CN116907606A - 基于一种力传感检测浮子的多功能液位测量仪及相关测量方法 - Google Patents

Abstract

由一种力传感检测浮子和投测装置构成一种多功能液位测量仪及相关测量方法，这种力传感检测浮子可以检测被测液体对其施加的浮力值，通过投测装置将力传感检测浮子投放入被测液体，通过液体不同位置的浮力特征，获取被测液体的液面位置、液下位置和液底位置，并获取其投送距离值；依据这些特征相对应的投送距离值和对应的浮力值，经过计算得到被测液体的液体深度值、液位值和液体密度值。

Description

基于一种力传感检测浮子的多功能液位测量仪及相关测量 方法

技术领域

基于一种力传感检测浮子的多功能液位测量仪及相关测量方法适用于液体液位检测领域。

背景技术

液位检测目前分为接触式和非接触的式两大类型。相较于接触式检测方式，非接触式液位检测具有不接触液体的优势，但是由于间隔空间的存在，导致其测量中受其它环境因素干扰的情况十分严重，导致检测数据可靠性降低,并且其检测误差值随着安装位置和检测量程增大而变大；同时非接触式液位检测只能检测液体表面的状态，无法对液体内部的特性进行检测，这是制约非接触式液位检测的一个重要问题了。

而接触式液位检测可靠性极高，并且检测误差可以保持恒定，这是接触式检测的固有优点。而接触式检测由于接触液体对设备防护要求更高，由于量程的增大设备体积和尺寸也要相应的增大，同时成本也相应增加，这是制约接触式检测的一个问题。

接触式检测常规有电阻法、浮子法和静压式测量这三种常用的基础技术，其中电阻法和浮子法又有开关式测量和连续值测量两个应用，连续值测量具有更大的应用范围，电阻法、浮子法和静压式测量都可以做到连续值测量。

静压式则以投入式液位计为主。通过检测液体底部压力，结合大气压力和液体密度计算出液位高度；其优点是检测不受液位高度限制，但高度越高误差越大，且受温度和大气压强的影响和液体密度的制约，需要频繁的重复校准。

本发明所涉及和借鉴的检测技术，重点介绍如下：

电阻法常见的是电触点阵列的电子水尺，其特点是采用记点的方式进行长度计算，累积误差极小只存在点间隔误差，误差范围是一个固定范围；因此不会因量程增加而导致绝对误差增大；并且检测可靠，故障率低。缺点是两个测点的间隔距离为最小检测单位，由此造成误差无法消除，目前此技术误差范围基本上在5mm以上；因此无法满足小量程、高精度的检测要求；同时电触点容易污染造成误测，所以对水质要求较高。

浮子法有钢带浮子液位计，浮标液位计和重锤式液位计等，间接或直接通过检测钢带或吊索的长度来获取液位值，其检测精度极高，可靠性好。缺点是都是利用力学平衡原理，温度、液体密度等环境参数的变化对检测影响极大；且都是通过钢带或吊索充当传递力的杠杆，因此液体和环境因素造成的钢带或吊索的受力变化影响极大；尤其流动的液体会造成的钢带或吊索受力会造成无法正常检测的结果，因此不能正常的应用到自然环境下的水体液位检测。

另外钢带浮子液位计和重锤液位计电子计量时，是通过检测轮来检测钢带的释放长度来得到液位；由于检测轮与钢带采用摩擦传动，其必然会存在不确定的误差，对钢带的表面洁净度要求严格，且在长期持续测量时，机械磨损会造成极大误差；造成使用保养成本很高，环境适应性很差。

此外还有一种没有广泛应用的技术，来自于专利号CN93104170.8的“浮力式液位测量方法及其传感装置”，其和静压法一样采用了压力传感器来作为检测传感器，不同的是其使用悬挂连接在力敏头上的液位检测杆悬吊在被测液体容器中，通过来力敏头检测液位检测杆所受的液位浮力，进而根据浮力公式计算出液体高度。

此结构检测精度极高，但由于采用了固定的液位检测杆来感受全量程的液体浮力，则要求液位检测杆长度应该等于或大于检测量程。这会导致大量程时液位检测杆十分巨大，这时对力敏头的量程和精度要求极高，或者随着量程的增大检测精度会急剧下降。同时当液体流动时，流动的液体会冲击液位检测杆，这就导致了检测精度下降。并且随着量程增大液位检测杆也相应的增大，则这种影响将会导致无法测量。因此这严重制约了这项技术的应用。

同时当前液位检测设备大多数是单一功能，而在实际环境中，河道渠系的含沙量和沉积层对水位的计量精度影响极大，针对性的测量手段也十分有限。行业内将这种沉积称之为泥位。目前最常见的是采用水中含沙量来间接的估算沉积量，并计算出泥位。这种方法十分粗糙，是一种估算法。所以急需一种同时具有水位和泥位测量的多功能综合性仪器。

由上述技术和现状可以看到，浮力检测方式是最直接的液体特性的体现，不会有环境温度、大气压等参数的叠加影响，同时也没有钢带、测量轮等间接测量结构的测量误差限制；具有结构简单测量精度高的特点；如果解决了设备结构本身和大量程的问题，其应该是一个极具前景的技术产品。

发明内容

此次创新申请目的在于创新基于一种力传感检测浮子的多功能液位测量仪及相关测量方法，发明人发现当物体在接触到液体液表临界面和底部临界面时，所受到的液体浮力力会出现十分明显的变化，而在液面之下时受到的浮力会十分稳定；我们将液体液表临界面、液面之下和底部临界面这三个位置定义为液面位置、液下位置和液底位置；其中液面位置和液底位置的距离是获取液体液位的关键，液下位置是测量液体密度的关键位置；所以获取这三个位置的距离值是达到多功能液位测量的目的关键；本次申请创造了一种多功能液位测量仪，其采用了近场检测结合可控投测的复合检测方式，具体是：

可控投测设备负责对检测传感设备进行可控投放，并量测检测传感设备的投放距离；检测传感设备则采用的浸入式近场检测，负责液体浮力的检测；可控投测设备将检测传感设备投放到被测液体内，检测传感设备检测受到的被测液体的浮力，通过检测的浮力值变化分别定位到液面位置、液下位置和液底位置的位置点；而检测传感设备检测到相关位置点的同时，可控投测设备获取此时检测传感设备投放距离，以达到所述三个位置的距离值的目的。

基于上述方式的多功能液位测量仪基本结构由力传感检测浮子和投测装置组成，其中力传感检测浮子可以完全浸入被测液体内部，同时力传感检测浮子可以检测被测液体对其施加的浮力值; 投测装置可以将力传感检测浮子投放至被测液体的相应位置；并同步计量力传感检测浮子的投送距离。

基本工作原理：投测装置将力传感检测浮子投放入被测液体，依据液面位置、液下位置和液底位置的浮力特性，力传感检测浮子通过获得的浮力值识别其所处被测液体的相应位置；同时，投测装置获取力传感检测浮子所处相应位置时的投送距离，即可得到液面位置、液下位置和液底位置的距离值；根据这些距离值和对应的浮力值，经过计算得到被测液体的液体深度值、液位值和液体密度值；具体测量和计算过程如下：

首先力传感检测浮子置于被测液体上方规定位置，使其相对于液体底部距离为基准高度Ld；然后，投测装置将力传感检测浮子向被测液体投送，并同步计量力传感检测浮子的投送距离;

在投测装置的投送下力传感检测浮子持续的向被测液体方向移动，当力传感检测浮子检测到其所受到的浮力值从零开始增加时，则可以判断力传感检测浮子处于被测液体的液面位置；投测装置此时将计量的力传感检测浮子的投送距离值记为L0;

力传感检测浮子持续的向被测液体内移动，当检测的浮力大于零且在一定范围内保持恒定时，则可以判断力传感检测浮子处于被测液体液面之下，且全部浸入了被测液体，此时所处的位置标记为液下位置；此时检测到的浮力值标记为Fmax；

力传感检测浮子持续的向被测液体内移动，当检测到的浮力从Fmax开始减小且超出恒定范围时，则判断力传感检测浮子处于被测液体的液底位置；投测装置此时将计量的力传感检测浮子的投送距离值记为L1;

依据上述的标记的位置所对应的投送距离，经过如下计算则可以得到相应的测量值：

液体液位：将基准高度Ld与液面位置对应的投送距离值L0进行求差，即得到液体的液面至被测液体底部基准的相对高度Hw =Ld-L0；

液体液深：将液底位置对应的投送距离值L1与液面位置对应的投送距离值L0进行求差，即得到液体的液面至液体底部的深度值Hs =L1-L0；液体液深的测量，很好解决了自然环境中水体实际水位和流量计量时，底部沉积物导致测量值不真实的问题。

依据浮力原理，液下位置标记处测得的浮力值Fmax，即为力传感检测浮子同体积的被测液体的重力值，根据液体密度的推导式：ρ= Fmax/（g*V）计算即可得到液体密度；式中：ρ是液体密度，Fmax是检测到的最大浮力，V是力传感检测浮子的体积。

由于河流的水中杂质与其密度成比例关系，则通过检测水的密度就可以间接得到水中的含沙量；因此多功能液位测量仪可以同时具有液体密度和含沙量检测的功能。

力传感检测浮子是本次创新的核心器件之一，其结构原理与特点如下：

力传感检测浮子主要包括浮体、配重体和力传感器；力传感器安装在浮体和配重体之间；力传感检测浮子与被测液体相接触时，被测液体对力传感检测浮子的浮体产生相应的浮力，这个浮力作用于浮体，则浮体与配重体之间会产生相互作用力；这时力传感器可以检测到浮体和配重体之间的相互作用力，这个作用力即可等同于其受到的浮力；这样力传感检测浮子就可以检测力传感检测浮子所受的浮力，力传感检测浮子通过检测其受到的浮力的变化来判断其在被测液体中的位置；并进一步通过检测的浮力值来得到被测液体的密度；

为达到这个目的，进一步将浮体设计为空腔结构；力传感器和配重体置于浮体的空腔之内，配重体通过浮体空腔开口与外部相连接；这样使力传感检测浮子所受的浮力基本上都作用在浮体上，这样所述配重体的质量所产生的重力应该大于或等于所测液体作用在浮体上的最大浮力；并且力传感检测浮子整体平均密度应该大于其所测液体密度，这样才能使力传感检测浮子完全浸入到所测液体内部；

这样力传感检测浮子完全浸入液体内部，就可以检测到液体内部直至液体底部的各点的浮力变化；同时由于力传感检测浮子的检测机构全部包裹在一个整体空间内，流动液体的冲击力不会对检测机构产生差异性影响，就最大限度的减小了由检测环境变化和被测液体运动造成的检测误差；这样就可以实现对流动液体进行有效测量。

基于上述结构的力传感检测浮子采用的检测方法：力传感检测浮子通过检测其在被测液体不同位置所受浮力的变化来判断其在被测液体的相对位置；测量时，力传感检测浮子位于被测液体上方，并向被测液体移动；当力传感检测浮子检测到其所受到的浮力值从零开始增加时，可以判断力传感检测浮子处于被测液体的液面位置；力传感检测浮子持续的向被测液体方向移动，当检测的浮力大于零且在一定范围内保持恒定时，则判断力传感检测浮子的位置处于被测液体液下位置；此时检测到的浮力为Fmax；力传感检测浮子持续的向被测液体方向移动，当检测的浮力从Fmax开始减小且超出一定范围时，则判断力传感检测浮子处于被测液体的液底位置；根据力传感检测浮子从被测液体液面位置移动到液底位置的直线距离即得到液体深度；依据浮力原理测量得到的Fmax即为力传感检测浮子同体积的被测液体的重力值，根据液体密度的推导式：ρ= Fmax/（g*V）计算即可得到液体密度；式中：ρ是液体密度，Fmax是检测到的最大浮力，V是力传感检测浮子的体积。

上述的结构和检测方式方法，使得力传感检测浮子的尺寸无需根据量程的增加而变化；量程的大小只与力传感检测浮子移动距离有关，而与其体积大小无关；且为后续的测液体底部即泥位的测量和液体密度测量创造了关键条件。

基于力传感检测浮子和检测方法，投测装置采用了钢带吊索的基本操控原理，依据此原理设计了相应的结构，其结构特点如下：

投测装置包括卷扬机、吊索、索长检测模块；所述的卷扬机内包括一个以上的绞盘，这个卷扬机的动力可以是电动、气动或者液压方式；一条以上的吊索，所述的吊索的一端为固定端，固定在卷扬机的绞盘上，另一端为自由端，可以连接力传感检测浮子，吊索盘绕在绞盘上，投测装置通过卷扬机收放吊索牵引力传感检测浮子移动；所述的索长检测模块安装于吊索自由端与绞盘之间，索长检测模块可以检测吊索的收放长度；索长检测模块通过检测吊索的收放长度得到力传感检测浮子的位置信息；检测方式可以是采用检测轮、绞盘编码器和非接触传感器的方式；

其中检测轮的方式是采用一个标准尺寸的检测轮，使检测轮外缘压靠在吊索表面，当吊索运动时，检测轮相应转动，通过对检测轮外缘的运行距离计算出吊索的运动长度；

绞盘编码器的方式是在绞盘上安装一个编码器，通过检测绞盘的转动圈数和角度计算出吊索的运动长度；

由于滑动摩擦和吊索污浊的原因，以上两种方式都存在一定的检测误差，因此在非接触传感器基础上对检测方式进行了创新；具体结构和特点如下：

投测装置采用的吊索内部为金属材质的基带，基带为长条状，为了防止腐蚀和附着杂物，基带表面覆盖有高分子材料的保护层，基带截面可以是扁平状或圆形；但以扁平状为最优；所述基带上按设定间隔顺向分布着两个以上的开孔，开孔可以是任何形状；

索长检测模块内具有一个以上的金属传感器做为检测传感器，当吊索基带的金属部分靠近索长检测模块时，索长检测模块内的金属传感器会产生金属检测响应，当吊索基带开孔处靠近索长检测模块时，则不产生金属检测响应；所述的索长检测模块必需靠近吊索安装，这样索长检测模块就可以通过金属传感器对靠近并顺向运动的吊索基带的开孔进行检测统计，并根据统计的开孔数和设定间隔计算得到吊索的运动长度；

这样的检测方式具有电子水尺阵列触点的点段式长度计算的优点，最大限度的保证了大量程下的检测精度；但阵列点的长度计算方式，最小计量单位是基带开孔的设定间隔距离，但吊索实际释放长度非开孔设定间隔的整数倍时，就会产生测量误差，为了消除这个误差，在上述方法的基础上进一步的改进了液位测量方法：

首先，已知多功能液位测量仪的力传感检测浮子的体积为V，其横截面积为S，根据浮力公式，力传感检测浮子所能产生的最大浮力Fmax=ρ*g*V，ρ为被测液体密度；多功能液位测量仪的力传感检测浮子位于被测液体的上方；其底部距离被测液体底部基准的距离为基准高度Ld；投测装置吊索的基带上的开孔设定间隔距离为Lg；

液位测量时，投测装置将吊索释放，吊索一端的力传感检测浮子向被测液体运动，收放吊索，使力传感检测浮子浸入被测液体中，并使力传感检测浮子检测到的浮力F保持在大于零且小于Fmax的范围，且吊索释放的长度Ls保持在开孔间隔距离Lg的整数倍；通过公式：Lc=F/（ρ*g*S）得到力传感检测浮子浸入被测液体部分的浸入高度Lc，式中：ρ是液体密度，F是检测到的浮力，S是力传感检测浮子的横截面积；通过公式：Ld-Ls+Lc得到被测液体准确的液位。

为满足上述的检测方法要求，则吊索的基带上开孔设定间隔距离必需小于力传感检测浮子的浮体长度。

以上的结构和方法以极低的成本同时完成了液体的液位、密度和泥位的测量，并可以扩展到液体的温度、酸碱度、重金属含量、氮氧含量等参数的测量，达到了一机多能的设计创新要求。

附图说明

图1为力传感检测浮子结构示意图。

图2为多功能液位测量仪结构示意图。

图3为投测机构示意图。

图4为吊索开孔示意图。

图5为吊索截面示意图。

附图

1、力传感检测浮子；10、浮体；11、配重体；12、力传感器；13、浮体盖；2、投测机构；20、索长检测模块； 21、吊索； 22、卷扬机；23、绞盘；24、基带；25、保护层；26、开孔；

实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

首先，吊索21由金属材质的基带24和表面覆盖的高分子材料的保护层25构成，其中基带24上按照设定的间隔顺向分布着2个以上的开孔26。

力传感检测浮子实施例：图1为力传感检测浮子1结构示意图，将力传感器12安装到浮体10内部的相应位置，在力传感器12另一检测面上安装配重体，最后盖上浮体盖13。

将力传感检测浮子1从被测液体上部垂直放入，当检测到的浮力大于零时，此时力传感检测浮子1处于被测液体液面的位置，开始计量力传感检测浮子1的位移值；继续将力传感检测浮子1向下放入被测液体，检测到的浮力将随将力传感检测浮子1向下移动而增大；当向下移动时检测到的浮力停止增大时，记录当前浮力值即为最大检测浮力值F；此时力传感检测浮子1应已全部浸入被测液体；继续将力传感检测浮子1向下放入被测液体，此时检测的浮力将保持一定范围的恒定，直至出现超出恒定范围的减小时，停止向下移动力传感检测浮子1，此时计量的位移值即为液体绝对深度。

将力传感检测浮子1检测的最大检测浮力值F依据液体浮力与密度公式：ρ= F/（g*V）计算得到被测液体密度；式中：ρ是液体密度，F是检测到的浮力，V是力传感检测浮子的体积。

多功能液位测量仪实施例1：

投测装置2主要由卷扬机22、吊索21、索长检测模块20组成；将吊索21的一端为固定端，固定在卷扬机22的绞盘23上，另一端为自由端，自由端连接力传感检测浮子1，索长检测模块20安装在绞盘23和吊索21的自由端之间，索长检测模块20安装位置尽量靠近吊索21，确保当吊索21的基带24的金属部分靠近索长检测模块20时，索长检测模块20会产生金属检测响应，当基带24的开孔26靠近索长检测模块时，没有检测响应；索长检测模块20可以对靠近并顺向运动的吊索21的运动长度进行检测；

检测被测液体液位时，将力传感检测浮子1放置于被测液体上端，投测装置2将其内部吊索21释放，同时计量吊索21的释放长度，吊索21一端的力传感检测浮子1向被测液体运动；当力传感检测浮子1检测到被测液体的浮力大于零时，此时力传感检测浮子1处于被测液体液面的位置，此时记录投测装置2检测的吊索21的释放长度L0；继续释放吊索21，此时力传感检测浮子1检测到被测液体的浮力持续增大，直致浮力值保持一定范围的恒定，此时力传感检测浮子1全部浸没入被测液体；记录此时的浮力值为Fmax；继续释放吊索21，当检测到的浮力值出现超出恒定范围且减小时，此时判断力传感检测浮子1位置位于被测液体底部，此时投测装置2检测的吊索21释放长度L1；

按上述实例进行下列三项测量值的计算：

1）液体液位值：将基准高度Ld与检测的吊索长度值L0进行求差，即得到液体的液面至被测液体底部基准的相对高度H =Ld-L0；

2）液体底部高度差：使用基准高度Ld与检测的吊索长度值L1进行求差，即得到被测液体底部实际高度与被测液体底部基准的高度差H =Ld-L1；

3）液体深度值：液底吊索长度值L1和液面吊索长度值L0进行求差，即得到液体的液面至液体底部的深度值H =L1-L0。

多功能液位测量仪实施例2：首先，已知多功能液位测量仪的力传感检测浮子1的体积为V，其横截面积为S，根据浮力公式，力传感检测浮子1所能产生的最大浮力Fmax=ρ*g*V，ρ为被测液体密度；多功能液位测量仪的力传感检测浮子1位于被测液体的上方；其底部距离被测液体底部基准的距离为基准高度Ld；投测装置2的吊索21的基带24上的开孔26设定间隔距离为Lg；

液位测量时，投测装置2将吊索21释放，吊索21一端的力传感检测浮子1向被测液体运动，收放吊索21，使力传感检测浮子1浸入被测液体中，并使力传感检测浮子1检测到的浮力F保持在大于零且小于Fmax的范围，且吊索21释放的长度Ls保持在开孔26间隔距离Lg的整数倍；通过公式：Lc=F/（ρ*g*S）得到力传感检测浮子1浸入被测液体部分的浸入高度Lc，式中：ρ是液体密度，F是检测到的浮力，S是力传感检测浮子1的横截面积；通过公式：Ld-Ls+Lc得到被测液体准确的液位；

多功能液位测量仪实施例3：

已知多功能液位测量仪的力传感检测浮子1的体积为V;力传感检测浮子1位于被测液体的上方；投测装置2持续释放吊索21，吊索21一端的力传感检测浮子1向被测液体运动，力传感检测浮子1检测到浮力大于零，且被测液体的浮力持续增大，直至检测到的浮力保持一定范围的恒定时，检测到所受浮力值Fmax；依据浮力原理上述测量得到的Fmax即为力传感检测浮子1同体积的被测液体的重力值，根据液体密度的推导式：ρ= Fmax/（g*V）计算即可得到液体密度；式中：ρ是液体密度，Fmax是检测到的最大浮力，V是力传感检测浮子1的体积；

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，

尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的技术范围。

Claims (10)

1.一种力传感检测浮子，其特征在于：力传感检测浮子包括浮体、配重体和力传感器；所述力传感器安装在浮体和配重体之间；可以检测到浮体与配重体之间的相互作用力；所述配重体的质量所产生的重力应该大于或等于所测液体作用在浮体上的最大浮力，所述力传感检测浮子整体平均密度大于其所测液体密度；所述的力传感检测浮子可以浸入被测液体内部，并检测被测液体相应位置对力传感检测浮子施加的浮力值。

2.如权利要求1所述的一种力传感检测浮子，其特征在于：所述的浮体为空腔结构；力传感器和配重体置于浮体的空腔之内，配重体通过浮体空腔开口与外部相连接。

3.一种力传感检测浮子的测量方法，其特征在于：力传感检测浮子包括浮体、配重体和力传感器；所述力传感器安装在浮体和配重体之间；可以检测到浮体与配重体之间的相互作用力；所述配重体的质量所产生的重力应该大于或等于所测液体作用在浮体上的最大浮力，所述力传感检测浮子整体平均密度大于其所测液体密度；所述的力传感检测浮子可以完全浸入被测液体内部，力传感检测浮子通过检测其在被测液体不同位置所受浮力值获取其所处位置的位置识别特征，测量时，力传感检测浮子位于被测液体上方，并向被测液体移动；当检测到浮力值大于零时，可以判断力传感检测浮子处于被测液体的液面位置；力传感检测浮子向下移动，当检测的浮力大于零且在一定范围内保持恒定时，则判断力传感检测浮子的位置处于被测液体液面之下，且全部浸入了被测液体；此时检测到的浮力为Fmax；力传感检测浮子向下移动，当检测的浮力超出恒定范围且减小时，则判断力传感检测浮子处于被测液体的底部位置；依据液体密度的推导式：ρ=Fmax/（g*V）计算得到液体密度；式中：ρ是液体密度，Fmax是检测到的浮力，V是力传感检测浮子的体积。

4.多功能液位测量仪，其特征在于：包括力传感检测浮子和投测装置；力传感检测浮子包括浮体、配重体和力传感器；所述力传感器安装在浮体和配重体之间；可以检测到浮体与配重体之间的相互作用力；所述配重体的质量所产生的重力应该大于或等于所测液体作用在浮体上的最大浮力，所述力传感检测浮子整体平均密度大于其所测液体密度；所述的力传感检测浮子可以浸入被测液体内部，并检测被测液体相应位置对力传感检测浮子施加的浮力值；所述的投测装置由卷扬机、吊索、索长检测模块组成；所述的卷扬机内包括一个以上的绞盘，一条以上的吊索；吊索一端为固定端，固定在卷扬机的绞盘上，另一端为自由端连接力传感检测浮子；吊索盘绕在绞盘上，卷扬机通过绞盘的转动收放吊索来控制力传感检测浮子运动；所述的索长检测模块安装于吊索自由端与绞盘之间，索长检测模块可以检测吊索的收放长度。

5.如权利要求4所述的多功能液位测量仪，其特征在于：所述的吊索内部为金属材质的基带，基带为长条状，基带表面覆盖有高分子材料；所述基带上按设定间隔顺向分布着两个以上的开孔；所述的开孔设定间隔距离小于力传感检测浮子的浮体长度；所述的索长检测模块内具有一个以上的金属传感器，且紧靠吊索安装。

6.多功能液位测量仪的测量方法，其特征在于：所述的多功能液位测量仪包括力传感检测浮子和投测装置；所述的力传感检测浮子可以检测被测液体对其施加的浮力值；投测装置可以将力传感检测浮子投放至相应位置，并计量力传感检测浮子的投送距离；测量时，投测装置将力传感检测浮子投放入被测液体，力传感检测浮子通过所受浮力值识别其所处位置点；此时，投测装置可以同步获取力传感检测浮子的投送距离值；根据上述投送距离值和浮力值的获取方式，分别测量和计算可以得到被测液体的液体液位值、深度值和密度值。

7.如权利要求6所述的多功能液位测量仪的测量方法，其特征在于：所述的力传感检测浮子包括浮体、配重体和力传感器；所述力传感器安装在浮体和配重体之间；可以检测到浮体与配重体之间的相互作用力；所述配重体的质量所产生的重力应该大于或等于所测液体作用在浮体上的最大浮力，所述力传感检测浮子整体平均密度大于其所测液体密度；所述的投测装置由卷扬机、吊索、索长检测模块组成；所述的卷扬机内包括一个以上的绞盘，一条以上的吊索；吊索一端为固定端，固定在卷扬机的绞盘上，另一端为自由端连接力传感检测浮子；吊索盘绕在绞盘上，卷扬机通过绞盘的转动收放吊索来控制力传感检测浮子运动；所述的索长检测模块安装于吊索自由端与绞盘之间，索长检测模块可以检测吊索的收放长度。

8.如权利要求6或7所述的多功能液位测量仪的测量方法，其特征在于：所述的液体液位和液体深度的测量过程如下： 首先力传感检测浮子置于被测液体上方规定位置，使其相对于液体底部距离为基准高度Ld；然后，投测装置将力传感检测浮子向被测液体投送，并同步计量力传感检测浮子的投送距离;

当力传感检测浮子检测到其所受到的浮力值从零开始增加时，则判断力传感检测浮子处于被测液体液面的位置标记为液面位置；投测装置此时将计量的力传感检测浮子的投送距离值记为L0;

力传感检测浮子持续的向被测液体内移动，当检测的浮力大于零且在一定范围内保持恒定时，此时检测到的浮力值标记为Fmax；当检测到的浮力从Fmax开始减小且超出恒定范围时，则力传感检测浮子处于被测液体的底部位置标记为液底位置；投测装置此时将计量的力传感检测浮子的投送距离值记为L1;将基准高度Ld和液面位置对应的距离值L0进行求差，即得到液体的液面至被测液体底部基准的相对高度Hw=Ld-L0；将液底位置对应的距离值L1和液面位置对应的距离值L0进行求差，得到液体的液面至液体底部的深度值Hs =L1-L0。

9.如权利要求6或7所述的多功能液位测量仪的测量方法，其特征在于：所述的液体密度的测量过程如下：力传感检测浮子持续的向被测液体内移动，当检测的浮力大于零且在一定范围内保持恒定时，则可以判断力传感检测浮子处于被测液体液面之下，且全部浸入了被测液体，此时检测到的浮力值标记为Fmax；依据浮力原理，液下位置标记处测得的浮力值Fmax，即为力传感检测浮子同体积的被测液体的重力值，根据液体密度的推导式：ρ=Fmax/（g*V）计算即可得到液体密度；式中：ρ是液体密度，Fmax是检测到的最大浮力，V是力传感检测浮子的体积。

10.如权利要求7所述的多功能液位测量仪的测量方法，其特征在于：所述的吊索由金属材质的基带构成，基带为长条状，基带表面覆盖有高分子材料；所述基带上按设定间隔顺向分布着两个以上的开孔；所述索长检测模块内具有一个以上的金属传感器，其可以通过金属传感器的检测对经过的吊索的开孔进行统计，结合统计的开孔数和设定间隔计算得到吊索的运动长度；液位测量时，已知多功能液位测量仪的力传感检测浮子的体积为V，横截面为S，根据浮力公式，力传感检测浮子所能产生的最大浮力Fmax=ρ*g*V，ρ为被测液体密度；力传感检测浮子位于被测液体的上方；其相对于被测液体底部距离为标定高度Ld；投测装置将吊索释放，吊索一端的力传感检测浮子向被测液体运动，通过吊索的收放，将力传感检测浮子浸入被测液体中，并使力传感检测浮子检测到浮力F保持在大于零且小于Fmax；投测装置的索长检测模块检测得到吊索的有效运动长度Ls；通过公式：Lc=F/（ρ*g*S）得到力传感检测浮子浸入被测液体部分的高度Lc，式中：ρ是液体密度，F是检测到的浮力，V是力传感检测浮子的体积；再通过公式：Ld-Ls+Lc得到被测液体液位。