CN206114051U - 一种液位监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液位监控装置，包括恒压源、液压传感器、滤波器和电压比较器，恒压源与液压传感器的供电端相连接，用于为液压传感器提供供电；液压传感器安装在液位下方适当位置，用于测量液压并经其输出端输出电压信号；液压传感器的输出端与滤波器的一端相连接，滤波器的另一端与电压比较器的同相端相连接，滤波器用于滤除液压传感器输出信号中的干扰信号；电压比较器的反相端预设电压阈值，一旦液压传感器输出的电压信号大于电压阈值，电压比较器输出液位监控信号。采用本实用新型的技术方案，能够精确的监控到液位到达信号，结构简单，操作方便，可靠性强，适用于各种液位监控领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及液位监控技术领域，尤其涉及一种液位监控装置，用以解决液位监控可靠性的和适用于多种液体液位监控问题。
背景技术
现有技术中，液位监控较为常用的一种方法是用一对导电不锈钢螺钉作为电极，将这对电极安装在容器内适当的位置，电极的一端接信号源，另一端连接至单片机的输入管脚。通过信号源产生一定频率的波形，主要利用液体的导电性，通过单片机来监控输入引脚的输入频率，当容器中液位高度不足时，此时单片机监控频率为零。当液位高度到达电极安装位置时，信号源产生的频率信号通过液体传送至另一个电极，此时连接至单片机的输入引脚能监控到一定频率的波形。这样单片机就可以根据连接至单片机的输入管脚电平的频率来判断液位是否达到指定的高度。上述方法存在以下缺点：首先，该方法主要依靠液体的导电性进行液位测量，如果液体导电性很弱，必须要对输入单片机的信号进行放大，并且滤波，对于导电性过弱的液体将无法可靠的监控，造成液位监控失败，可靠性不强，功能单一，只能针对一些导电性良好的液体，其次，该方法要求能独立产生波形而不影响CPU的单片机，还需要编程，较为复杂。
实用新型内容：
本实用新型的目的旨在解决上述技术缺陷，目的在于提供一种能可靠监控并且操作简便的液位监控装置。以克服液位监控依靠液体的导电性的弱点。
为了克服现有技术的缺陷，本实用新型通过下述技术方案实现：
一种液位监控装置，包括：恒压源、液压传感器、滤波器和电压比较器，所述恒压源与所述液压传感器的供电端相连接，用于为所述液压传感器提供供电；所述液压传感器安装在液位下方适当位置，用于测量液压并经其输出端输出电压信号；所述液压传感器的输出端与所述滤波器的一端相连接，所述滤波器的另一端与所述电压比较器的同相端相连接，所述滤波器用于滤除所述液压传感器输出信号中的干扰信号；所述电压比较器的反相端预设电压阈值，一旦所述液压传感器输出的电压信号大于电压阈值，所述电压比较器输出液位监控信号。
优选地，所述液压传感器采用三线制，包括2根电源线和1根信号输出线。
优选地，所述滤波器采用RC滤波器。
优选地，所述电压比较器采用运算放大器实现。
优选地，所述电压阈值采用电阻分压的方式设置。
优选地，所述运算放大器采用型号为TLV2711IDBVR。
采用本实用新型的技术方案，能够消除对液体导电性的依赖，解决因液体导电性差导致监控失败，监控液体单一的缺点；同时无需设置编程芯片，具有操作简便，高可靠性；进一步的，本实用新型通过对液压的测量，并且无需严格的限制安装位置，无需高精度的液压传感器即可实现对具有不同液体的液位监控，监控对象多样化。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本实用新型一种液位监控装置的结构示意图；
图2是本实用新型另一种实施方式的示意图。
1、液体容器 2、待测液体位置 3、液体 4、液压传感器 5、恒压源 6、滤波器 7、电压比较器 8、预设阈值电压 9、连接线 10、连接线 11、连接线 12、连接线 13、监控信号输出端；
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
液位监控装置的原理是利用容器中的液体由于受到重力作用，因此在液体的内部就存在由液体本身的重力而引起的压强，以及液体对容器侧壁的压强，有压强p＝ρgh(式中g的单位是牛顿/千克，即当地的重力加速度，ρ表示液体的密度，h表示液体深度)。由公式知，液体内部的压强与深度有关，深度增加，压强亦随着增加。液体对容器产生压强有对底部的压强，对侧壁产生的压强方向总是与之垂直。液体对各个方向都有压强，在同一深度向各个方向的压强都相等。由压强公式可见，液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h，而与液体的质量、体积没有直接的关系。使用传感器技术，将非电量的液压转换成电量，然后与预设阈值电压相比较的液位监控方法，最后输出监控信号。整个方法具有设计科学，适用于多种液体等特性。
参见图1，所示为本实用新型一种液位监控装置的结构示意图，包括：恒压源、液压传感器、滤波器和电压比较器，所述恒压源与所述液压传感器的供电端相连接，用于为所述液压传感器提供供电；所述液压传感器安装在液位下方适当位置，用于测量液压并经其输出端输出电压信号；所述液压传感器的输出端与所述滤波器的一端相连接，所述滤波器的另一端与所述电压比较器的同相端相连接，所述滤波器用于滤除所述液压传感器输出信号中的干扰信号；所述电压比较器的反相端预设电压阈值，一旦所述液压传感器输出的电压信号大于电压阈值，所述电压比较器输出液位监控信号，以用于触发后级电路进行处理。
具体的，在被测容器侧面安装一个液压传感器，液压传感器的位置要在液体待测位置的正下方适当处。用以监控液压，将液压传感器置于待测液压位置的正下方适当处，越深处液压越大，置于液体待测位置下方是为了能让液压传感器输出足够监控液位的电压信号，不至于信号太微弱导致比较器无法进行比较或者输出错误监控信号。由恒压源给液压传感器提供一个可靠的电压保证液压传感器正常工作。液压传感器的输出信号连接至滤波器进行滤波处理，保证液压信号的稳定性。输出信号连接至比较器的同相端。在比较器的反相端接入输入参考电压值可保证该装置能使用于不同密度液体的液位监控。比较器的反相端接入的参考电压值由液压传感安装好后，容器液体到达待测位置时输出的电压。当容器液体液面在待测位置以下，液压传感器可以监控到液压信号，但是会比参考电压值低，因此监控装置输出低电平。如果容器液体一旦超过待测位置，液压传感器监控到的液压信号将大于参考电压值，因此液压装置输出高电平，这样我们无需关心液体的导电性能，也无需关心液体的密度，只需要将液压传感器置于待测液体正下方适当处，至于具体在待测位置下方的距离，用户只要不要超过液压传感的最大量程和低于最小量程即可，这能便能准确可靠进行液位监控。可适用于多种液体的液位监控。
参见图2，所示为本实用新型另一种实施方式的结构示意图。该实施例中采用的液压传感器为三线式，即2根电源线，1根模拟信号输出线，也可以用二线式，只需稍微改动电路即可。给液压传感器供电的恒压源为24V，输出为0～5V。进一步的，液压传感器采用上海威尔太仪表有限公司的三线制液压传感器。
电压阈值采用电阻分压的方式设置，Vth通过电阻R0和R1进行分压，R0(5MΩ)和R1(5MΩ可调电阻)，R1为可调电阻，以便将电压降至0～5V之间。先使用液压传感器置于待测液面位置正下方适当位置，如输出为2.7V的位置，然后通过调节R1将电压比较器参考电压Vth调整2.7V即可。
滤波器采用RC滤波器，电压比较器采用运算放大器实现，进一步的，运算放大器采用型号为TLV2711IDBVR来获得液位监控信号，运算放大器的供电电压为5V。
当容器液体液面在待测位置以下，液压传感器可以监控到液压信号，但是会比参考电压值低Vth，因此监控装置输出低电平。如果容器液体一旦超过待测位置，液压传感器监控到的液压信号将大于参考电压Vth值，因此液压装置输出高电平，本实施例以输出高电平表示到达液位监控位置，也可以将参考电压接同相端，使得液位到达监控位置输出低电平。这能便能准确可靠进行液位监控。可适用于多种液体的液位监控。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种液位监控装置，其特征在于，包括恒压源、液压传感器、滤波器和电压比较器，所述恒压源与所述液压传感器的供电端相连接，用于为所述液压传感器提供供电；所述液压传感器安装在液位下方适当位置，用于测量液压并经其输出端输出电压信号；所述液压传感器的输出端与所述滤波器的一端相连接，所述滤波器的另一端与所述电压比较器的同相端相连接，所述滤波器用于滤除所述液压传感器输出信号中的干扰信号；所述电压比较器的反相端预设电压阈值，一旦所述液压传感器输出的电压信号大于电压阈值，所述电压比较器输出液位监控信号。
2.根据权利要求1所述的液位监控装置，其特征在于，所述液压传感器采用三线制，包括2根电源线和1根信号输出线。
3.根据权利要求1所述的液位监控装置，其特征在于，所述滤波器采用RC滤波器。
4.根据权利要求1所述的液位监控装置，其特征在于，所述电压比较器采用运算放大器实现。
5.根据权利要求1所述的液位监控装置，其特征在于，所述电压阈值采用电阻分压的方式设置。
6.根据权利要求4所述的液位监控装置，其特征在于，所述运算放大器采用型号为TLV2711IDBVR。
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|---|---|---|---|---|
| CN110147065A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-20 | 北京智行者科技有限公司 | 水位采集系统及方法 |
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2016
- 2016-11-04 CN CN201621193923.4U patent/CN206114051U/zh not_active Expired - Fee Related
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