CN212779507U - 一种用于高度校准的检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及超声波探测技术领域，特别涉及一种用于高度校准的检测系统，包括：基座、浮动顶板、可伸缩机构和高度测量装置，所述可伸缩机构包括第一端和第二端，所述第一端设置在所述基座上；所述浮动顶板与所述第二端连接，所述浮动顶板上设有待校准件连接结构；所述高度测量装置用于测量所述浮动顶板与校准参考面之间的距离。该测量系统可准确模拟各种液位的变化，只需要将雷达液位探头安装在浮动顶板上，而无需调节堰槽内流动的废水污水的实际流量大小，从而模拟明渠内和罐体内的液位高度变化。测量过程中无需等待液位缓慢变化，通过伸缩导杆的快速变化就可以对液位探头进行全量程检测，大大提高了工作效率。

Description

一种用于高度校准的检测系统

技术领域

本实用新型涉及超声波探测技术领域，特别涉及一种用于高度校准的检测系统。

背景技术

明渠堰槽流量计是常见的测量污水液体流量的计量仪表，被大量运用于企业废水排放监测、生活污水排放监测等。明渠验槽流量计主要由明渠堰槽和液位探头组成。雷达式液位计大多安装在金属罐顶端，雷达式液位计不与罐体内部液体接触，通过雷达探头底部发射的超声波，超声波接触到液面发生反射，反射回雷达探头内，从而计算得到液位与雷达探头之间的空高，从而计算出罐体内液体的实际容积。明渠堰槽流量计和反射式雷达液位计都涉及到了液位探头，且液位探头所测得的液位高度的准确与否决定了该仪表所显示流量数据或者容量体积的准确与否。

明渠堰槽流量计由安装在明渠中的堰槽和流量监测仪表组成，根据应用场景的不同，安装的堰槽尺寸大小变化相差极大，无法根据送检的各种堰槽配备不同尺寸的明渠，所以想要在实验室条件对明渠堰槽进行实流标定具有较大困难。要对明渠超声波流量计进行现场检定校准时，由于生产或者排水情况的不同，可能堰槽中并无污水废水排放，或者堰槽内处于长期恒定流量状态，如果要对流量进行调节，让污水废水液位在量程范围内多次变化，需要协调多方时间较长且难度较大，造成检测效率低下。

液位计的现场校验缺点也比较明显，大多液位计都安装在罐体的顶端，通常这些存储液体溶液的罐体都较大较高，需要标定液位计反射的液位距离，也同样需要在液位探头安装的罐体顶端进行检测，且罐体内存放的液体可能是化学制品，有些化学溶液存在易挥发，易腐蚀的情况。在罐体顶端进行校验也要等待罐体内液体排出和补充，从而使罐内液体高度变化，该过程可能耗时较长且人员攀登位置较高，存在安全风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是现有技术中对带有液位探头的装置现场校准困难的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例公开了一种用于高度校准的检测系统，其特征在于，包括：基座、浮动顶板、可伸缩机构和高度测量装置，

所述可伸缩机构包括第一端和第二端，所述第一端设置在所述基座上；

所述浮动顶板与所述第二端连接，所述浮动顶板上设有待校准件连接结构；

所述高度测量装置用于测量所述浮动顶板与校准参考面之间的距离。

进一步的，所述可伸缩机构为伸缩导杆。

进一步的，所述检测系统还包括浮动底板，所述浮动底板套设在所述伸缩导杆上。

进一步的，所述高度测量装置为原点传感器。

进一步的，所述检测系统还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述可伸缩机构伸缩。

进一步的，所述驱动装置为伺服电动机。

进一步的，所述检测系统还包括控制装置，所述控制装置用于控制所述驱动装置和所述原点传感器。

进一步的，所述控制装置包括输入模块，所述输入模块用于设定所述驱动装置驱动所述可伸缩机构的伸缩高度。

进一步的，所述控制装置还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述原点传感器测得的所述浮动顶板与所述校准参考面之间的距离。

进一步的，所述待校准件连接结构为固定通孔。

采用上述技术方案，本申请实施例所述的用于高度校准的检测系统具有如下有益效果：

本申请实施例所述的检测系统，通过浮动顶板将待校准的液位探头固定，通过可伸缩机构的伸缩模拟液位变化，通过高度测量装置测得校准值；该测量系统可准确模拟各种液位的变化，只需要将雷达液位探头安装在浮动顶板上，而无需调节堰槽内流动的废水污水的实际流量大小，从而模拟明渠内和罐体内的液位高度变化。测量过程中无需等待液位缓慢变化，通过伸缩导杆的快速变化就可以对液位探头进行全量程检测，大大提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例的用于高度校准的检测系统；

图2为本申请一个实施例的用于高度校准的检测系统；

图3为本申请一个实施例的用于高度校准的检测系统；

以下对附图作补充说明：

10-浮动顶板；11-待校准件连接结构；20-基座；31-伸缩导杆；41-原点传感器；50-浮动底板；60-控制装置；70-伺服电动机。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

明渠堰槽流量计多应用于企业生产总排水、城市水处理监控。此类堰槽尺寸相对都较大，堰槽中废水也长期处于大流量排如城市河网的状态，对明渠堰槽流量计进行检测的时候，需要对堰槽尺寸和液位高度进行多次测量，检测人员需要经常站立于堰槽上，由于明渠堰槽通常为露天安装，下雨和环境湿滑的情况较多，有人员安全隐患。液位计使用场景则相对广泛，包括食品药品制造业企业等，但液位计常常被安装在金属罐体上，雷达式液位计又通常被安装在金属罐体顶端，金属罐体内又属于封闭环境，登高作业也具有一定作业危险。

如图1所示，本申请实施例公开了一种用于高度校准的检测系统，其特征在于，包括：基座20、浮动顶板10、可伸缩机构和高度测量装置，可伸缩机构包括第一端和第二端，第一端设置在基座20上；浮动顶板10与第二端连接，浮动顶板10上设有待校准件连接结构11；高度测量装置用于测量浮动顶板10与校准参考面之间的距离。

本申请实施例所述的检测系统，通过浮动顶板10将待校准的液位探头固定，通过可伸缩机构的伸缩模拟液位变化，通过高度测量装置测得校准值；该测量系统可准确模拟各种液位的变化，只需要将雷达液位探头安装在浮动顶板10上，而无需调节堰槽内流动的废水污水的实际流量大小，从而模拟明渠内和罐体内的液位高度变化。测量过程中无需等待液位缓慢变化，通过伸缩导杆31的快速变化就可以对液位探头进行全量程检测，大大提高了工作效率。

本申请实施例中，如图1至图3所示，基座20为支撑底座，基座20上设有可伸缩机构，可伸缩机构上设有浮动顶板10，可伸缩机构用于调节浮动顶板10与基座20之间的距离，可选的，可伸缩机构可以为伸缩杆、伸缩板、伸缩滑槽等伸缩结构；可选的，可伸缩机构还可以为剪叉伸缩臂等高度调节机构。浮动顶板10安装在可伸缩机构上，浮动顶板10设有用于固定待校准件的待校准件连接结构11，其中，待校准件为明渠堰槽流量计或雷达式液位计等装置的液位探头，可选的，待校准件连接结构11可以为安装孔、安装座、安装卡槽等结构。高度测量装置用于测量浮动顶板10与校准参考面之间的距离，对于超声波液位探头而言，校准参考面即为超声波反射面，液位探头校准时，液位探头固定在浮动顶板10上，液位探头发出的超声波经过校准参考面反射回液位探头。可选的，校准参考面可以为基座20面，也可以为设置在基座20与浮动顶板10之间任意位置的反射面。高度测量装置可以为带刻度的标尺、距离传感器等装置。

可伸缩机构为伸缩导杆31。

本申请实施例中，如图2和图3所示，选用伸缩导杆31作为可伸缩机构可以使结构更简洁，同时保证伸缩的可靠性，降低系统成本。伸缩导杆31一端固定在基座20上，另一端与浮动顶板10连接，伸缩导杆31的数量至少为两个，也可以有更多个。

如图3所示，检测系统还包括浮动底板50，浮动底板50套设在伸缩导杆31上。

本申请实施例中，在一些情况下，如待校准件的量程小于伸缩导杆31的最小长度，即伸缩导杆31收缩至最短时，浮动顶板10与基座20之间的距离仍超过待校准件的量程，此时可通过在基座20与浮动顶板10之间设置一个活动的浮动底板50来作为校准参考面。浮动底板50套设在伸缩导杆31上，浮动底板50可沿伸缩导杆31上下滑动，可选的，浮动底板50可拆卸地设置在伸缩导杆31上。

如图2和图3所示，高度测量装置为原点传感器41。

本申请实施例中，为了保证校准精度，减小误差，可采用原点传感器41测量浮动顶板10与校准参考面之间的距离。具体的，原点传感器41为距离传感器，原点传感器41的数量为两个，一个设置在浮动顶板10上，另一个设置在基座20上。在一些实施例中，原点传感器41数量还可以为一个，原点传感器41设置在基座20上，通过光栅光线原理测得浮动顶板10与基座20之间的距离。

检测系统还包括驱动装置，驱动装置用于驱动可伸缩机构伸缩。

本申请实施例中，可伸缩机构可以通过手动进行伸缩，也可以通过驱动装置驱动可伸缩机构伸缩，驱动装置作为可伸缩机构伸缩的动力机构，可以通过电场力、磁场力或弹力等驱动可伸缩机构伸缩。例如，驱动装置为被压缩的弹簧，可伸缩机构自上而下设有多级限位凸起，驱动装置通过弹簧的弹力实现驱动可伸缩机构伸缩。

如图2和图3所示，驱动装置为伺服电动机70。

本申请实施例中，为了提高测量系统的智能程度，同时保证控制精确度，可采用伺服电动机70来驱动可伸缩机构伸缩。

如图2和图3所示，检测系统还包括控制装置60，控制装置60用于控制驱动装置和原点传感器41。

本申请实施例中，检测系统通过控制装置60实现自动化控制，控制装置60内设有接收模块和电机控制模块，接收模块用于接收原点传感器41反馈的信号，电机控制模块用于控制电机驱动可伸缩机构伸缩。

控制装置60包括输入模块，输入模块用于设定驱动装置驱动可伸缩机构的伸缩高度。

本申请实施例中，在超声波探头校准过程中，通常需要多次测得不同距离，以保证校准的准确度。在校准过程中，通过输入模块设定高度值，然后电机控制模块根据设定值驱动可伸缩机构伸缩。

控制装置60还包括显示模块，显示模块用于显示原点传感器41测得的浮动顶板10与校准参考面之间的距离。

本申请实施例中，伺服电动机70推拉可伸缩机构，起到升降浮动顶板10的效果，显示模块则实时显示浮动顶板10和校准参考面之间的实时距离。

如图1至图3所示，待校准件连接结构11为固定通孔。

本申请实施例中，超声波探头可通过卡接、螺接或粘接的方式固定在固定通孔内。在检测系统实际使用时，由于各个厂家探头型号略微有区别，但是有安装在探头上的旋转配件，可以像螺帽一样夹固在浮动顶板10上。

如图1至图3所示，本申请实施例中，不锈钢的伸缩导杆31连接了浮动顶板10和基座20，浮动底板50套设在伸缩导杆31上，在伺服电动机70驱动下可以迅速平稳的伸缩，同时保持浮动顶板10和基座20之间的平行。浮动顶板10为检测系统顶端部分，是一个带圆形漏孔的超声波液位探头安装平台，可以将超声波污水流量计的液位探头拆下后安装在漏孔之中，也可以将雷达式液位计的探头安装在漏孔中，并通过紧固件将探头紧固，确保探头与检测装置之间不发生移动。浮动底板50为可移动液位反射底板，设计为与浮动顶板10保持平行，可以做到浮动底板50向上移动后与浮动顶板10贴近，实现较小量程的液位反射距离。从液位探头安装的浮动顶板10发射的超声波可垂直反射在浮动底板50上。伺服电动机70可以驱动伸缩导杆31伸长和收缩，从而实现浮动顶板10和基座20之间的远距离与近距离之间相互转换。且根据原点传感器41可计算浮动底板50和浮动顶板10之间的实际距离，直观输出显示到控制装置60的显示模块上。控制装置60通过电机控制模块控制伺服电动机70推拉伸缩导杆31，起到升降浮动顶板10的效果，显示模块则实时显示浮动顶板10和校准参考面之间的实时距离。输入模块可以手动输入需要的距离，电机控制模块会根据输出指令让伸缩导杆31迅速平稳的到达指定的距离。

本申请实施例以超声波明渠流量计检测为例对检测系统的校准过程进行说明，检测人员将二次仪表上的液位高度和流量数据记录，然后将液位探头从明渠堰槽上拆下，安装在便携式检测装置的浮动顶板10平台上，紧固后观察二次仪表数据。若二次仪表上液位高度未有显示，则需要操作控制仪上下移动浮动顶板10，直到二次仪表上有液位高度显示，等液位高度稳定后，可以开始下一步检测。根据现场堰槽类型和堰槽尺寸测量数据，查表得到该明渠堰槽的流量范围和水头范围。根据最大水头范围的80％，把高度平均分成5份，控制驱动电机移动浮动顶板10，每次移动完成后，待二次仪表上所显示液位和流量数据稳定后，记录下液位高度数据和流量数据，同时记录显示器所显示的液位高度数据。检测完成后，将液位探头重新安装回明渠堰槽，确保探头安装到位，可在探头安装位置上点上清漆。安装完成后，查看二次仪表上所显示的液位数据和流量数据是否恢复到最开始所记录的状态。对于雷达式液位计，同样参照超声波明渠的液位探头进行检测。

本申请实施例中，使用该检测系统对3台不同规格型号不同尺寸的巴歇尔槽明渠进行检测，检测数据如表1所示：

表1三个巴歇尔槽的液位高度和流量检测数据表

由表1可见：使用该检测系统检测常见的不同尺寸的巴歇尔槽明渠流量计，液位探头显示的液位高度和标准液位高度差值小于等于±3mm，符合要求。使用该检测系统检测常见的不同尺寸的巴歇尔槽明渠流量计，探头安装完成后，模拟液位高度变化特别高效，大大减少了检测人员的时间，提高了效率。用该检测系统用在雷达式液位计的检测，将雷达式液位计的雷达发射端安装在探头安装平台上，根据液位反射板的移动同样可以对雷达式液位计进行检测。

本申请实施例所述的检测系统，装有伸缩导杆31，配合原点传感器41，确保了浮动底板50和校准参考面之间距离的精度准确；伸缩导杆31和浮动底板50伸缩移动后可以将检测装置变为体积极小的状态，适合携带搬运；控制装置60可以手动输入需要的液位距离，控制装置60控制伺服电动机70自动达到要求高度，规避了人为操作引起的人为误差。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于高度校准的检测系统，其特征在于，包括：基座(20)、浮动顶板(10)、可伸缩机构和高度测量装置，

所述可伸缩机构包括第一端和第二端，所述第一端设置在所述基座(20)上；

所述浮动顶板(10)与所述第二端连接，所述浮动顶板(10)上设有待校准件连接结构(11)；

所述高度测量装置用于测量所述浮动顶板(10)与校准参考面之间的距离。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述可伸缩机构为伸缩导杆(31)。

3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括浮动底板(50)，所述浮动底板(50)套设在所述伸缩导杆(31)上。

4.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述高度测量装置为原点传感器(41)。

5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述可伸缩机构伸缩。

6.根据权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述驱动装置为伺服电动机(70)。

7.根据权利要求5或6所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括控制装置(60)，所述控制装置(60)用于控制所述驱动装置和所述原点传感器(41)。

8.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述控制装置(60)包括输入模块，所述输入模块用于设定所述驱动装置驱动所述可伸缩机构的伸缩高度。

9.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述控制装置(60)还包括显示模块，所述显示模块用于显示所述原点传感器(41)测得的所述浮动顶板(10)与所述校准参考面之间的距离。

10.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述待校准件连接结构(11)为固定通孔。

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