CN205158155U - 一种液位控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液位控制装置，其用于控制储液槽中的液位高度，其特征在于，其包括控制单元、与所述控制单元相连的操作面板、供料单元和位移传感器，所述位移传感器安装在所述储液槽中的液面上方以用于检测液位高度，其中，所述控制单元与所述位移传感器相连，以便接收位移传感器检测到的液位高度数据，所述控制单元还与所述供料单元相连，以便根据接收到的液位高度数据控制所述供料单元向所述储液槽中供料的供料速度。本实用新型的液位控制装置利用位移传感器以非接触的方式来检测液位，能够准确测得高粘度液体的液位高度及液位变化，从而可根据测得的液位数据来控制供料单元的供料速度，保证储液箱中的液位稳定。

Description

一种液位控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种液位控制装置，其特别适用于对储液槽中的液位高度进行控制。

背景技术

工业实践中，经常会用到工业液体，例如，工业胶水、涂料、油漆等等。在使用这些工业液体进行作业的工序中，往往存在长时间连续用料的需求，例如在成卷的材料上进行涂胶时。为此，现有技术中往往是采用一个储液槽来盛放使用中的工业液体，在作业时直接从储液槽中抽取工业液体(即，出料)，并且同时，还会设置泵等供料装置来向储液槽中补充工业液体(即，供料)，例如从成品料筒中抽取成品液体或从混合容器中抽取混合均匀的液体，以保证储液槽中的工业液体始终能满足作业需求。在这种情况下，对于储液槽中液位高度的控制，就成了影响作业连续性的重要因素。

现有技术中，往往借助于人工操作来控制储液槽中的液位高度。例如，操作者通过观察液位高度并手动控制供料装置的供料速度，来保证储液槽中的液位不超高或过低。这使得操作者需要时刻关注液位情况，不能专心于作业内容。另外，这种人工操作的方式控制精度较低，液位高度的波动较大。

此外，由于这类工业液体粘度太高且较难清理，使得各种接触式的液位传感器(例如干簧管等)均不适用于检测其液位。

因此，提供一种有效的液位控制装置来实时控制储液槽中的工业液体的液位高度是本领域的技术人员一直以来所追求的目标之一。

实用新型内容

鉴于现有技术的以上现状，本实用新型的主要目的在于提供一种液位控制装置，其能够实时地控制储液槽中的液位高度，减小液位高度的波动程度。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种液位控制装置，其用于控制储液槽中的液位高度，其特征在于，其包括控制单元、与所述控制单元相连的操作面板、供料单元和位移传感器，所述位移传感器安装在所述储液槽中的液面上方以用于检测液位高度，其中，所述控制单元与所述位移传感器相连，以便接收位移传感器检测到的液位高度数据，所述控制单元还与所述供料单元相连，以便根据接收到的液位高度数据控制所述供料单元向所述储液槽中供料的供料速度。

优选地，所述位移传感器为超声位移传感器或光学位移传感器。

优选地，所述供料单元包括气动螺杆泵和连接在所述气动螺杆泵的供气管路中的电气比例阀，所述控制单元与所述电气比例阀相连。

优选地，所述控制单元包括PLC和与所述电气比例阀相连的模拟量输出模块。

优选地，所述气动螺杆泵的供气管路中还设有与所述电气比例阀串联的第一阀门。

优选地，所述气动螺杆泵的供气管路中还设有与所述电气比例阀并联的第二阀门。

替代地，所述供料单元包括伺服泵或变频调速泵，所述控制单元中包括伺服控制器或变频器。

优选地，所述控制单元中包括模拟量输入模块，所述模拟量输入模块与所述位移传感器相连。

优选地，还包括与所述控制单元相连的报警单元，当所述储液槽中的液位高度达到设定的上限值或下限值时，所述报警单元发出报警信号。

优选地，所述报警单元包括扬声器和/或指示灯。

本实用新型的液位控制装置利用位移传感器以非接触的方式来检测液位，能够准确测得诸如高粘度液体的液位高度及其液位变化，从而可根据测得的液位数据来控制供料单元的供料速度，保证储液箱中的液位稳定。进一步地，通过PLC控制电气比例阀的阀口开度，可以以简单的方式控制气动螺杆泵的供料速度，从而实现液位的PID控制。本实用新型的液位控制装置自动化程度高，提高了生产效率，有利于保证生产质量，同时可减少人力成本。

附图说明

以下将参照附图对根据本实用新型的液位控制装置的优选实施方式进行描述。图中：

图1为本实用新型的优选实施方式的液位控制装置的原理示意图；

图2为本实用新型的液位控制装置的电气布局示意图；

图3为本实用新型的液位控制装置中PLC与操作面板的接线示意图。

具体实施方式

本实用新型根据现有技术的现状与需求，提供了一种液位控制装置，其用于控制储液槽1中的液位高度，其中，储液槽1例如为直接向相应的作业工序(例如刷涂工序)提供液体物料的装置，如不能准确控制的话，储液槽1中的液位高度往往处于变化中。

为准确控制液位，首先需要能够准确地检测液位。如背景技术中所提到的，常规的接触式液位传感器不适用于本实用新型所提到的粘性液体。因此，本实用新型首先想到使用非接触式传感器，例如位移传感器，来检测液位高度。继而根据检测到的液位高度数据，控制供料装置(例如泵)的供料速度，使其与前述作业工序的用料量相适应，例如，若检测到液位升高，则降低供料速度，反之，若检测到液位下降，则提高供料速度，如此便可以将液位保持在合理的高度范围内。

基于上述构思，首先参见图1，本实用新型的液位控制装置包括控制单元2、供料单元(例如包括图示的泵4和阀5等)和位移传感器3，所述位移传感器3安装在所述储液槽1中的液面上方以用于检测液位高度，其中，所述控制单元2与所述位移传感器3相连，以便接收位移传感器3检测到的液位高度数据，所述控制单元2还与所述供料单元相连，以便根据接收到的液位高度数据控制所述供料单元向所述储液槽1中供料的供料速度。

优选地，本实用新型中所述的位移传感器3可以为超声位移传感器或光学位移传感器。例如，当采用超声位移传感器时，其朝向液面发出超声信号，并接收自液面反射回来的超声信号，从而可方便地得到液面至超声位移传感器的距离。替代地，光学位移传感器(例如利用激光、红外光等)也可以方便地得到液面至位移传感器的距离。

本实用新型中，控制单元中优选采用PLC作为控制核心，例如其可进行PID运算。也即，位移传感器检测到的液位高度信号传输给PLC，PLC通过计算后得到具体的液面高度。然后PLC进行PID运算，并利用得出的值来控制供料单元的供料速度，使液面的高度始终保持在一定的范围内。例如，若液位升高，则降低供料速度，反之，若液位下降，则提高供料速度。

优选地，所述供料单元包括气动螺杆泵4和连接在所述气动螺杆泵4的供气管路中的电气比例阀5，所述控制单元2与所述电气比例阀5相连。在这种情况下，控制单元2仅控制电气比例阀5的阀口开度，即可控制气动螺杆泵4的转速，从而可准确控制其供料流量的大小。于是，当储料箱1中的液体不断地被使用时，气动螺杆泵5则受控制地从料源9中抽取液体补充到储料箱1中，以保持其液面的高度。

此时，优选地，如图2所示，所述控制单元3可包括PLC11和与所述电气比例阀5相连的模拟量输出模块13，该模拟量输出模块13例如可输出0-10V电压，以用于控制电气比例阀5。从而，PLC计算出的值可通过模拟量输出模块直接传输给电气比例阀5以便控制电气比例阀5的阀口开度。

优选地，如图1所示，所述气动螺杆泵4的供气管路中还设有与所述电气比例阀5串联的第一阀门6。该第一阀门可以是手动阀门，也可以是电磁阀。例如在液位控制装置停机时，可通过第一阀门6切断气源8与启动螺杆泵4之间的气流通路，保证安全。

优选地，所述气动螺杆泵4的供气管路中还设有与所述电气比例阀5并联的第二阀门7。该第二阀门7优选为手动阀门，从而，根据需要，本实用新型的液位控制装置还可以以手动控制的方式来控制液位。也即，通过手动调节第二阀门7的阀口开度，同样可以控制气动螺杆泵4的转速，从而控制其供料流量的大小。

在此，本领域的技术人员容易想到的是，第二阀门7可以与电气比例阀5并联后再串接第一阀门6，从而第一阀门6起着总阀的作用；替代地，也可以是如图1中所示的连接方式，即，第一阀门6与电气比例阀5串联后再与第二阀门7并联，从而第一阀门6仅起着保护电气比例阀5所在的支路的作用。

替代地，所述供料单元也可以采用伺服泵或变频调速泵来进行供料，对应地，此时所述控制单元2中则包括伺服控制器或变频器。通过控制伺服泵或变频调速泵的转速，也能够达到实时控制液位高度的目的。

优选地，如图2所示，所述控制单元2中还可以包括模拟量输入模块12，所述模拟量输入模块12与所述位移传感器3相连，以便接收位移传感器(优选超声位移传感器)输出的0-10V电压。

优选地，本实用新型的液位控制装置还可以包括与所述控制单元2相连的报警单元(未示出)，当所述储液槽1中的液位高度达到设定的上限值或下限值时，所述报警单元发出报警信号。例如，在供料单元故障的情况下(诸如气源缺气、气动螺杆泵故障、电气比例阀故障等)，供料单元有可能供料不足或者过量供料，此时，储液槽1中的液位则可能持续降低或持续升高，为避免出现液体溢出或导致作业不连续等不利情形，可在控制单元中设置安全的上限液位和下限液位，从而当位移传感器检测到液位超限时，便发出报警信号来提示操作人员。

优选地，所述报警单元可包括扬声器和/或指示灯，从而根据需要可发出声音信号和/或光信号。

报警单元的设置，使得当本实用新型的液位控制装置工作时，相关的操作人员基本不需要主动关注储液槽中的液位情况，从而可以全身心地关注作业内容，既有利于保证作业质量，同时还有利于减轻操作者的劳动强度和紧张感。

优选地，本实用新型的液位控制装置可以包括与控制单元2相连的操作面板，所述操作面板中例如设置有一个或多个操作按钮。操作面板中例如可以设置急停按钮SQ1、手自动切换按钮SA、启动按钮SQ2、停止按钮SQ3等等，如图3所示，这些按钮可与PLC的相应端子相连。

由于操作面板通常设置在易于看到和触及的位置处，因而前述报警单元的扬声器和/或指示灯例如可以设置在所述操作面板中，当然也可以设置在其它便于看到和/或听到的位置处。如图3中所示，报警单元例如可与Y0端子相连。

此外，还可以设置上限位开关SQ4和下限位开关SQ5，从而在液位达到上限液位或下限液位时可通过相应的开关进行保护操作，例如关停供料单元的操作等。

上述的手自动切换按钮例如可以在手动模式和自动模式之间进行切换，当采用手动模式时，可以人工控制例如第二阀门7的阀口开度来调节气动螺杆泵4的供料量，当采用自动模式时，则可以根据事先设定的液位高度，来实现液位的PID控制。

综上可见，本实用新型的液位控制装置能够实时、准确地控制储液槽中的液位高度，从而保证储液槽中的液体在被使用的同时能够得到及时准确的补充，并且能最大程度地减小了作业人员的参与需求(除非得到报警信号，作业人员不需要关注液面情况)，使得作业人员可以专注于作业内容，并同时确保相关作业(例如在成卷的材料上刷胶等)的连续性要求。

本实用新型的液位控制装置自动化程度高，其大大提高了生产效率，并有利于保证生产质量，同时可减少人力成本。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种液位控制装置，其用于控制储液槽中的液位高度，其特征在于，其包括控制单元、与所述控制单元相连的操作面板、供料单元和位移传感器，所述位移传感器安装在所述储液槽中的液面上方以用于检测液位高度，其中，所述控制单元与所述位移传感器相连，以便接收位移传感器检测到的液位高度数据，所述控制单元还与所述供料单元相连，以便根据接收到的液位高度数据控制所述供料单元向所述储液槽中供料的供料速度。

2.根据权利要求1所述的液位控制装置，其特征在于，所述位移传感器为超声位移传感器或光学位移传感器。

3.根据权利要求1或2所述的液位控制装置，其特征在于，所述供料单元包括气动螺杆泵和连接在所述气动螺杆泵的供气管路中的电气比例阀，所述控制单元与所述电气比例阀相连。

4.根据权利要求3所述的液位控制装置，其特征在于，所述控制单元包括PLC和与所述电气比例阀相连的模拟量输出模块。

5.根据权利要求3所述的液位控制装置，其特征在于，所述气动螺杆泵的供气管路中还设有与所述电气比例阀串联的第一阀门。

6.根据权利要求3所述的液位控制装置，其特征在于，所述气动螺杆泵的供气管路中还设有与所述电气比例阀并联的第二阀门。

7.根据权利要求1或2所述的液位控制装置，其特征在于，所述供料单元包括伺服泵或变频调速泵，所述控制单元中包括伺服控制器或变频器。

8.根据权利要求1、2、4-6之一所述的液位控制装置，其特征在于，所述控制单元中包括模拟量输入模块，所述模拟量输入模块与所述位移传感器相连。

9.根据权利要求1、2、4-6之一所述的液位控制装置，其特征在于，还包括与所述控制单元相连的报警单元，当所述储液槽中的液位高度达到设定的上限值或下限值时，所述报警单元发出报警信号。

10.根据权利要求9所述的液位控制装置，其特征在于，所述报警单元包括扬声器和/或指示灯。