10为本申请的实施例提供的一种磁致伸缩液位计的外形结构示意图；

图11为本申请的实施例提供的一种表头总成的结构示意图；

图12为本申请的实施例提供的一种磁致伸缩液位计的组装示意图；

图13为图9中A-A处的剖面示意图；

图14为图13中B-B处的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请详见图1，一种大容量磁致伸缩液位计检测系统，所述液位计包括多个相互独立且密封设置的腔室，每个腔室内用于放置不同功能模块，所述系统1000包括：

检测单元1010，所述检测单元1010包括多个检测通道，所述检测单元1010用于通过所述检测通道周期性地向不同腔室的功能模块发送检测波形。

采集单元1020，所述采集单元1020用于采集不同检测通道传送的信息。

比较单元1030，所述比较单元1030用于基于所述采集单元1020采集到的信息诊断所述检测通道。

在本申请实施例中，将磁致伸缩液位计划分为四个独立的腔室，如图2所示，实现分别密封，满足表头强度同时，还满足表头密封性能和防爆电气要求。在本申请实施例中，将不同的电子元件放置在不同的密封腔室中，在密封的同时实现电连接。

在本申请实施例中，将不同功能的元件进行分区，将不同的电子元件放置在不同的密封腔室中，在密封的同时实现电连接，方便维修与更换。由于各个腔室之间为独立密封设置，在出现故障时，无法明确是哪一腔室中的元件出现故障，同时，还无法确定是电路连接的故障还是功能故障。本申请实施例中，通过自检模块可以实现硬件电路的连接故障的检测，还可以实现功能模块故障的检测。

可选地，所述液位计包括相互独立且密封设置的第一腔室1a、第二腔室2b、第三腔室3c、第四腔室4d。

第一腔室1a，所述第一腔室1a用于容纳主控模块101。

第二腔室2b，所述第二腔室2b用于容纳信号传输模块110。

第三腔室3c，所述第三腔室3c用于容纳信号处理模块201。

第四腔室4d，所述第四腔室4d用于容纳传感器组件210。

其中，所述主控模块101分别与所述信号传输模块110、所述信号处理模块201电连接，所述传感器组件210与所述信号处理模块201电连接，如图3所示。

需要说明的是，在本申请实施例中，电路部分包括两部分，一部分为液位计的液位电路，一部分为液位计的自检电路，其中液位电路用计算液位计采集到的液位值，所述液位电路包括与主控模块101连接的信号传输模块110、信号处理模块201、传感器组件210。其中，液位计自检电路用于检测各个模块的电路连接状态以及模块的功能是否异常。在本申请实施例中，可以包括与其中一个模块连接的自检电路，本申请实施例中，并不限制自检电路的设置个数，在不同应用场景中，可以与四大模块中的一个或者多个模块连接，在本申请实施例中，以四个检测电路进行示例性说明。

本申请实施例中，通过检测功能有效的提高了磁致伸缩液位计的安全失效分数百分比(SFF)、诊断覆盖率百分比(DC)，降低了磁致伸缩液位计的要求时危险失效平均概率(PFD)及危险失效平均频率(PFH)。

其中，安全失效分数百分比SFF采用的表达式为：

SFF＝(Σλ_S+Σλ_Dd)/(Σλ_S+Σλ_Dd+Σλ_Du) (1)

诊断覆盖率百分比DC采用的表达式为：

DC＝Σλ_Dd/Σλ_D (2)

危险失效平均概率PFD采用的表达式为：

危险失效平均频率PFH采用的表达式为：

PFH＝λ_Du (4)

其中：

λ_S：安全失效率，为检测到的安全失效率(λ_Sd)与未检测到的安全失效率(λ_Su)之和。

λ_D：危险失效率，为检测到的危险失效率(λ_Dd)与未检测到的危险失效率(λ_Du)之和。

λ_Du：未检测到的危险失效率。

λ_Dd：检测到的危险失效率。

t_CE：平均停止工作时间，单位为h，

T1：检验测试时间间隔，单位为h。通常最小为730h(一个月)。

MRT:平均维修时间，单位为h，通常建议为8h；

MTTR:平均恢复时间，单位为h，诊断到危险失效的时间通常很短，所以MTTR＝MRT＝8h。

通过本申请实施例提供的检测功能，电子元器件能达到的最大诊断覆盖率由低(60％)变为高(99％)，D_AC输出功能失效为危险失效，即λ_Dd数值增加，λ_Du数值减小。

实施例一

在本申请实施例中，所述系统1000包括与所述主控模块101电连接的激励单元1050、检测单元1010、采集单元1020、比较单元1030。

其中，如图4所示，所述检测通道包括第一检测通道1011、第二检测通道1012、第三检测通道1013、第四检测通道1014，

所述第一检测通道1011用于向所述第一腔室1a内的主控模块101发送检测波形。

所述第二检测通道1012用于向所述第二腔室2b内的信号传输模块110发送检测波形。

所述第三检测通道1013用向所述第三腔室3c内的信号处理模块201发送检测波形。

所述第四检测通道1014用于向所述第四腔室4d内的传感器组件210发送检测波形。

所述激励单元1050设置在第一腔室1a内，用于产生四个检测通道的检测波形。

所述采集单元1020用于采集四个检测通道上的反馈信息，例如回路电流。采集单元1020可以设置在第一腔室1a内，还可以将用于采集不同检测通道上的采集单元1020设置在对应的腔室内，本申请对此并不限制。

所述比较单元1030用于将采集到的电流信息与初始信息进行比较，产生比较结果，用于表征腔室内是否发生异常。所述比较单元1030设置在所述第一腔室1a内。

所述系统1000还包括与采集单元1020相连的时钟单元1060，用于为所述采集单元1020的实时信号增加时钟信息。

本申请实施例中提供的检测系统在具体应用时，每个检测通道对应的是一组独立的诊断电路，每一诊断电路均包括上述与所述主控模块101电连接的激励单元1050、检测单元1010、采集单元1020、比较单元1030。当然，在一些实施例中，对于不同通道之间可以采用的是同一激励单元1050，通过同一激励单元1050产生激励信号同时向各个通道发送激励信号，通过独立的采集单元1020检测各个回路上的反馈信息情况。

例如，检测单元1010与第一腔室1a内的主控模块101连接发送激励信号，用于主控模块101的自检，主控模块101通过第一检测通道1011发送检测信号，以检测自身内部的硬件电路连接状态。还比如，检测单元1010与第二腔室2b内的信号传输模块110连接，主控模块101通过第二检测通道1012向信号传输模块110发送检测信号，对应的采集单元1020采集第二检测通道1012回路的反馈信息，以检测信号传输模块110的电路连接状态。还比如，检测单元1010与第三腔室3c内的信号处理模块201连接，主控模块101通过第三检测通道1013向信号处理模块201发送检测信号，对应的采集单元1020采集第三检测通道1013回路的反馈信息。

值得注意的是，在本申请实施例中，信号处理模块201是用于对液位检测过程中，液位值进行检测的单元，在本申请实施例中，第三检测通道1013一方面可以通过向信号处理模块201周期性的发送脉冲信号，用于检测信号处理模块201自身电路的连接状态，如图5所示。对应第三检测通道1013的采集单元1020可以用于采集回路上的第一电流反馈信息，另外，还可以采集的是第三检测通道1013上获取的液位计情况，信号处理模块201用于将液位值转换为电流信号的形式进行输出，第三检测通道1013上的采集单元1020可以采集信号处理模块201上的第二电流信号情况，将采集到的第二电流信号发送到主控模块101计算判断输出的第二电流信号是否与液位值保持一致，不一致则表示信号处理模块201输出功能异常，主控模块101给出故障提示，如图6所示。

需要说明的是，在本申请实施例中，所述主控模块101可以包括微处理器和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)，或者包括微处理器和协控制器以及FPGA。FPGA也可以用可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)替代。本申请对此并不限制。在本申请实施例中，主控模块101还用于在进行液位检测时，对液位信息进行处理。

另外，值得注意的是，在本申请实施例中，每一检测通道还可以包括多个检测子通道，用于单独检测每一腔室中单独某一模块的连接状况，本申请实施例中，对于每一检测通道内的检测方式并不限制，在不同的应用场景中还可以存在多种不同的检测方式。

对于第四腔室4d的检测，所述传感器组件210包括压电传感器206和位于所述液位计探杆中的波导丝232、导线234，其中，所述第四检测通道1014包括第一检测子通道1111和第二检测子通道1112，所述采集模块包括第一采集子单元1021、第二采集子单元1022和第三采集子单元1023。如图7所示。

所述第一检测子通道1111用于周期性地向所述压电传感器206发送检测波形，所述第一采集子单元1021用于采集所述压电传感器206回路上的第一反馈信息。在本申请实施例中，第一采集子单元1021可以用于采集电流信息。

所述第二检测子通道1112用于周期性地向所述波导丝232发送检测波形，所述第二采集子单元1022用于采集所述波导丝232回路上的第二反馈信息，所述第三采集子单元1023用于采集所述导线234回路上的第三反馈信息。在本申请实施例中，第二反馈信息可以为扭转波信息，第三反馈信息可以为电流信息。

本申请实施例中，第二检测子通道1112对应的是两个采集子模块，分别用于采集的是波导丝232回路上的扭转波信息和导线234回路上的电流信息，主控模块101周期性的发送脉冲信号到波导丝232，波导丝232与导线234回路并产生回路电流，回路电流产生环型磁场。本申请实施例中，通过第二检测通道1012可以检测电路的连通情况，还可以检测浮子的情况，通过波导丝232的扭转波，可以反馈浮子是否异常，通过导线234回路上电流反馈的是回路的连通状态。

本申请的方案可以检测自身硬件的连通状态，还可以检测浮子是否掉落或者在浮子在上端无法掉落的情况，都可以进行检测，提高检测精度以及覆盖情况。

在本申请实施例中，所述第四检测通道1014基于三选一表决模式产生所述第四腔室4d的诊断结果。

需要说明的是，在本申请实施例中，向各个检测通道发送的周期性的脉冲信号不带有具体的命令，在一些实施例中，脉冲信号可以为0,1，-1等固定值，本申请在此不进行限制。通过周期性的脉冲信号表明异常是否发生，需要说明的是，本申请实施中的异常包括电流反馈信息的异常或者自身的其他异常的情况。

值得注意的是，在本申请实施例中，所述第四检测通道1014基于三选一表决模式产生所述第四腔室4d的诊断结果，该表决模式表征的为异常信号，当其中某一检测子通道上检测出异常信息，则表明第四腔室4d中出现异常。通过三选一表决模式，可以提高检测精度。

在本申请实施例中，还包括存储单元1040，其中，所述存储单元1040包括设置在所述主控模块101上的Flash存储模块、EEROM存储模块。

所述Flash存储模块用于存储执行在所述主控模块101上运行的数据。所述EEROM存储模块包括运行模块和只读模块，其中所述运行模块用于存储所述采集单元1020采集到的信息。所述只读模块用于保存出厂数据。

在本申请实施例中，3个数据区保存的数据一致，可以相互检测运行数据的准确性及一致性。同时考虑到EEROM损坏时，磁致伸缩液位计可根据主运算芯片的Flash数据正常运行。若EEROM仅实时数据区数据损坏，可用出厂数据保存区数据进行修复。现场表头更换时，也可以用主运算芯片的Flash数据直接写入到EEROM中，实现现场维修磁致伸缩液位计。

另外，所述系统1000还包括与所述主控模块101连接的人机交互单元1070。在本申请实施例中，主控模块101通过对最终信号的处理分析判断该信号的可用性并将通过处理的最终信号在人机交互模块显示。在本申请实施例中，人机交互功能既方便现场调试与维护，又增加一层对信号监视检测功能。人机交互功能可通过按键以不同的方式重新校准磁致伸缩液位计，该功能保证磁致伸缩液位计在低温包裹、高温、高压等不易拆卸场合，出现故障时重新进行校准调试。人机交互功能可显示磁致伸缩液位计检测到的实时信号的时钟数，除显示最终信号外，增加一层信号实时检测功能，方便现场维护人员判断磁致伸缩液位计运行状态，如图8所示。

实施例二

如图9-10所示，本申请提供了一种大容量磁致伸缩液位计，其上设置有如以上任一所述的大容量磁致伸缩液位计检测系统。所述液位计包括：

表头总成1，所述表头总成1包括表头本体10及与所述表头本体10固定连接的连接本体20，第一腔室1a、第二腔室2b和第三腔室3c设置在所述表头本体10上，所述第四腔室4d设置在所述连接本体20上。

探杆总成，所述探杆总成包括探杆组件2和浮子组件3，所述探杆组件2通过所述连接本体20与所述表头本体10固定连接。

在本申请实施例中，第一腔室和第二腔室的位置连线与第三腔室和第四腔室的位置连线垂直，以第一腔室和第二腔室的设置方向为第一方向，以第三腔室和第四腔室的设置方向为第二方向，第一方向和第二方向垂直，且第一方向和第二方向均垂直于探杆延伸方向。

在本申请优选设置为用于显示的显示面板(例如LCD面板)的方向与探杆的方向垂直。通过四个腔室的分布方式，可以满足对于液位计中各个元件按照功能进行划分，并方便走线。其中，第一腔室为主控元件区，第二腔室为传输元件区，第三腔室为信号处理元件区，第四腔室为传感元件区。

需要说明的是，本发明中磁致伸缩液位计按照功能元件的布置划分为四个腔室，当然，在其他实施例中，在磁致伸缩液位计内部的电子元件增多时，还可以基于此原理将本申请中的各个腔室进行进一步细化，划分为更多腔室，基于本申请的发明构思，每个腔室还可以包括其他子腔室，本申请在此不赘述。

在本申请实施例中，如图11所示，所述表头总成1包括表头本体10，在表头本体10内部设置有分隔所述第一腔室1a和所述第二腔室2b的第一隔墙107，以及分隔所述第一腔室1a和所述第三腔室3c的第二隔墙108，所述第一隔墙107上设置有用于所述第一腔室1a中元件和所述第二腔室2b中元件实现电连接的至少一个穿心电容109。

在本申请实施例中，第一腔室1a用于固定安装主控模块101，其中，主控模块101用于对波导丝232产生激励电流，并获取信号处理模块201产生的数字信号并将数字信号转换为模拟信号进行输出等。

所述连接本体20包括第一本体102和第二本体103，所述第一腔室1a和第二腔室2b设置在所述第一本体102上，所述第三腔室3c设置在第二本体103上，第一本体102的结构可以为球形、正方体或者其他不规则结构。通过在第一本体102上设置第一隔墙107，将所述第一本体102内部空间一分为二，在第一本体102和第二本体103之间设置第二隔墙108，实现第三腔室3c与第一本体102内部的空间进行分隔。第二本体103为第一本体102和探杆总成的连接位置，可以作为第一本体102与连接本体20之间的过渡结构，可以增大表头的内部空间，同时增加表头与连接本体20之间的连接强度。

需要说明的是，由于隔墙厚度满足防爆和强度要求，在具体设置时，可以将穿心电容109安装在中部的凸台上，一般在设置时，可以将凸台大小设置为可容纳6个穿心电容109，穿心电容109由于它直接安装在金属面板上，可以更好的满足防爆性能，另外，它的接地电感更小，几乎没有引线电感的影响，还可以消除高频干扰信号，具有较好的电学性能，在提高电磁兼容性方面起到一定的作用，穿心电容109还可以反复拆装，方便维修。

在具体应用时，可以将先形成隔墙及凸台等结构，而后在凸台上形成螺纹孔，通过螺纹孔固定安装穿心电容109。需要注意的是，在设置穿心电容109时，隔墙的厚度、凸台的厚度需要满足隔爆标准要求。

在本申请实施例中，所述第一腔室1a通过所述表头本体10和固定在所述表头本体10上的窗盖组件105形成密封结构，所述窗盖组件105和所述表头本体10之间通过螺纹结构固定并通过密封胶106实现密封。窗盖组件105包括与表头本体10固定设置的窗盖本体，视窗采用防爆玻璃。窗盖组件105通过密封胶106和压紧环实现窗盖组件105的紧固和密封。

需要说明的是，第一腔室1a内部还可以设置主控模块101外的其他元件，例如，人机交互模块等，人机交互模块与所述主控模块101连接，主要用于功能显示和命令输入等。

所述第二腔室2b通过所述表头本体10和固定在所述表头本体10上的盲盖111形成密封结构，所述盲盖111与所述表头总成1之间通过螺纹结构固定连接并通过第一密封圈112实现密封。

需要说明的是，在本申请实施例中，第二腔室2b还用于电源或者其它接线模块的安装和固定，接线模块的主要功能是仪表电源的引入、测量结果的信号输出、电磁兼容元器件的安装等，在进行外接电源或者其它外接线缆的情况下，可以在第二腔室2b中设置出线孔，出线孔根据需要可以用螺塞堵死或用电缆锁头引入电缆。例如，根据表头的安装方向，可以灵活选用出线孔，始终将朝上的出线孔堵死，在朝下的出线孔安装电缆锁头、引入电源和信号线，从而降低由于电源和信号线处密封失效，大量雨水进入表头内的概率。

在本申请实施例中，第二腔室2b用于设置与外部进行通讯连接的元件放置在独立密封的腔室中，第二腔室2b与第一腔室1a进行独立密封，在进行外接时产生的第二腔室2b的密封度下降时，降低对于第一腔室1a中核心电子元件的影响。

所述连接本体20呈L型结构，所述连接本体20包括垂直设置的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件用于与所述连接本体20固定安装，所述第二连接件用于与所述探杆总成固定安装，所述第四腔室设置在所述第二连接件上。

在本申请实施例中，连接本体20呈90°弯头形状，当然本申请并不限于此，在不同应用器件或者应用场合时，连接本体20还可以为直线形结构，无论采用那种方式，均不影响本申请实施例中设置第三腔室3c或者第四腔室4d。

探杆总成内设置有波导丝232、信号线等，在不同的实施例中，还可以包括与波导丝232平行设置的多条信号线等，本申请实施例中，对于探杆总成中的信号线以及探杆总成的形状、材质等并不限制。当然，在应用时，探杆总成内部或者端部还可以设置有用于张紧波导丝232或者信号线的张紧装置。

在本申请实施例中，所述第三腔室3c的一端通过所述第一连接件和所述连接本体20的第二本体103形成密封结构，所述第一连接件安装在所述第三腔室3c内部，所述第一连接件与所述表头总成1通过螺纹结构固定连接并通过第二密封圈208实现密封。

在本申请实施例中，第三腔室3c用于固定安装信号处理模块201，其中，信号处理模块201用于接收主控模块101的信号，将主控模块101产生的激励电流等信号，并将激励电流信号通过电流激励线发送给传感器组件210。所述信号处理模块201还用于通过波导丝232的同轴信号线，将采集到的信号经过放大后传送给主控模块101。

信号处理模块201还可以包括信号放大模块和存储模块等，信号放大模块可以将传感器组件210的测量信号进行放大，存储模块将仪表序列号、量程、硬件版本、软件版本等出厂设置信息进行存储。

在本申请的一个实施例中，第三腔室3c中的元件可以固定设置在第一连接件202上，并通过第一连接件202上的插针实现传感器组件210与第三腔室3c中的信号处理模块201进行电连接。当然，第三腔室3c中的元件还可以设置在连接本体20的其他位置，由于在本申请实施例中，第三腔室3c还需要容纳第一连接件202，因此在具体设置时，可以将第三腔室3c与第一腔室1a进行导通，可以增大第三腔室3c的容积，以实现方式多种电子元件的固定与安装。

另外一方面，由于磁致伸缩液位计属于接触式测量，也就是说，其探杆组件2、浮子组件3需要安装到待测容器内，这一特点就决定了磁致伸缩液位计需要按照使用场景、容器的高度和安装要求进行定制设计和制造。本申请实施例中，将中间对于信号处理模块201等设置在第三腔室3c中，对于表头本体10中的各个元件为通用性元件，无需调整走线方式，在市场应用时，表头总成1为一个标准化、通用的标准部件，可以进行批量化生成，在应用时，后续匹配不同规格的探杆，或者匹配不同的中间信号处理电路，即可实现磁致伸缩液位计的定制化生产，如图12所示。

可选地，所述第四腔室4d的一端通过所述第一连接件202和固定在所述第一连接件202内部的灌封件220实现密封，所述第四腔室4d的另一端通过所述第二连接件203与所述探杆组件2密封结构，所述第二连接件203与所述探杆总成通过螺纹结构固定连接并通过第三密封圈231实现密封。

在第四腔室4d中设置传感器组件210包括压电传感器206及与所述压电传感器206连接的多个同轴信号线204或者电流激励线205，压电传感器206通过传感器支架207固定在第四腔室4d内部。传感器支架207可以为固定设置在第二连接件203上，将传感器组件210固定在第四腔室4d内部，或者传感器支架207还可以固定在探杆总成上，通过安装的方式实现固定在第四腔室4d的内部。本申请对此并不限制。

需要说明的是，探杆总成在远离所述第二连接件203的一端设置有用于密封的堵头233，堵头233通过焊接的方式设置。探杆总成在与所述第二连接件203连接的一端设置有探杆连接件230，其中，探杆连接件230与所述第二连接件203之间同样可以采用焊接的方式固定连接。探杆连接件230套设在所述第二连接件203的内部，其中，探杆连接件230和第二连接件203上设置有用于固定安装的螺纹结构，并在套接的位置处设置有第三密封圈231进行密封。

在现有技术中，对于表头和探杆之间一般采用外接螺纹的方式进行拧紧，但这种拧紧的方式在旋转时会导致内部的线缆等能够随着一起旋转，导致拧线现象。另外，还有一些现有技术为了避免拧线，采用的方式是现场灌封，但这种灌封工艺工作效率低，同时灌封的质量控制困难，同时无法进行质量检测，一旦灌封失效，维修将更加困难。

在本申请实施例中，通过在第一连接件202上设置有灌封件220，所述灌封件220包括灌封本体221以及设置在所述灌封本体221上的插针222，所述信号接线用于实现所述第三腔室3c中元件和所述第四腔室4d中元件的电连接。可以实现密封效果，同时，还方便进行灌封件220的检测，同时，可以方便维修。

在设置灌封件220时，在灌封件220的一端设置有用于与压电传感器206进行电连接的第一连接端口223，在灌封件220内部设置有插针222，插针222的另一端伸出灌封件220，当然，插针222的另一端同样可以采用与插针222配合的插接件的形式，用于实现与第三腔室3c内元件的电连接。

在灌封件220的制造过程中，零件清洗干净、准备灌封胶，进行批量灌封，必要时，为了提高灌封效率、保证质量，需要设计灌封工装。灌封胶固化后，进行质量检验，合格后入库待用。

在装配灌封件220时，将灌封件的槽口中安装密封圈，插入第一连接件的安装孔中，实现密封连接，并通过螺钉的方式固定连接。通过螺钉方式安装的灌封件方便维修与更换。

另外，本申请实施例中表头本体10和探杆组件2在组合安装时，通过在第一连接件202和表头本体10的外部设置凸耳209，如图13、14所示，在凸耳209上设置螺钉或者螺孔，实现第一连接件202和表头本体10的固定，凸耳209突出于第一连接件202和表头本体10的表面，方便进行固定与安装，无需进行表头或者探杆的旋转。

在一些实施例中，凸耳209和螺钉的数量为四个，其中，四个螺钉呈正方形布置。当需要保持表头姿态不动、LCD正向显示，只改变顶装或底装时，松开四个螺钉、使其完全退出表头本体10的螺孔，然后，180度旋转表头总成1，然后重新拧紧四个螺钉，这样就将探杆翻转了180度、从而满足顶装和底装切换的要求。此种设计保证表头标准化、唯一化，不必考虑不同的现场安装方式而加工不同的孔，提高了生产效率、降低了加工成本。同时，从软件和机械上都可以实现顶装和底装的轻松、方便、容易地进行切换。

需要说明的是，在本申请的一个实施例中，第三腔室3c和第一腔室1a可以进行连通，第三腔室3c与第一腔室1a中元件连接采用信号接线为软排线104，所述软排线104的一端设置有第二连接端口224，通过第二连接端口224与位于所述第三腔室中的信号处理模块201连接，所述软排线104的另一端与所述主控模块101连接。第三腔室3c提供软排线104长度冗余的容纳空间，方便进行走线。

通过软排线104的方式可以方便插拔，在安装时，可以单独进行探杆总成和表头总成1的单独安装，通过软排线104实现电连接后，通过凸耳209进行固定。另外，在现场维修时，可以直接更换表头本体10，无需将探杆总成从容器上拆卸下来，对于信号处理模块201的更换也方便，还可以直接替换表头。通过本申请中将不同功能的元件进行分区，方便维修与更换。

另外，由于磁致伸缩液位计需要进行防爆设计和认证，在进行爆炸测试时，需要按照容器的内部容积大小来确定试验的压力等级。另外，当含有爆炸源的容器与细长杆连接时，还需要考虑压力叠加问题。

然而，本发明很好地解决了这些问题，第四腔室4d与探杆组件2的外围结构件形成一个密闭腔室空间，在这个空间只有压电传感器206和接插件、线缆等，没有可产生火花的电子元器件，因此，这部分只需考虑密封度，不需要做爆炸试验。另外，在对表头总成1进行爆炸试验时，不必考虑与细长杆连接而产生压力叠加问题。因此，本发明大大减低了磁致伸缩液位计通过防爆认证的难度，降低了仪表的制造成本。

另外需要说明的是，磁致伸缩液位计除了直接插到容器内测量液位之外，还有一种应用是外绑式安装进行测量，此时，浮子组件3在磁翻板液位计或外浮筒的腔体内而不是套在探杆上。这种应用的特点是：根据客户现场安装空间和布置需求，磁致伸缩液位计可以顶装或底装。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims

1.一种磁致伸缩液位计检测系统，其特征在于，所述液位计包括相互独立且密封设置的第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室，所述液位计包括表头总成和探杆总成，所述表头总成包括表头本体及与所述表头本体和所述探杆总成固定连接的连接本体，所述第一腔室、第二腔室、第三腔室设置在所述表头本体上，所述第四腔室设置在所述连接本体上；

所述连接本体呈L型结构，所述连接本体包括垂直设置的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件用于与所述表头本体固定安装，所述第二连接件用于与所述探杆总成固定安装，所述第四腔室设置在所述第二连接件上；所述第三腔室的一端通过所述第一连接件和所述表头本体形成密封结构，所述第一连接件安装在所述第三腔室内部；所述第四腔室的一端通过所述第一连接件和固定在所述第一连接件内部的灌封件实现密封；所述第四腔室的另一端通过所述第二连接件与所述探杆组件密封结构；

所述第一腔室用于容纳主控模块；所述第二腔室用于容纳信号传输模块；所述第三腔室用于容纳信号处理模块；所述第四腔室用于容纳传感器组件；

所述表头本体内部设置有分隔所述第一腔室和所述第二腔室的第一隔墙，所述第一隔墙上设置有用于所述第一腔室中元件和所述第二腔室中元件实现电连接的至少一个穿心电容；

所述第一腔室和第三腔室中的元件通过软排线实现电连接；

所述第三腔室和第四腔室中的元件通过设置在所述灌封件上的插针实现电连接；

所述软排线的一端与位于所述灌封本体上的插针连接，所述软排线的另一端与所述主控模块连接，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的磁致伸缩液位计检测系统，其特征在于，所述主控模块与所述检测单元、采集单元、比较单元电连接，其中，所述检测通道包括第一检测通道、第二检测通道、第三检测通道、第四检测通道，

3.根据权利要求2所述的磁致伸缩液位计检测系统，其特征在于，所述传感器组件包括压电传感器和位于所述液位计探杆中的波导丝、导线，其中，所述第四检测通道包括第一检测子通道和第二检测子通道，所述采集模块包括第一采集子模块、第二采集子模块和第三采集子模块；

所述第三采集子模块用于采集所述导线回路上的反馈信息；

4.根据权利要求1所述的磁致伸缩液位计检测系统，其特征在于，还包括与所述检测单元连接的激励单元，所述激励单元用于产生所述检测通道的检测波形。

5.根据权利要求4所述的磁致伸缩液位计检测系统，其特征在于，所述激励单元设置在所述第一腔室。

6.根据权利要求1所述的磁致伸缩液位计检测系统，其特征在于，还包括与采集单元相连的时钟单元，用于为所述采集单元的实时信号增加时钟信息。

7.根据权利要求1所述的磁致伸缩液位计检测系统，其特征在于，还包括存储单元，其中，所述存储单元包括设置在所述主控模块上的Flash存储模块、EEROM存储模块，

8.根据权利要求1所述的磁致伸缩液位计检测系统，其特征在于，所述系统还包括与所述主控模块连接的人机交互单元。

9.一种磁致伸缩液位计，其特征在于，其上设置有如权利要求1-7任一所述的磁致伸缩液位计检测系统。