CN201622099U - 一种数字液位计 - Google Patents

Abstract

数字液位计，应用于小型油罐或污油池液位测量。主要由传感器、电池、单片机和显示器组成，传感器与单片机连接，单片机连接显示器，电池分别与传感器、单片机和显示器连接。传感器采用的是磁性浮子和干簧管；磁性浮子是内镶嵌三块钕铁硼磁钢，三块钕铁硼磁钢在一个平面按120度分布。单片机采用的是十六位MSP430F1XX系列。效果是：能实时以数字形式显示油罐液位变化，检测准确可靠，并满足防爆要求，对环境不能造成任何污染。采用3.6V电池供电，低功耗，无需敷设电缆。抗干扰性强、稳定性好，系统可自复位。

Description

一种数字液位计

技术领域

本实用新型涉及石油储藏技术领域，特别涉及一种小型油罐或污油池液位测量的数字液位计。

背景技术

石油工业及管道系统中通常要使用大量的储油罐。为了安全生产，在油罐内都须安装液位计，真实地反映罐内油面高度。目前，国内外多采用浮子式液位计，此种液位计易受温度等环境影响检测精度，常造成跑油事故。也有少量采用压力式数字液位计，但现有的数字液位计需外加电源，传感器采用压力传感器，检测时易受杂质等影响检测精度。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种数字液位计，准确可靠、实时反应液位变化情况，并且消耗功率低。

本实用新型采用的技术方案是：数字液位计，主要由传感器、电池、单片机和显示器组成，传感器与单片机连接，单片机连接显示器，电池分别与传感器、单片机和显示器连接。其特征在于：

传感器采用的是磁性浮子和干簧管；磁性浮子的浮球密度小于被测液体密度。

磁性浮子内镶嵌三块钕铁硼磁钢，三块钕铁硼磁钢在一个平面按120度分布，因此不论浮子水平位置处于什么方位，都能使干簧管准确动作；适用于小型罐或污油池液位(0～2m)的测量；

单片机采用的是十六位MSP430F1XX系列。

传感器的数量在10～40个之间。

多个干簧管与磁性浮子传感的液位信号由单片机MSP430F135五组八位数据接口输入，由程序控制定时地输出脉冲电流，通过电阻R2给电容器C2充电，当浮子使得某一位干簧管闭合时，则该位为高电平，输入的液位信号被单片机读入缓冲区，并由显示器显示。

本数字液位计利用磁性浮子和干簧管作为液位传感器，其工作原理是基于浮子及磁性原理，当浮子随着液面上下浮动，浮子内的磁铁作用于导管内的干簧管，使相应高度的干簧管闭合，输出到单片机P口，经逻辑判断后，输出到显示器显示对应的液位值。因此它不受环境温度影响，线性度好。

低功耗数字液位计采用MSP430F1XX系列十六位超低功耗单片机，它实质上是超低功耗混合信号控制器。该芯片其特点有：工作电压在1.8V-3.6V之间；功耗电流在0.1μA-400μA之间，根据数据处理情况PCU可以处于休眠状态，其休眠状态工作电流只有0.8μA，从休眠状态到唤醒工作只需要6μs时间。强大的处理能力，MSP430F1XX系列单片机是16位的RSIC构架，多种的寻址方式，简单方便的指令，大量的寄存器和片内数据存储器均可以参与运算。采用C语言编程，提高开发效率，程序具有可移植性。系统工作稳定，MSP4301XX系列单片机在上电复位后，首先DCOLK启动CPU，保正程序从正确的位置开始执行。同时也能让晶体振荡器有足够的起动和稳定时间，CPU在运行当中如果MCLK电路出现故障，DCO会自动启动，确保系统工作正常。若程序出错，通过设置看门狗(Watch dog)解决之，在程序跑飞时候看门狗会发生溢出，此时看门狗产生复位信号，使单片机重新启动，从而保正系统运行稳定性。

本实用新型的有益效果：本实用新型具有以下特点：

1、本实用新型的数字液位计采用3.6V.DC电池供电(可工作4年)，低功耗，无需敷设电缆。

2、检测准确可靠，采用磁性浮子和干簧管作液位传感器，克服了杂质等影响检测精度因素，实时反应液位变化。

3、抗干扰性强，采用磁性浮子和干簧管作液位传感器，液晶显示器显示液位，内供电，全天候运行，克服了外部电磁干扰。

4、稳定性好，系统可自复位。

5、维护简单。不受环境因素影响，可实时以数字形式显示油罐液位变化，并满足防爆要求，对环境不能造成任何污染。

附图说明

图1是本实用新型数字液位计结构示意图。

图2是本实用新型数字液位计电原理图。

图中，1.传感器，2.单片机，3.显示器，4.电池。

具体实施方式

实施例1：以一个数字液位计为例，对本实用新型作进一步详细说明。

参阅图1。本实用新型数字液位计，主要由传感器1、电池4、单片机2和显示器3组成。传感器1与单片机2连接，单片机2连接显示器3，电池4分别与传感器1、单片机2和显示器3连接。

传感器1采用的是磁性浮子和干簧管；磁性浮子的浮球密度小于被测液体密度，磁性浮子内镶嵌三块钕铁硼磁钢，三块钕铁硼磁钢在一个平面按120度分布。

参阅图2。单片机2采用的是十六位MSP430F135。传感器1的数量为40个(KS1～KS40)。显示器3采用SYM-520

单片机MSP430F135六组八位数据接口P1、P2、P3、P4、P5、P6中，P2、P3、P4、P5、P6数据接口分别与每一位干簧管一端相连，作为液位采样的输入点；将所有干簧管KS1-KS40的另一端连在一起接地；接口P1.5设置为输出方式，P1.2-P1.5分别接1#显示器SMY-520的CLK、DATA、CS、Vod；单片机MSP430F135的VCC接电源正电压，RST接电阻R3后再接并联的电阻R2和二极管D1到电源正电压，VSS接并联的电容C2和按钮开关AN后与RST接的电阻R3另一端连接；单片机MSP430F135的XT211V和XT204各接电容C3、C4到地，并XT211V和XT204之间接晶振Y。

其中：

单片机选MSP430F135；

显示器选SYM-520；

干簧管选KS-48；

二极管D1：IN4148；

电阻R1：1KΩ；

电阻R2：2KΩ；

电阻R3：2KΩ；

电容C1：1uf；

电容C2：1uf；

电容C3：1uf；

电容C4：15pf；

晶振Y：32768。

显示方式：反射、正显、TNLCD。

显示颜色：黑色(显示点)、灰白色(背景)。

数据输入：由MSP430F135串行提供，其P1.1端设置为串行数据输出口。

驱动方式：动态，无背光。

电源电压：3V。

视角范围：水平65度，垂直65度。

制作方法，每个干簧管之间距离5mm并且呈45度放置在平板上，如共放置40个干簧管，有效量程为200mm，测量分辩率为5mm，不受环境温度、电磁干扰等影响，线性度好。在浮子内镶嵌三块钕铁硼磁钢，在一个平面按120度分部，因此不论浮子水平位置处于什么方位，都能使干簧管准确动作。

经现场试验，本液位计检测准确可靠，稳定性好，抗干扰性强，不受环境因素影响，可实时以数字形式显示油罐液位变化，并满足防爆要求，对环境不能造成任何污染，维护简单。

Claims (2)

1.一种数字液位计，主要由传感器(1)、电池(4)、单片机(2)和显示器(3)组成，传感器(1)与单片机(2)连接，单片机(2)连接显示器(3)，电池(4)分别与传感器(1)、单片机(2)和显示器(3)连接；其特征在于：

传感器(1)采用的是磁性浮子和干簧管；磁性浮子的浮球密度小于被测液体密度，磁性浮子内镶嵌三块钕铁硼磁钢，三块钕铁硼磁钢在一个平面按120度分布；

单片机(2)采用的是十六位MSP430F1XX系列。

2.如权利要求1所述的数字液位计，其特征是：所述的传感器(1)的数量在10～40个之间。

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