CN208206245U - 浮子式液位测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及测量仪器技术领域，提供了一种浮子式液位测量装置，该装置包括立杆、浮盘、距离检测单元和控制单元；所述浮盘的中心开设有通孔，所述立杆的下部滑动插设在所述通孔中，所述立杆的上部设有所述距离检测单元；所述距离检测单元包括激光发射器和激光接收器，所述浮盘朝向所述距离检测单元的一侧设有反射件，所述反射件位于所述激光发射器的发射光路上，所述激光接收器位于所述反射件的反射光路上，所述激光发射器和所述激光接收器分别与所述控制单元电连接。本实用新型结构简单、便于安装，不仅适用范围广、操作简便，而且由于浮盘直接浮动在液面上，不会有毛细效应，因此大大提高了测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量仪器技术领域，尤其涉及一种浮子式液位测量装置。
背景技术
智慧水务需要实时根据城市供排水系统的运行状态，采用可视化的方式有机整合水务管理部门与供排水设施，以形成“城市水务物联网”。而城市供排水系统的运行状态需要基于城市排水系统全面而综合的数据信息，想要获取这些数据信息就要在城市地下管网大量布设监测点进行液位检测。
目前，常用的液位检测装置包括压力式液位计、超声波式液位计和电容式液位计，其中，压力式液位计需要将压力传感部分沉入水底工作，因此一旦有淤泥附着或被淤泥掩埋，就无法使用；而超声波式液位计是根据超声波在气体和液体中的衰减、穿透能力和声阻抗不同来实现液位测量的，因此当在地下管道水质发生较大变化时容易产生误差；另外，电容式液位计需要介质和液面上部的介电常数稳定才能实现精确测量，因此不适用于环境多变的城市地下管网。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、安装便捷、适用范围广、测量精度高的浮子式液位测量装置。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种浮子式液位测量装置，该装置包括立杆、浮盘、距离检测单元和控制单元；所述浮盘的中心开设有通孔，所述立杆的下部滑动插设在所述通孔中，所述立杆的上部设有所述距离检测单元；所述距离检测单元包括激光发射器和激光接收器，所述浮盘朝向所述距离检测单元的一侧设有反射件，所述反射件位于所述激光发射器的发射光路上，所述激光接收器位于所述反射件的反射光路上，所述激光发射器和所述激光接收器分别与所述控制单元电连接。
其中，所述立杆上设有向外凸起的限位部，且所述限位部位于所述浮盘的下方。
其中，还包括基座，所述立杆设置在所述基座上。
其中，还包括与所述立杆连接的控制箱，所述距离检测单元和所述控制单元均设置在所述控制箱中，且所述控制箱的底部开设有发射孔和接收孔，所述发射孔位于所述激光发射器的发射光路上，所述接收孔位于所述反射件的反射光路上。
其中，所述控制箱由防水材料制成。
其中，所述距离检测单元为激光测距仪。
其中，所述反射件为镀设在所述浮盘上的反射膜。
其中，所述立杆的材质为不锈钢。
其中，所述控制单元包括总控器以及依次连接的电源、计算器、存储器和无线通讯器，所述总控器分别与所述激光发射器、所述电源、所述计算器、所述存储器和所述无线通讯器电连接。
其中，所述立杆的顶端设有警示灯，所述警示灯与所述总控器电连接。
本实用新型结构简单、便于安装，通过在浮盘上设置反射件，并在浮盘上方设置激光发射器和激光接收器，就可利用激光发射器实时向反射件发射激光，激光发射器发射的光束经反射件反射后可直接照射到激光接收器上，激光接收器接收到激光后便向控制单元输入电信号即反射件与距离检测单元之间的距离值，进而就控制单元就获取待测液面的液位高度。可见，该装置不仅适用范围广、操作简便，而且由于浮盘直接浮动在液面上，不会有毛细效应，因此大大提高了测量精度。
附图说明
图1是本实用新型实施例中的一种浮子式液位测量装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中浮子式液位测量装置在城市地下管网内的安装示意图；
图3是本实用新型实施例中浮子式液位测量装置在大型储液罐内的安装示意图；
图4是本实用新型实施例中浮子式液位测量装置在江河湖泊或水库内的安装示意图；
图5是本实用新型实施例中的一种浮子式液位测量装置的控制单元的控制原理图。
附图标记：
1、距离检测单元；2、立杆；3、浮盘。
具体实施方式
为使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实用新型中的附图，对实用新型中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，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，都属于实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“顶”、“底”、“上”、“下”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传感器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的限制。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种浮子式液位测量装置，该装置包括立杆2、浮盘3、距离检测单元1和控制单元；浮盘3的中心开设有通孔，立杆2的下部滑动插设在通孔中，立杆2的上部设有距离检测单元1；距离检测单元1包括激光发射器和激光接收器，浮盘3朝向距离检测单元1的一侧设有反射件，反射件位于激光发射器的发射光路上，激光接收器位于反射件的反射光路上，激光发射器和激光接收器分别与控制单元电连接。其中，反射件可为镀设在浮盘3上的反射膜。
安装时，可根据实际应用环境对立杆2进行固定。例如，如图2所示，当需要检测城市地下管网内的液位时，可先将立杆2的底端固定在井底，然后通过悬臂将立杆2的顶端固定在井壁上。同理，如图3所示，当检测大型储液罐内的液位时，可先将立杆2的底端固定在罐底，然后通过悬臂将立杆2的顶端固定在罐壁上。而当检测江河湖泊或水库内的液位时，如图4所示，可先将立杆2的底端固定在河底，然后在距离立杆2顶端1/3处将三根钢丝的一端固定在立杆2上，最后再将这三根钢丝的另一端固定在河底，其中，相邻钢丝之间的夹角优选为120°。
使用时，激光发射器发射的激光可直接照射到反射件上，由于激光接收器位于反射件的反射光路上，因此激光发射器发射的激光经过反射件发射后，可直接照射到激光接收器上，激光接收器接收到激光后便向控制单元输入电信号即反射件与距离检测单元1之间的距离值L1。由于，待测液面的液位高度变化时，浮盘3会随之沿着立杆2上下滑动，也就是说，反射件与距离检测单元1之间的距离会随待测液面的液位高度的变化而变化。而距离检测单元1的安装高度L是已知的，因此控制单元根据反射件与距离检测单元1之间的距离值L1和距离检测单元1的安装高度L就可得到液位高度L2，即L2＝L-L1。
可见，该装置结构简单、安装便捷，通过在浮盘3上设置反射件，并在浮盘3上方设置激光发射器和激光接收器，就可利用激光发射器实时向反射件发射激光，激光发射器发射的光束经反射件反射后可直接照射到激光接收器上，激光接收器接收到激光后便向控制单元输入电信号即反射件与距离检测单元1之间的距离值，进而就控制单元就获取待测液面的液位高度。可见，该装置不仅适用范围广、操作简便，而且由于浮盘3直接浮动在液面上，不会有毛细效应，因此大大提高了测量精度。
优选地，立杆2上设有向外凸起的限位部，且限位部位于浮盘3的下方，即限位部的横截面尺寸大于通孔的横截面尺寸，进而就可避免移动该装置时，浮盘3从立杆2上滑落下来。
为了进一步提高该装置的稳定性，该装置还包括基座，立杆2设置在基座上。
优选地，该装置还包括与立杆2连接的控制箱，距离检测单元1和控制单元均设置在控制箱中，且控制箱的底部开设有发射孔和接收孔，发射孔位于激光发射器的发射光路上，接收孔位于反射件的反射光路上。由此，激光发射器发射的激光可直接穿过发射孔照射到反射件上，该激光经过反射件反射后，又可直接穿过接收孔照射到激光接收器上。
进一步地，控制箱由防水材料制成。例如，塑料或不锈钢。
优选地，距离检测单元1为激光测距仪。
优选地，立杆2的材质可以但不限于是不锈钢。
如图5所示，为了进一步提高测量精度，控制单元包括总控器以及依次连接的电源、计算器、存储器和无线通讯器，总控器分别与激光发射器、电源、计算器、存储器和无线通讯器电连接。其中，总控器用于控制激光发射器、计算器、存储器和无线通讯器定时运行，以降低能耗、延长上述电器元件的使用寿命；计算器用于计算平均液位高度、以降低测量误差；存储器用于存储计算器输出的平均液位高度；无线通讯器用于将存储在存储器中的平均液位高度发送给远程服务器。
具体地：总控器控制激光发射器在预定时间内发射多束激光，激光接收器接收到激光后依次将各个激光对应的电信号即反射件与距离检测单元1之间的距离值L1输入计算器；计算器首先根据各个电信号即反射件与距离检测单元1之间的距离值L1计算出对应的液位高度L2，然后对这些液位高度L2求平均值、以获得平均液位高度L2’，最后将平均液位高度L2’存储在存储器中，进而无线通讯器便可根据总控器的指令定时将平均液位高度L2’发送给远程服务器。根据实际实验可知，该装置的测量精度可达1mm，能耗仅为1W。
更优选地，立杆2的顶端设有警示灯，警示灯与总控器电连接，当计算器计算的平均液位高度L2’连续超过预定液位高度时，总控器就可控制警示灯亮起。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种浮子式液位测量装置，其特征在于，包括立杆、浮盘、距离检测单元和控制单元；所述浮盘的中心开设有通孔，所述立杆的下部滑动插设在所述通孔中，所述立杆的上部设有所述距离检测单元；所述距离检测单元包括激光发射器和激光接收器，所述浮盘朝向所述距离检测单元的一侧设有反射件，所述反射件位于所述激光发射器的发射光路上，所述激光接收器位于所述反射件的反射光路上，所述激光发射器和所述激光接收器分别与所述控制单元电连接。
2.根据权利要求1所述的浮子式液位测量装置，其特征在于，所述立杆上设有向外凸起的限位部，且所述限位部位于所述浮盘的下方。
3.根据权利要求1所述的浮子式液位测量装置，其特征在于，还包括基座，所述立杆设置在所述基座上。
4.根据权利要求1所述的浮子式液位测量装置，其特征在于，还包括与所述立杆连接的控制箱，所述距离检测单元和所述控制单元均设置在所述控制箱中，且所述控制箱的底部开设有发射孔和接收孔，所述发射孔位于所述激光发射器的发射光路上，所述接收孔位于所述反射件的反射光路上。
5.根据权利要求4所述的浮子式液位测量装置，其特征在于，所述控制箱由防水材料制成。
6.根据权利要求1所述的浮子式液位测量装置，其特征在于，所述距离检测单元为激光测距仪。
7.根据权利要求1所述的浮子式液位测量装置，其特征在于，所述反射件为镀设在所述浮盘上的反射膜。
8.根据权利要求1所述的浮子式液位测量装置，其特征在于，所述立杆的材质为不锈钢。
9.根据权利要求1至8任一项所述的浮子式液位测量装置，其特征在于，所述控制单元包括总控器以及依次连接的电源、计算器、存储器和无线通讯器，所述总控器分别与所述激光发射器、所述电源、所述计算器、所述存储器和所述无线通讯器电连接。
10.根据权利要求9所述的浮子式液位测量装置，其特征在于，所述立杆的顶端设有警示灯，所述警示灯与所述总控器电连接。
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Cited By (3)
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| CN109556681A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-02 | 湖北工程学院 | 一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备及其检测方法 |
| CN109855704A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-06-07 | 哈尔滨学院 | 一种液位传感器 |
| CN110646065A (zh) * | 2019-10-30 | 2020-01-03 | 华中科技大学 | 一种盐穴储气库的气液界面测量装置 |
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| CN109556681B (zh) * | 2018-12-20 | 2020-07-31 | 湖北工程学院 | 一种基于超声波反射技术的隧道涌水量检测设备及其检测方法 |
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