CN115290504B - 混合式油水混合物检测传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了混合式油水混合物检测传感器，涉及到传感器领域，包括单片机，单片机上设置有插片式水位传感器和光电液位传感器，光电液位传感器和插片式水位传感器价格低廉，便于大规模部署，且避免了电容式传感器损坏需要全部更换的弊病，本发明中由插片式水位传感器和光电液位传感器组成混合式传感器，再利用单片机等周边模块实现数据处理和发送，其中，光电液位传感器利用红外检测是否存在液体，红外检测不受液体颜色影响，检测精度较高，上述的插片式水位传感器和光电液位传感器通过检测结果的不同组合实现对空气、油、水及分层的油水混合物的检测。

Description

混合式油水混合物检测传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别涉及混合式油水混合物检测传感器。

背景技术

目前市场上的油水传感器方案，多采用电容式传感器的方式进行检测。传感器价格较为昂贵，大范围部署费用较高。因此，发明混合式油水混合物检测传感器来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供混合式油水混合物检测传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：混合式油水混合物检测传感器，包括单片机，所述单片机上设置有插片式水位传感器和光电液位传感器，所述单片机的底部设置有第一插槽和第二插槽，所述插片式水位传感器的顶部设置有第一插片，所述光电液位传感器的顶部设置有第二插片，所述第一插片卡合连接在第一插槽中，所述第二插片卡合连接在第二插槽中，所述单片机的下端设置有控制单片机位于液体中深浅的浮子结构，所述浮子结构包括基板，所述基板上设置有一段、二段、三段，所述一段、二段、三段拼接的位置设置有凹陷区，所述基板的上表面固定设置有气囊，所述气囊中设置有气腔，所述一段、二段、三段从靠近单片机的一端逐渐向远离单片机的一端分布，所述基板在单片机的下端四面位置均设置有一组。

优选的，所述气囊上连接有控制结构，控制结构包括上升控制部分、下降控制部分和输送部分，上升控制部分包括抽吸气单元，所述抽吸气单元的一端设置有气管。

本发明中由插片式水位传感器和光电液位传感器组成混合式传感器，再利用单片机等周边模块实现数据处理和发送，其中，光电液位传感器利用红外检测是否存在液体，红外检测不受液体颜色影响，检测精度较高，精度误差为±2mm，插片式水位传感器利用一系列暴露的平行导线线迹测量水量大小而判断液位，用于检测纯水环境，上述的插片式水位传感器和光电液位传感器通过检测结果的不同组合实现对空气、油、水及分层的油水混合物的检测。

当混合式油水混合物检测传感器分别单独用于检测水、空气、油时，单片机利用浮子结构的设置可漂浮在水或油上表面，避免了单片机浸水造成损坏。

其中，由于插片式水位传感器在插入水中时才能检测到水，因此，在气囊上连接有控制结构，控制结构控制混合式油水混合物检测传感器下降时，利用插片式水位传感器和光电液位传感器能够准确检测到分层的油水混合物中油的液面和水的液面。

具体的，当混合式油水混合物检测传感器分别单独用于检测水、空气、油时，单片机利用气囊中气腔内部的空气漂浮在水或油的表面，装置中，单片机、插片式水位传感器和光电液位传感器均为现有技术，在此不做赘述。

优选的，所述下降控制部分包括抽吸水单元、水管和水箱，所述抽吸水单元与水管的一端连通，水管的另一端连通在水箱中。

当通过抽吸水单元将水箱中的水从水管处抽出至气腔中时，可增加混合式油水混合物检测传感器整体的重量，使得混合式油水混合物检测传感器在分层的油水混合物中下沉，实现了将插片式水位传感器插入水中的目的，可确保油层和水层的检测，需要注意的是，为了准确的检测上部油层的高度，当混合式油水混合物检测传感器漂浮在油层表面时首先检测油层的液面。

优选的，所述输送部分包括主管道、第一副管道、第二副管道、连通管、外接管道和进出管道，所述进出管道连通在气腔的内部，所述进出管道与外接管道之间通过螺纹配合连接，所述外接管道固定在连通管的端部，所述连通管远离外接管道的一端与主管道之间连接，所述第一副管道和第二副管道均连通设置在主管道的侧面，所述第一副管道与抽吸气单元连通，所述第二副管道与抽吸水单元连通。

通过抽吸气单元可将外部的空气依次通过气管、第一副管道、主管道、连通管、外接管道、进出管道输送到气腔中，从而使得混合式油水混合物检测传感器整体具有足够的漂浮力而漂浮在液体的表面，抽吸气单元可使用气泵等装置，当需要减少气腔中空气时，通过抽吸气单元再反向将气腔中空气抽出即可。

当需要增加混合式油水混合物检测传感器整体的配重时，从水箱中抽出的水会依次通过水管、第二副管道、主管道、连通管、外接管道、进出管道被输送到气腔中，当需要减轻混合式油水混合物检测传感器整体的配重时，再通过抽吸水单元将气腔中的水抽出即可，抽吸水单元可使用水泵等装置。

在实际检测的过程中，当混合式油水混合物检测传感器整体需要下沉时，需要手动将浮子结构包覆保护在单片机的外部，使得单片机外部被密封起来，避免单片机浸水而出现损坏的现象。

当密封单片机时，手动掰动一段和二段，凹陷区处可顺利的塑性变形，使得二段和一段包覆在单片机对应的表面，当四组基板将单片机外表面完全密封时，相邻气囊之间紧密贴合进行密封，实现密封在相邻基板之间的目的。

需要说明的是，由于混合式油水混合物检测传感器整体具有一定的重量，所以充入气腔中的水量不会过多即可维持混合式油水混合物检测传感器整体下沉的状态，也就是说，气囊不会膨胀变形而将包覆在单片机外部的浮子结构撑开，保证了对单片机保护的目的。

优选的，所述第一副管道中设置有一号电磁阀，所述第二副管道中设置有二号电磁阀。

因第一副管道和第二副管道通过主管道与连通管连接，因此，当使用抽吸气单元时可打开第一副管道中的一号电磁阀，关闭第二副管道中的二号电磁阀，当使用抽吸水单元时可打开第二副管道中的二号电磁阀，关闭第一副管道中的一号电磁阀，避免出现控制失误的现象。

优选的，所述基板的端部与单片机的底面之间固定连接。

基板与单片机之间可采用锡焊的固定方式，也可采用耐高温胶水粘合的固定方便，也有采用小型螺丝固定的方式，根据实际需求进行选用即可，在此不做赘述。

优选的，四组基板相互靠近的一端通过矩形板固定连接，矩形板上设置有供插片式水位传感器和光电液位传感器穿过的孔。

其中，矩形板完全遮挡在单片机的底部，且起到了连接四组基板的目的。

优选的，所述孔的内壁之间与插片式水位传感器、光电液位传感器之间均通过密封圈密封。

其中，孔的位置通过密封圈密封，保证了单片机的底部不易浸水。

优选的，所述二段对应单片机侧面的大小，所述三段对应单片机上表面的四分之一大小，且三段呈三角形板状结构。

二段、三段均对应单片机上对应的面设置，使得二段贴合在单片机侧面，三段贴合在单片机上表面时能够将单片机完全包覆密封起来。

优选的，所述凹陷区朝向单片机的下端凹陷。

凹陷区朝向单片机的下端凹陷，使得二段、三段在折弯时，凹陷区位置能够顺利的贴合在单片机的刮胶处，便于塑性变形和恢复，不会形成断裂或者被撑裂的现象。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明的混合式油水混合物检测传感器，包括单片机，所述单片机上设置有插片式水位传感器和光电液位传感器，所述单片机的底部设置有第一插槽和第二插槽，所述插片式水位传感器的顶部设置有第一插片，光电液位传感器和插片式水位传感器价格低廉，便于大规模部署，且避免了电容式传感器损坏需要全部更换的弊病，可以通过单独更换插片式水位传感器和光电液位传感器来维修，进一步压缩使用成本；

2、本发明的混合式油水混合物检测传感器，单片机的可扩展性强，包括插片式水位传感器和光电液位传感器的子传感器上方的数据处理及发送模块可以针对部署场景进行更换，更便于大规模组网；

3、本发明的混合式油水混合物检测传感器，本发明中由插片式水位传感器和光电液位传感器组成混合式传感器，再利用单片机等周边模块实现数据处理和发送，其中，光电液位传感器利用红外检测是否存在液体，红外检测不受液体颜色影响，检测精度较高，精度误差为±2mm，插片式水位传感器利用一系列暴露的平行导线线迹测量水量大小而判断液位，用于检测纯水环境，上述的插片式水位传感器和光电液位传感器通过检测结果的不同组合实现对空气、油、水及分层的油水混合物的检测；

4、本发明的混合式油水混合物检测传感器，当混合式油水混合物检测传感器分别单独用于检测水、空气、油时，单片机利用浮子结构的设置可漂浮在水或油上表面，避免了单片机浸水造成损坏；

5、本发明的混合式油水混合物检测传感器，由于插片式水位传感器在插入水中时才能检测到水，因此，在气囊上连接有控制结构，控制结构控制混合式油水混合物检测传感器下降时，利用插片式水位传感器和光电液位传感器能够准确检测到分层的油水混合物中油的液面和水的液面；

6、本发明的混合式油水混合物检测传感器，当混合式油水混合物检测传感器整体需要下沉时，需要手动将浮子结构包覆保护在单片机的外部，使得单片机外部被密封起来，避免单片机浸水而出现损坏的现象。

附图说明

图1为本发明侧视图。

图2为本发明正视图。

图3为本发明混合式油水混合物检测传感器检测空气时的结构示意图。

图4为本发明混合式油水混合物检测传感器检测水时的结构示意图。

图5为本发明混合式油水混合物检测传感器检测油时的结构示意图。

图6为本发明混合式油水混合物检测传感器检测油水混合物时的结构示意图。

图7为本发明实施例二中单片机结构示意图。

图8为本发明实施例二中单片机俯视图。

图9为本发明浮子结构结构示意图。

图10为本发明控制结构结构示意图。

图中：单片机1、插片式水位传感器2、光电液位传感器3、浮子结构4、控制结构5、连通管6、一段7、二段8、三段9、第一插槽10、第一插片11、第二插槽12、第二插片13、基板14、气囊15、凹陷区16、气腔17、进出管道18、外接管道19、水箱20、主管道21、第一副管道22、第二副管道23、抽吸气单元24、抽吸水单元25、水管26、气管27。

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。

本发明提供了如图1-10所示的混合式油水混合物检测传感器，包括单片机1，单片机1上设置有插片式水位传感器2和光电液位传感器3，单片机1的底部设置有第一插槽10和第二插槽12，插片式水位传感器2的顶部设置有第一插片11，光电液位传感器3的顶部设置有第二插片13，第一插片11卡合连接在第一插槽10中，第二插片13卡合连接在第二插槽12中，单片机1的下端设置有控制单片机1位于液体中深浅的浮子结构4，浮子结构4包括基板14，基板14上设置有一段7、二段8、三段9，一段7、二段8、三段9拼接的位置设置有凹陷区16，基板14的上表面固定设置有气囊15，气囊15中设置有气腔17，一段7、二段8、三段9从靠近单片机1的一端逐渐向远离单片机1的一端分布，基板14在单片机1的下端四面位置均设置有一组。

气囊15上连接有控制结构5，控制结构5包括上升控制部分、下降控制部分和输送部分，上升控制部分包括抽吸气单元24，抽吸气单元24的一端设置有气管27。

本发明中由插片式水位传感器2和光电液位传感器3组成混合式传感器，再利用单片机1等周边模块实现数据处理和发送，其中，光电液位传感器3利用红外检测是否存在液体，红外检测不受液体颜色影响，检测精度较高，精度误差为±2mm，插片式水位传感器2利用一系列暴露的平行导线线迹测量水量大小而判断液位，用于检测纯水环境，上述的插片式水位传感器2和光电液位传感器3通过检测结果的不同组合实现对空气、油、水及分层的油水混合物的检测。

具体检测的检测结果如下表1所示：

表1 检测结果直值表

传感器类型	插片式水位传感器	光电液位传感器
			水	Y	Y
油	N	Y
			空气	N	N

当混合式油水混合物检测传感器分别单独用于检测水、空气、油时，单片机1利用浮子结构4的设置可漂浮在水或油上表面，避免了单片机1浸水造成损坏。

其中，由于插片式水位传感器2在插入水中时才能检测到水，因此，在气囊15上连接有控制结构5，控制结构5控制混合式油水混合物检测传感器下降时，利用插片式水位传感器2和光电液位传感器3能够准确检测到分层的油水混合物中油的液面和水的液面。

具体的，当混合式油水混合物检测传感器分别单独用于检测水、空气、油时，单片机1利用气囊15中气腔17内部的空气漂浮在水或油的表面，装置中，单片机1、插片式水位传感器2和光电液位传感器3均为现有技术，在此不做赘述。

下降控制部分包括抽吸水单元25、水管26和水箱20，抽吸水单元25与水管26的一端连通，水管26的另一端连通在水箱20中。

当通过抽吸水单元25将水箱20中的水从水管26处抽出至气腔17中时，可增加混合式油水混合物检测传感器整体的重量，使得混合式油水混合物检测传感器在分层的油水混合物中下沉，实现了将插片式水位传感器2插入水中的目的，可确保油层和水层的检测，需要注意的是，为了准确的检测上部油层的高度，当混合式油水混合物检测传感器漂浮在油层表面时首先检测油层的液面。

输送部分包括主管道21、第一副管道22、第二副管道23、连通管6、外接管道19和进出管道18，进出管道18连通在气腔17的内部，进出管道18与外接管道19之间通过螺纹配合连接，外接管道19固定在连通管6的端部，连通管6远离外接管道19的一端与主管道21之间连接，第一副管道22和第二副管道23均连通设置在主管道21的侧面，第一副管道22与抽吸气单元24连通，第二副管道23与抽吸水单元25连通。

通过抽吸气单元24可将外部的空气依次通过气管27、第一副管道22、主管道21、连通管6、外接管道19、进出管道18输送到气腔17中，从而使得混合式油水混合物检测传感器整体具有足够的漂浮力而漂浮在液体的表面，抽吸气单元24可使用气泵等装置，当需要减少气腔17中空气时，通过抽吸气单元24再反向将气腔17中空气抽出即可。

当需要增加混合式油水混合物检测传感器整体的配重时，从水箱20中抽出的水会依次通过水管26、第二副管道23、主管道21、连通管6、外接管道19、进出管道18被输送到气腔17中，当需要减轻混合式油水混合物检测传感器整体的配重时，再通过抽吸水单元25将气腔17中的水抽出即可，抽吸水单元25可使用水泵等装置。

在实际检测的过程中，当混合式油水混合物检测传感器整体需要下沉时，需要手动将浮子结构4包覆保护在单片机1的外部，使得单片机1外部被密封起来，避免单片机1浸水而出现损坏的现象。

当密封单片机1时，手动掰动一段7和二段8，凹陷区16处可顺利的塑性变形，使得二段8和一段7包覆在单片机1对应的表面，当四组基板14将单片机1外表面完全密封时，相邻气囊15之间紧密贴合进行密封，实现密封在相邻基板14之间的目的。

需要说明的是，由于混合式油水混合物检测传感器整体具有一定的重量，所以充入气腔17中的水量不会过多即可维持混合式油水混合物检测传感器整体下沉的状态，也就是说，气囊15不会膨胀变形而将包覆在单片机1外部的浮子结构4撑开，保证了对单片机1保护的目的。

第一副管道22中设置有一号电磁阀，第二副管道23中设置有二号电磁阀。

因第一副管道22和第二副管道23通过主管道21与连通管6连接，因此，当使用抽吸气单元24时可打开第一副管道22中的一号电磁阀，关闭第二副管道23中的二号电磁阀，当使用抽吸水单元25时可打开第二副管道23中的二号电磁阀，关闭第一副管道22中的一号电磁阀，避免出现控制失误的现象。

基板14的端部与单片机1的底面之间固定连接。

基板14与单片机1之间可采用锡焊的固定方式，也可采用耐高温胶水粘合的固定方便，也有采用小型螺丝固定的方式，根据实际需求进行选用即可，在此不做赘述。

四组基板14相互靠近的一端通过矩形板固定连接，矩形板上设置有供插片式水位传感器2和光电液位传感器3穿过的孔。

其中，矩形板完全遮挡在单片机1的底部，且起到了连接四组基板14的目的。

孔的内壁之间与插片式水位传感器2、光电液位传感器3之间均通过密封圈密封。

其中，孔的位置通过密封圈密封，保证了单片机1的底部不易浸水。

二段8对应单片机1侧面的大小，三段9对应单片机1上表面的四分之一大小，且三段9呈三角形板状结构。

二段8、三段9均对应单片机1上对应的面设置，使得二段8贴合在单片机1侧面，三段9贴合在单片机1上表面时能够将单片机1完全包覆密封起来。

凹陷区16朝向单片机1的下端凹陷。

凹陷区16朝向单片机1的下端凹陷，使得二段8、三段9在折弯时，凹陷区16位置能够顺利的贴合在单片机1的刮胶处，便于塑性变形和恢复，不会形成断裂或者被撑裂的现象。

工作原理：本发明中由插片式水位传感器2和光电液位传感器3组成混合式传感器，再利用单片机1等周边模块实现数据处理和发送，其中，光电液位传感器3利用红外检测是否存在液体，红外检测不受液体颜色影响，检测精度较高，精度误差为±2mm，插片式水位传感器2利用一系列暴露的平行导线线迹测量水量大小而判断液位，用于检测纯水环境，上述的插片式水位传感器2和光电液位传感器3通过检测结果的不同组合实现对空气、油、水及分层的油水混合物的检测。

当混合式油水混合物检测传感器分别单独用于检测水、空气、油时，单片机1利用浮子结构4的设置可漂浮在水或油上表面，避免了单片机1浸水造成损坏。

其中，由于插片式水位传感器2在插入水中时才能检测到水，因此，在气囊15上连接有控制结构5，控制结构5控制混合式油水混合物检测传感器下降时，利用插片式水位传感器2和光电液位传感器3能够准确检测到分层的油水混合物中油的液面和水的液面。

具体的，当混合式油水混合物检测传感器分别单独用于检测水、空气、油时，单片机1利用气囊15中气腔17内部的空气漂浮在水或油的表面，装置中，单片机1、插片式水位传感器2和光电液位传感器3均为现有技术，在此不做赘述。

当通过抽吸水单元25将水箱20中的水从水管26处抽出至气腔17中时，可增加混合式油水混合物检测传感器整体的重量，使得混合式油水混合物检测传感器在分层的油水混合物中下沉，实现了将插片式水位传感器2插入水中的目的，可确保油层和水层的检测，需要注意的是，为了准确的检测上部油层的高度，当混合式油水混合物检测传感器漂浮在油层表面时首先检测油层的液面。

Claims (9)

1.混合式油水混合物检测传感器，包括单片机（1），其特征在于：所述单片机（1）上设置有插片式水位传感器（2）和光电液位传感器（3），所述单片机（1）的底部设置有第一插槽（10）和第二插槽（12），所述插片式水位传感器（2）的顶部设置有第一插片（11），所述光电液位传感器（3）的顶部设置有第二插片（13），所述第一插片（11）卡合连接在第一插槽（10）中，所述第二插片（13）卡合连接在第二插槽（12）中，所述单片机（1）的下端设置有控制单片机（1）位于液体中深浅的浮子结构（4），所述浮子结构（4）包括基板（14），所述基板（14）上设置有一段（7）、二段（8）、三段（9），所述一段（7）、二段（8）、三段（9）拼接的位置设置有凹陷区（16），所述基板（14）的上表面固定设置有气囊（15），所述气囊（15）中设置有气腔（17），所述一段（7）、二段（8）、三段（9）从靠近单片机（1）的一端逐渐向远离单片机（1）的一端分布，所述基板（14）在单片机（1）的下端四面位置均设置有一组；

利用插片式水位传感器（2）和光电液位传感器（3）检测到分层的油水混合物中油的液面和水的液面；

所述二段（8）对应单片机（1）侧面的大小，所述三段（9）对应单片机（1）上表面的四分之一大小，且三段（9）呈三角形板状结构。

2.根据权利要求1所述的混合式油水混合物检测传感器，其特征在于：所述气囊（15）上连接有控制结构（5），控制结构（5）包括上升控制部分、下降控制部分和输送部分，上升控制部分包括抽吸气单元（24），所述抽吸气单元（24）的一端设置有气管（27）。

3.根据权利要求2所述的混合式油水混合物检测传感器，其特征在于：所述下降控制部分包括抽吸水单元（25）、水管（26）和水箱（20），所述抽吸水单元（25）与水管（26）的一端连通，水管（26）的另一端连通在水箱（20）中。

4.根据权利要求3所述的混合式油水混合物检测传感器，其特征在于：所述输送部分包括主管道（21）、第一副管道（22）、第二副管道（23）、连通管（6）、外接管道（19）和进出管道（18），所述进出管道（18）连通在气腔（17）的内部，所述进出管道（18）与外接管道（19）之间通过螺纹配合连接，所述外接管道（19）固定在连通管（6）的端部，所述连通管（6）远离外接管道（19）的一端与主管道（21）之间连接，所述第一副管道（22）和第二副管道（23）均连通设置在主管道（21）的侧面，所述第一副管道（22）与抽吸气单元（24）连通，所述第二副管道（23）与抽吸水单元（25）连通。

5.根据权利要求4所述的混合式油水混合物检测传感器，其特征在于：所述第一副管道（22）中设置有一号电磁阀，所述第二副管道（23）中设置有二号电磁阀。

6.根据权利要求5所述的混合式油水混合物检测传感器，其特征在于：所述基板（14）的端部与单片机（1）的底面之间固定连接。

7.根据权利要求6所述的混合式油水混合物检测传感器，其特征在于：四组基板（14）相互靠近的一端通过矩形板固定连接，矩形板上设置有供插片式水位传感器（2）和光电液位传感器（3）穿过的孔。

8.根据权利要求7所述的混合式油水混合物检测传感器，其特征在于：所述插片式水位传感器（2）、光电液位传感器（3）均与对应的孔内壁之间通过密封圈密封。

9.根据权利要求8所述的混合式油水混合物检测传感器，其特征在于：所述凹陷区（16）朝向单片机（1）的下端凹陷。