CN216050133U - 点触式液位测量系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种点触式液位测量系统。该点触式液位测量系统用于井(7)的液位测量，其特征在于，所述点触式液位测量系统包括控制器、电机、绞盘(1)、导线和电极，所述控制器连接到所述电机，并且用于控制所述电机驱动所述绞盘(1)转动，所述导线至少部分地缠绕于所述绞盘且能够从所述绞盘(1)放出而展开到所述井(7)中，所述导线的一端连接于所述电极，所述导线的另一端连接于控制器，所述导线用于将所述电极触水时发出的信号传递给所述控制器。

Description

点触式液位测量系统

技术领域

本申请涉及液位测量装置，尤其涉及一种点触式液位测量系统。

背景技术

现有基于超声、红外的非接触式液位测量方式成本高，功耗高，施工难度大。而基于电容、液压差的接触式测量方式都需要探头长期处于污水中，探头容易污损，甚至堵住管井，设备运维难度大。

实用新型内容

为了改善或解决背景技术中提到的至少一个问题，本申请提供了一种点触式液位测量系统。

本申请提供的点触式液位测量系统包括控制器、电机、绞盘、导线和电极，

所述控制器连接到所述电机，并且用于控制所述电机驱动所述绞盘转动，

所述导线至少部分地缠绕于所述绞盘且能够从所述绞盘放出而展开到所述井中，所述导线的一端连接于所述电极，所述导线的另一端连接于控制器，所述导线用于将所述电极触水时发出的信号传递给所述控制器。

在至少一个实施方式中，所述点触式液位测量系统包括线缆，所述导线容纳于所述线缆中或者所述导线构成所述线缆，

所述绞盘包括凹槽，所述线缆至少部分地缠绕于所述凹槽，

所述线缆的直径或所述线缆的截面在所述绞盘的轴向上的尺寸等于所述凹槽的宽度。

在至少一个实施方式中，所述绞盘包括转动轴和位于轴向两侧的转动盘，所述轴向两侧的转动盘之间的空隙为所述凹槽。

在至少一个实施方式中，所述绞盘为圆柱形旋转体，所述凹槽螺旋盘绕地设置于所述圆柱形旋转体的周面上。

在至少一个实施方式中，所述导线包括第一导线和第二导线，所述电极包括第一电极和第二电极，

所述第一导线的一端连接于所述第一电极，所述第一导线的另一端连接于所述控制器，

所述第二导线的一端连接于所述第二电极，所述第二导线的另一端连接于所述控制器。

在至少一个实施方式中，所述第一电极和所述第二电极具有电极触点，所述电极触点用于接触液体并通过所述电极触点和所述液体在所述第一电极和所述第二电极之间形成导通。

在至少一个实施方式中，所述第一电极和所述第二电极之间设置有绝缘限位杆，所述绝缘限位杆使得所述第一电极的电极触点和所述第二电极的电极触点之间具有间距。

在至少一个实施方式中，所述第一电极和所述第二电极之间设置有绝缘限位杆，所述第一电极和所述第二电极自然悬挂于所述绝缘限位杆时，所述第一电极的电极触点和所述第二电极的电极触点的水平高度相等。

在至少一个实施方式中，所述点触式液位测量系统包括角度传感器，所述角度传感器安装到所述电机以测量所述电机的转子或输出轴的转动角度，或者所述角度传感器安装到所述绞盘以测量所述绞盘的转动角度，所述角度传感器连接到所述控制器，所述控制器被构造成基于所述角度传感器的信号计算所述电极的位置。

在至少一个实施方式中，所述点触式液位测量系统包括数据传输控制单元，所述数据传输控制单元用于将所述控制器的数据传输到所述井以外。

本申请通过控制器和电机控制绞盘转动，使收纳于绞盘的导线带动电极垂掉于井中，将电极与管井中的液面接触时的电路导通信号作为触水信号，得出电极运动前与触水时的运动距离，通过计算间接得出液面距井底的高度。具有结构简单、安装维护测量方便、不易污损、低功率、低成本、高精度、耐高温的优点。

附图说明

图1示出了根据本申请实施方式的点触式液位测量系统的结构示意图。

图2是示出了本申请实施方式的点触式液位测量系统的安装方式/测量步骤的示意图。

附图标记说明

1绞盘；2线缆；3第一导线；4第二导线；5第一电极；6第二电极；7管井；8凹槽；9绝缘限位杆；D初始距离；G最大高度；H1电极第一下降距离；L1液面第一高度；H2电极第二下降距离。

具体实施方式

下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。

本申请提供了一种点触式液位测量系统。如图1、2所示，该点触式液位测量系统包括控制器、电机、角度传感器、绞盘1、线缆2、第一导线3、第二导线4、第一电极5、第二电极6。该点触式液位测量系统可以用于测量井7的液位。

控制器可以是微控制器，控制器可以通过电机控制绞盘1的转动。角度传感器可以安装到电机，角度传感器将例如电机的转子或输出轴的转动角度信号反馈给控制器。通过电机的转子或输出轴的转动角度信号可以得到绞盘1的转动量信息，进而可以得到线缆2的放出(即，从绞盘1释放出)和收回(即，绕回到绞盘1上)的长度。或者，角度传感器可以安装到绞盘1，将绞盘1的转动角度信号反馈给控制器。控制器可以被构造为具有反馈控制线缆2运动、基于角度传感器的信号计算电极位置等功能的微控制器，例如单片机，实现反馈控制。可以理解，控制器、电机、角度传感器的类型和设置方式本申请不限制。

绞盘1可以具有凹槽8，线缆2可以设置于凹槽8中，线缆2随着绞盘1的转动缠绕于绞盘1或展开到井7。线缆2的截面可以为圆形或为具有一定宽度的矩形或不规则形状。线缆2的直径或线缆2的截面在绞盘1的轴向上的尺寸可以等于凹槽8的宽度。凹槽8可以限制线缆2的晃动，使得绞盘1转动角度与线缆2展开长度之间的对应关系容易计算。

可以理解，绞盘1和凹槽8的形状不限制。例如图1所示，绞盘1可以包括转动轴和位于轴向两侧的转动盘，轴向两侧的转动盘之间的空隙为凹槽8，线缆2可以层叠地缠绕在绞盘1的凹槽8中。或者，绞盘1为圆柱形旋转体，凹槽8螺旋盘绕地设置于圆柱形旋转体的周面上(图中未示出)。

可以在井外做实验，以线缆2未展开时为起始位置，统计不同位置处绞盘转动角度对应的线缆展开长度，计算出绞盘1转动角度与线缆2展开长度之间的关系。

线缆2中可以包括第一导线3和第二导线4。第一导线3的一端可以连接第一电极5，第一导线3的另一端可以连接微控制器。第二导线4的一端可以连接第二电极6，第二导线4的另一端可以连接微控制器。

第一电极5和第二电极6具有电极触点，可以在第一电极5和第二电极6之间设置绝缘限位杆9，使第一电极5和第二电极6的电极触点之间具有间距。并安装使得电极自然悬挂于绝缘限位杆9时，第一电极5和第二电极6的电极触点(例如电极上的最低点)的水平高度相同。

第一电极5和第二电极6的电极触点接触液面，第一电极5和第二电极6借助液体形成导通，并通过第一导线3和/或第二导线4将导通信号传递给微控制器，作为电极触水的标志。微控制器随即停止电机运转，停止电极的进一步下落。结合角度传感器及绞盘1转动角度与线缆2展开长度之间的关系，可以计算得知线缆2的展开长度，即电极与距液面之间的初始距离。

本申请可以包括数据传输控制单元(图中未示出)，通过数据传输控制单元将微控制器中的数据发送到其他装置，如井外的控制台。本申请利用电极进行点触式测量，具有结构简单、安装维护测量方便、不易污损、低功率、低成本、高精度、耐高温、不易产生电火花等危险的优点，除了应用于普通管井外，还可以扩展应用于本安型矿井水位测量和地热井水位测量。

本申请提供了如图2所示的实施例。

可以将绞盘1悬挂式安装于井7的井口位置，并将第一电极5和第二电极6的电极触点位置作为初始位置。通过实际测量首先得出井底与初始位置之间的初始距离D，并预估出井7中液位的最大高度G。可以理解，在具有横向管道的管井中，该最大高度约等于横向管道的直径。

控制线缆2展开到井7，当第一电极5和第二电极6的电极触点接触水面时，电极之间形成导通回路并将该导通信号传到微控制器。此时，可以计算得知电极第一下降距离H1，第一液面高度L1＝D-H1。

测得液面高度(液位)后，可以抬升电极，使电极脱离液面。例如可以将第一电极5和第二电极6的电极触点升至最大高度G处，微控制器进入休眠省电状态。

进行测量时，唤醒微控制器。第一电极5和第二电极6的电极触点从最大高度G处下降，接触液面时电极导通，获得电极第二下降距离H2，第二液面高度L2＝G-H2。

后续测量周期可以重复上述测量步骤。

由于测量周期可能比较频繁(例如5分钟/次)，将第一电极5和第二电极6的电极触点悬停于最大高度G，从最大高度G处进行后续测量相比于每次悬停于初始位置，可以节省能源。

以上所述是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种点触式液位测量系统，所述点触式液位测量系统用于井的液位测量，其特征在于，

所述点触式液位测量系统包括控制器、电机、绞盘、导线和电极，

所述控制器连接到所述电机，并且用于控制所述电机驱动所述绞盘转动，

所述导线至少部分地缠绕于所述绞盘且能够从所述绞盘放出而展开到所述井中，所述导线的一端连接于所述电极，所述导线的另一端连接于控制器，所述导线用于将所述电极触水时发出的信号传递给所述控制器。

2.根据权利要求1所述的点触式液位测量系统，其特征在于，

所述点触式液位测量系统包括线缆，所述导线容纳于所述线缆中或者所述导线构成所述线缆，

所述绞盘包括凹槽，所述线缆至少部分地缠绕于所述凹槽，

所述线缆的直径或所述线缆的截面在所述绞盘的轴向上的尺寸等于所述凹槽的宽度。

3.根据权利要求2所述的点触式液位测量系统，其特征在于，

所述绞盘包括转动轴和位于轴向两侧的转动盘，所述轴向两侧的转动盘之间的空隙为所述凹槽。

4.根据权利要求2所述的点触式液位测量系统，其特征在于，

所述绞盘为圆柱形旋转体，所述凹槽螺旋盘绕地设置于所述圆柱形旋转体的周面上。

5.根据权利要求1所述的点触式液位测量系统，其特征在于，

所述导线包括第一导线和第二导线，所述电极包括第一电极和第二电极，

所述第一导线的一端连接于所述第一电极，所述第一导线的另一端连接于所述控制器，

所述第二导线的一端连接于所述第二电极，所述第二导线的另一端连接于所述控制器。

6.根据权利要求5所述的点触式液位测量系统，其特征在于，

所述第一电极和所述第二电极具有电极触点，所述电极触点用于接触液体并通过所述电极触点和所述液体在所述第一电极和所述第二电极之间形成导通。

7.根据权利要求6所述的点触式液位测量系统，其特征在于，

所述第一电极和所述第二电极之间设置有绝缘限位杆，所述绝缘限位杆使得所述第一电极的电极触点和所述第二电极的电极触点之间具有间距。

8.根据权利要求6所述的点触式液位测量系统，其特征在于，

所述第一电极和所述第二电极之间设置有绝缘限位杆，所述第一电极和所述第二电极自然悬挂于所述绝缘限位杆时，所述第一电极的电极触点和所述第二电极的电极触点的水平高度相等。

9.根据权利要求1所述的点触式液位测量系统，其特征在于，

所述点触式液位测量系统包括角度传感器，所述角度传感器安装到所述电机以测量所述电机的转子或输出轴的转动角度，或者所述角度传感器安装到所述绞盘以测量所述绞盘的转动角度，所述角度传感器连接到所述控制器，所述控制器被构造成基于所述角度传感器的信号计算所述电极的位置。

10.根据权利要求1所述的点触式液位测量系统，其特征在于，

所述点触式液位测量系统包括数据传输控制单元，所述数据传输控制单元用于将所述控制器的数据传输到所述井以外。

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