CN204717967U - 液位检测装置、抽水设备及空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液位检测装置、抽水设备及空调系统，其中液位检测装置用于检测容器内的液体是否到达预设液位，包括调温单元、温度传感器和控制器，温度传感器设置在当液体到达预设液位时能够接触到液体的位置，调温单元设置在能够在温度传感器的周围形成不同于液体的温度的预定温度场的位置，控制器与温度传感器信号连接，能够接收温度传感器检测并传送的温度信号，以确定液体是否已到达所述预设液位。本实用新型的液位检测装置可以解决现有技术中当液体温度与环境温度一样时，温度传感器存在失效情况的问题，使其不受环境温度的限制，提高液位检测装置的灵敏度和可靠性，也能增大应用范围。

Description

液位检测装置、抽水设备及空调系统

技术领域

本实用新型涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种液位检测装置、抽水设备及空调系统。

背景技术

目前，现有技术中液位检测装置主要有浮子开关和温度传感器两种。

如图1所示，为现有技术中一种老式浮子开关的装配图，该机械式浮子开关106与水泵连接，浮子开关106内的浮球随着水面的升降，浮球里面的磁性物质可以控制导线的通断，进而控制水泵的运作。当浮子开关106检测到水位到达临界水位104时，水泵的吸水口103打开，下泵体102启动，将水通过排水管101抽出接水盘105，从而降低液位。这种老式的浮子开关，由于和水泵安装在一起，结构复杂，水泵的振动会带动浮子开关振动而发出噪音，所以这种老式浮子开关存在成本高、噪音大、结构复杂、占空间等缺点。

而现有技术中的温度传感器型液位检测装置，主要通过检测环境温度和液体温度来判断液位是否到达临界液位，这需要依靠环境温度与液体温度不同才能实现。当液体温度与环境温度一样时，温度传感器型液位检测装置会存在失效情况，即液位检测装置受环境影响很大，温度传感器型液位检测装置的应用范围受到很大的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种液位检测装置、抽水设备及空调系统，尽力消除环境温度对液位检测的影响。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种液位检测装置，用于检测容器内的液体是否到达预设液位，所述液位检测装置包括调温单元、温度传感器和控制器，其中，所述温度传感器设置在当所述液体到达预设液位时能够接触到所述液体的位置，所述调温单元设置在能够在所述温度传感器的周围形成不同于所述液体的温度的预定温度场的位置，所述控制器与所述温度传感器信号连接，能够接收所述温度传感器检测并传送的温度信号，以确定所述液体是否已到达所述预设液位。

进一步地，所述预定温度场为恒温场或非恒温场。

进一步地，所述容器内设置有安装架，所述调温单元和所述温度传感器均固定安装于所述安装架上。

进一步地，所述容器的侧壁内设置有液体容腔，所述液体容腔与所述容器流体连通，以使所述液体容腔的液位与所述容器的液位一致，所述调温单元和所述温度传感器均安装在所述液体容腔内。

进一步地，所述调温单元为热电阻或换热器。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种抽水设备，包括水泵和上述液位检测装置，其中所述水泵与所述控制器信号连接，所述控制器还能够在判断所述容器内的水已到达所述预设液位时，控制所述水泵执行抽水动作。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种空调系统，包括上述的抽水设备，其中所述容器为所述空调系统的接水盘，所述水泵的抽水端设置于所述接水盘内。

基于上述技术方案，本实用新型设置能够在温度传感器的周围形成不同于液体温度的预定温度场的调温单元，该调温单元所形成的预定温度场实质上改变了温度传感器的环境温度，而且预定温度场的温度可以根据实际需要进行调整，使温度传感器周围的温度区别于液体温度，因此本实用新型的液位检测装置可以很好地解决现有技术中当液体温度与环境温度一样时，温度传感器型液位检测装置存在失效情况的问题，使其不受环境温度的限制，进而提高液位检测装置的灵敏度和可靠性，也能增大液位检测装置的应用范围。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中老式浮子开关的装配图。

图2为本实用新型液位检测装置一个实施例的结构示意图。

图3为本实用新型液位检测装置另一个实施例的结构示意图。

图4为应用本实用新型液位检测装置的一个实例的流程示意图。

图5为应用本实用新型液位检测装置的另一个实例的流程示意图。

图6为应用本实用新型液位检测装置的又一个实例的流程示意图。

图7为应用本实用新型液位检测装置的再一个实例的流程示意图。

图中：

101-排水管，102-下泵体，103-吸水口，104-临界水位，105-接水盘，106-浮子开关；

1-调温单元，2-温度传感器，3-安装架，4-控制器，5-容器，6-侧壁，7-液体容腔，8-水泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。

如图2所示，为本实用新型液位检测装置一个实施例的结构示意图。该液位检测装置，用于检测容器5内的液体是否到达预设液位，液位检测装置包括调温单元1、温度传感器2和控制器4，其中，所述温度传感器2设置在当所述液体到达预设液位时能够接触到所述液体的位置，所述调温单元1设置在能够在所述温度传感器2的周围形成不同于所述液体的温度的预定温度场的位置，所述控制器4与所述温度传感器2信号连接，能够接收所述温度传感器2检测并传送的温度信号，以确定所述液体是否已到达所述预设液位。

本实用新型设置能够在温度传感器的周围形成不同于液体温度的预定温度场的调温单元，该调温单元所形成的预定温度场实质上改变了温度传感器的环境温度，而且预定温度场的温度可以根据实际需要进行调整，使温度传感器周围的温度区别于液体温度，因此本实用新型的液位检测装置可以很好地解决现有技术中当液体温度与环境温度一样时，温度传感器型液位检测装置存在失效情况的问题，使其不受环境温度的限制，进而提高液位检测装置的灵敏度和可靠性，也能增大液位检测装置的应用范围。

需要说明的是，本实用新型的液位检测装置可以用于检测储存在特定容器内的液体的液位，也可以用于检测河流、湖泊以及海洋等的水面的液位，此时容器5应理解为广义上的容器，比如河岸、湖岸、海岸等。

另外，预设液位的设定可以根据实际情况有不同的选择，例如若容器5为一般的水槽，则可以设定水溢出的位置为预设液位，还可以设定为便于水泵抽水的位置为预设液位，对于河流、湖泊、海洋等，可以设定重要的有特定标准的水位或者需要排水或泄流的水位为预设液位。

对于调温单元1所形成的预定温度场，既可以为恒温场，也可以为非恒温场。当预定温度场为恒温场时，预定温度场的温度恒定，通过温度传感器即可检测出其温度，在容器5内的液体未到达预设液位时，温度传感器检测的温度为预定温度场的温度，当容器5内的液体到达预设液位时，温度传感器检测的温度会发生明显的变化。另外，为了消除环境温度对液位检测的影响，该恒温场的温度可以设定为与液体温度相差很大的温度，这样可以提高液位检测的灵敏度和可靠性。

当预定温度场为非恒温场时，可以通过检测单位时间内的温度增量，并将其与控制器4内预先存储的温度阈值ΔT₀进行比较，从而判断液位是否到达预设液位。当然预定温度场为恒温场时，也可以采取上述方案。

在图2所示的实施例中，还可以在所述容器5内设置安装架3，所述调温单元1和所述温度传感器2均固定安装于所述安装架3上。安装架3起到固定调温单元1和温度传感器2的作用。当需要检测河流、湖泊及海洋的液位时，只要在河面、湖面、海面上设置一个安装架3即可固定调温单元1和温度传感器2。另外，当应用于河流、湖泊、海洋时，安装架3可以安装在已有设施上，或者该已有的设施也可以直接作为安装架3使用，比如在河流、湖泊等的水面上有时会架设桥梁，调温单元1和温度传感器2可以直接安装在桥梁的立柱上。

如图3所示的另一个实施例中，所述容器5的侧壁6内设置有液体容腔7，所述液体容腔7与所述容器5流体连通，以使所述液体容腔7的液位与所述容器5的液位一致，所述调温单元1和所述温度传感器2均安装在所述液体容腔内。该实施例采用类似U型管的原理，液体容腔7可以通过管道与容器5液体连通，液体容腔7一侧还可以设置出气孔，与外界大气相通，从而将检测容器5内的液位转换为检测液体容腔7的液位，这样做的好处是液体容腔7内的空间相对于整个容器5的液面来说，其空间较为狭窄，有助于使得预定温度场的温度不受环境温度的影响；从安装方式上说，也便于调温单元1和温度传感器2的安装。

对于调温单元1，其具体结构和实现形式可以有多种选择，只要实现其作用即可。比如所述调温单元1可以为热电阻或换热器。即通过为热电阻施加一定的电压，使其发热产生热量，以在温度传感器2的周围形成不同于液体温度的预定温度场，这种形式的实现较为方便且容易；也可以通过换热器换热来散发热量，在温度传感器2的周围形成不同于液体温度的预定温度场，如果周围存在易得的热源或者有可利用的废热可以直接引导过来，通过热交换的方式产生热量以形成预定温度场，这种方式既可以达到本实用新型的目的，又可以充分利用废热，节约能源。

基于上述的液位检测装置，本实用新型还提供了一种抽水设备，该抽水设备包括水泵8和上述的液位检测装置，所述液体为水，其中所述水泵8与所述控制器4信号连接，所述控制器4还能够在判断所述容器5内的水已到达所述预设液位时，控制所述水泵8执行抽水动作。

基于上述的抽水设备，本实用新型还提供了一种空调系统，包括上述的抽水设备，其中所述容器5为所述空调系统的接水盘，所述水泵8的抽水端设置于所述接水盘内。当抽水设备中的液位检测装置检测到空调系统的接水盘内的水到达预设液位时，控制器4可以控制水泵8执行抽水动作，将接水盘内多余的水抽出，防止接水盘内的水溢出。

基于上述多个实施例，下面结合附图4-7对几种具体的实例进行说明：

实例一：

如图4所示，预定温度场为恒温场，检测预定温度场的初值T₀，并将其预先存储在控制器4中，另外控制器4内还需预先存储温度阈值ΔT₀。

温度传感器2第一次检测到的温度信号对应的温度值为T₁，控制器4计算温度值T₁与T₀差值ΔT₁，其中ΔT₁＝|T₁-T₀|，并比较ΔT₁是否大于预先存储的温度阈值ΔT₀；

若否，则删除T₁和ΔT₁，由温度传感器2继续检测；

若是，则启动定时器，并在控制器4中存储T₁和ΔT₁，并继续第二次、第三次、…、第n次的迭代检测，以便控制器4获得对应的温度值T₂、T₃、…、T_n，并在每次迭代中计算ΔT₂＝|T₂-T₀|、ΔT₃＝|T₃-T₀|、…、ΔT_n＝|T_n-T₀|；

直到在定时器到达预设时间长度时，如果计算所得的ΔT_n均大于预先存储的温度阈值ΔT₀，则确定所述液位已到达所述预定液位；若在定时器到达预设时间长度之前出现小于等于ΔT₀时，删除控制器4之前存储的各代的数据，使定时器清零，并返回起始的温度检测和计算比较过程。

实例二：

如图5所示，预定温度场为恒温场，检测预定温度场的初值T₀，并将其预先存储在控制器4中，另外控制器4内还需预先存储温度阈值ΔT₀。

温度传感器2第一次检测到的温度信号对应的温度值为T₁，第二次检测到的温度信号对应的温度值为T₂，控制器4计算温度值T₁与T₂的算术平均值其中然后计算与T₀差值其中并比较是否大于预先存储的温度阈值ΔT₀；

若否，则删除T₁、T₂、和由温度传感器2继续检测；

若是，则启动定时器，并在控制器4中存储T₁、T₂、和并继续第三次、第四次、…、第n次、第n+1次的迭代检测，以便控制器4获得对应的温度值T₃、T₄、…、T_n、T_n+1，并在每次迭代中计算 $\stackrel{\‾}{T_2}=\frac{T_3+T_4}{2},...,\stackrel{\‾}{T_{(n+1)/2}}=\frac{T_n+T_{n+1}}{2}$ 以及 $\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{T_2}=|\stackrel{\‾}{T_2}-T_0|,...,\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{T_{(n+1)/2}}=|\stackrel{\‾}{T_{n/2}}-T_0|;$

直到在定时器到达预设时间长度时，如果计算所得的 均大于预先存储的温度阈值ΔT₀，则确定所述液位已到达所述预定液位；若在定时器到达预设时间长度之前出现小于等于ΔT₀时，删除控制器4之前存储的各代的数据，使定时器清零，并返回起始的温度检测和计算比较过程。

实例三：

如图6所示，预定温度场为恒温场，检测预定温度场的初值T₀，并将其预先存储在控制器4中，另外控制器4内还需预先存储温度阈值ΔT₀。

温度传感器2第一次检测到的温度信号对应的温度值为T₁，计算温度值T₁与T₀差值ΔT₁，其中ΔT₁＝|T₁-T₀|；

温度传感器2第二次检测到的温度信号对应的温度值为T₂，计算温度值T₂与T₀差值ΔT₂，其中ΔT₂＝|T₂-T₀|；

控制器4计算ΔT₁与ΔT₂的算术平均值其中并比较是否大于预先存储的温度阈值ΔT₀；

若否，则删除T₁、T₂、ΔT₁、ΔT₂和由温度传感器2继续检测；

若是，则启动定时器，并在控制器4中存储T₁、T₂、ΔT₁、ΔT₂和并继续第三次、第四次、…、第n次、第n+1次的迭代检测，以便控制器4获得对应的温度值T₃、T₄、…、T_n、T_n+1，并在每次迭代中计算ΔT₃＝|T₃-T₀|、ΔT₄＝|T₄-T₀|、…、ΔT_n＝|T_n-T₀|、ΔT_n+1＝|T_n+1-T₀|以及 $\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{T_2}=\frac{{\mathrm{\ΔT}}_3+{\mathrm{\ΔT}}_4}{2},...,\mathrm{\Δ}\stackrel{\‾}{T_{(n+1)/2}}=\frac{{\mathrm{\ΔT}}_n+{\mathrm{\ΔT}}_{n+1}}{2};$

直到在定时器到达预设时间长度时，如果计算所得的 均大于预先存储的温度阈值ΔT₀，则确定所述液位已到达所述预定液位；若在定时器到达预设时间长度之前出现小于等于ΔT₀时，删除控制器4之前存储的各代的数据，使定时器清零，并返回起始的温度检测和计算比较过程。

实例四：

如图7所示，预定温度场为恒温场或非恒温场，控制器4内预先存储温度阈值ΔT₀。

温度传感器2第一次检测到的温度信号对应的温度值为T₁，

相隔预定时间t₀，温度传感器2第二次检测到的温度信号对应的温度值为T₂，

控制器4计算单位时间内的温度增量ΔT₁，其中并比较ΔT₁是否大于预先存储的温度阈值ΔT₀；

若否，则删除T₁、T₂和ΔT₁，由温度传感器2继续检测；

若是，则启动定时器，并在控制器4中存储T₁、T₂和ΔT₁，并继续第三次、第四次、…、第n-1次、第n次的迭代检测，以便控制器4获得对应的温度值T₃、T₄、…、T_n-1、T_n，并在每次迭代中计算ΔT₂＝|T₄-T₃|/t₀、…、ΔT_n/2＝|T_n-T_n-1|/t₀；

直到在定时器到达预设时间长度时，如果计算所得的ΔT₁、ΔT₂、…、ΔT_n/2均大于预先存储的温度阈值ΔT₀，则确定所述液位已到达所述预定液位；若在定时器到达预设时间长度之前出现小于等于ΔT₀时，删除控制器4之前存储的各代的数据，使定时器清零，并返回起始的温度检测和计算比较过程。

另外，需要说明的是，上述各实施例中的温度阈值ΔT₀不一定相同，可以根据实际情况相应调整，只要能够通过与该值的比较，检测出液位的变化即可。

上述各实施例中，涉及到计算算术平均值时，均对两个数值进行算术平均，当然还可以对三个及三个以上的数值进行算术平均，这可以根据实际需要进行选择。

上述各实施例中，计算差值或者增量时，均采用了取差值的绝对值或者增量的绝对值的形式来进行比较，其实本实用新型并不限制于此，也可以不取绝对值，而直接以差值或者增量进行比较，但相应的温度变化条件要作相应调整。比如，在本实用新型的空调系统中，液体为冷凝水，其温度一般低于预定温度场的温度，所得差值或增量均为负值，若不取绝对值，则预先存储的温度阈值ΔT₀可以设为负值，而预设温度变化条件可以相应调整为：比较所得差值或增量是否小于预先存储的温度阈值ΔT₀。对于液体温度高于预定温度场温度的情况，也可以相应调整预先存储的温度阈值ΔT₀和预设温度变化条件，以达到本实用新型的目的。

基于前面所述的液位检测装置，下面针对将其应用于空调系统时的安装及使用过程进行说明：

液位检测装置主要由温度传感器2、调温单元1和控制器4组成。容器5为接水盘，其主要原理是，首先把温度传感器2设置在水泵8抽水的位置，即设定的接水盘的预设液位L₀，然后再把调温单元1布置温度传感器2的上方或者侧方，给调温单元1(比如热电阻)施加一个恒定的电压，则热电阻周围会产生一个恒定的预定温度场，则在液位L₁未达到预设液位L₀时，温度传感器2会检测到预定温度场的温度值T₁，当液位L₁达到预设液位L₀时，温度传感器2会接触到水，在本实施例中，空调系统接水盘内的水为温度较低的冷凝水，温度传感器2接触到冷凝水后检测到的温度T₂将会逐渐降低，因此可以利用温度传感器2所检测到的温度的变化，来判断水位是否已到达预设水位，上述的温度的变化可以是温度T₂与T₁差值，也可以是温度逐渐降低的变化趋势，将该变化与预设的温度阈值ΔT₀相比较即可判断出水位的变化。当判断水位到达预设水位时，可以发出警报提示工作人员及时将多余的水排出或者启动水泵将水抽出。

另外，通过控制热电阻的输入电压即可控制热电阻产生的预定温度场的温度大小，从而控制T₁值的大小，T₁的可控性，会使得T₁和T₂的差值不受环境温度的限制，当环境温度或液体温度T₂变化时，均可以通过调整热电阻的电压进而调整T₁的变化，从而可以保证T₁和T₂差值不受环境温度的影响，消除环境温度的影响，避免当环境温度与液体温度一样时温度传感器2失效的情况，进而提高液位检测装置的可靠性和灵敏度，增大液位检测装置的应用范围，使得所有温度的液体均可利用本实用新型的液位检测装置进行检测。

本实用新型的液位检测装置相对于传统的机械式浮子开关，结构较为简单，且不会占用太大的空间，几乎不产生噪声，成本较低。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种液位检测装置，用于检测容器(5)内的液体是否到达预设液位，其特征在于，所述液位检测装置包括调温单元(1)、温度传感器(2)和控制器(4)，其中，所述温度传感器(2)设置在当所述液体到达预设液位时能够接触到所述液体的位置，所述调温单元(1)设置在能够在所述温度传感器(2)的周围形成不同于所述液体的温度的预定温度场的位置，所述控制器(4)与所述温度传感器(2)信号连接，能够接收所述温度传感器(2)检测并传送的温度信号，以确定所述液体是否已到达所述预设液位。

2.根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述预定温度场为恒温场或非恒温场。

3.根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述容器(5)内设置有安装架(3)，所述调温单元(1)和所述温度传感器(2)均固定安装于所述安装架(3)上。

4.根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述容器(5)的侧壁(6)内设置有液体容腔(7)，所述液体容腔(7)与所述容器(5)流体连通，以使所述液体容腔(7)的液位与所述容器(5)的液位一致，所述调温单元(1)和所述温度传感器(2)均安装在所述液体容腔内。

5.根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述调温单元(1)为热电阻或换热器。

6.一种抽水设备，其特征在于，包括水泵(8)和如权利要求1-5任一项所述的液位检测装置，其中所述水泵(8)与所述控制器(4)信号连接，所述控制器(4)还能够在判断所述容器(5)内的水已到达所述预设液位时，控制所述水泵(8)执行抽水动作。

7.一种空调系统，其特征在于，包括如权利要求6所述的抽水设备，其中所述容器(5)为所述空调系统的接水盘，所述水泵(8)的抽水端设置于所述接水盘内。