CN217585954U - 一种多参数测量的液位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多参数测量的液位计，涉及液位计，包括电容式液位计，所述电容式液位计包括液位电极管和表头，所述液位电极管与表头通过连接法兰连接，所述连接法兰具有连通大气的导气孔，所述导气孔内固定且密封连接有测量相对压力的压力传感器，所述压力传感器、液位电极管均与表头信号连接。本实用新型将多种传感器集成在液位计上，减少罐体开孔和降低安装难度和安装工作强度，并且工作人员更容易保证罐体的密封性能。

Description

一种多参数测量的液位计

技术领域

本实用新型涉及液位计，特别是一种多参数测量的液位计。

背景技术

在一些特定的特殊场合，如液化石油气储罐、电解液储罐和液态二氧化碳储罐等场合，需要对液体进行液位检测外还需要测量该液体的温度和压力，传统的方式是在储罐上开设多个安装孔，多个安装孔内分别安装液位传感器、温度传感器和压力传感器，各种传感器需要逐一安装，工作人员的工作量较大，并且为了保证罐体的密封性能，安装难度也随之增加；其次，有些罐体由于形状或强度、应力集中等因素的限制，罐体上也不便于开设过多的安装孔。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种多参数测量的液位计，其将多种传感器集成在液位计上，减少罐体开孔和降低安装难度和安装工作强度，并且工作人员更容易保证罐体的密封性能。

本实用新型采用的技术方案如下：一种多参数测量的液位计，包括电容式液位计，所述电容式液位计包括液位电极管和表头，所述液位电极管与表头通过连接法兰连接，所述连接法兰具有连通大气的导气孔，所述导气孔内固定且密封连接有测量相对压力的压力传感器，所述压力传感器、液位电极管均与表头信号连接。

进一步地，所述导气孔同轴线固定连接有导气管，所述导气管位于表头内，所述压力传感器固定于导气管内。

进一步地，所述液位电极管包括第一电极管和第二电极管，所述第一电极管插入第二电极管并且该第一电极管与第二电极管的轴线共线，所述第一电极管与第二电极管均与表头连接。

进一步地，所述第一电极管与第二电极管之间套设有绝缘套。

进一步地，所述表头包括控制器，所述压力传感器、液位电极管均与控制器信号连接；所述控制器上电连接有用于无线传输的天线，所述天线与终端信号连接。

进一步地，所述液位电极管的下端固定有温度传感器，所述温度传感器与控制器信号连接。

进一步地，所述表头还包括壳体，所述壳体与连接法兰固定连接，所述控制器安装于壳体内。

进一步地，所述壳体上开设有安装孔，所述安装孔内固定有显示屏，所述显示屏与控制器信号连接。

进一步地，所述壳体上有用于调节参数设置的按钮，所述按钮与控制器信号连接。

进一步地，所述控制器的电能输入端连接变电器，所述变电器的电能输入端连接有锂电池或外接电网。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过将压力传感器设置在电容式液位计的连接法兰上，使得电容式液位计能够测量液位的同时测量罐体内的相对压力，实现多种参数的测量；

2、本实用新型将压力传感器安装在电容式液位计上，无需再在罐体上开设用于安装压力传感器的孔，减少罐体开孔和降低安装难度和安装工作强度，并且工作人员更容易保证罐体的密封性能；

3、本实用新型通过设置导气孔，导气孔连通空气，并且利用压力传感器隔绝导气孔，使得压力传感器一端受罐体内的压力，压力传感器的另一端受大气压力，从而能够直接测得罐体内的相对气压值。

附图说明

图1为本实用新型的三维结构示意图；

图2为图1中B处的放大示意图；

图3为本实用新型的正视结构简图；

图4为图3中A－A方向的剖视结构示意图；

图中标记：1－表头；11－壳体；12－天线；13－显示屏；14－按钮；2－连接法兰；21－导气孔；3－压力传感器；4－液位电极管；41－第二电极管；42－绝缘套；43－第一电极管；5－温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1－图4所示，一种多参数测量的液位计，包括电容式液位计，所述电容式液位计包括液位电极管4和表头1，液位电极管4是测量液位的主要部件，液位电极管4主要包括两个相互套接的电极，根据电极管之间的介质所占面积不同，电极与电极形成的电容也就不同，根据电容的变化，就能测得液位的高度；

在本实施例中，所述液位电极管4与表头1通过连接法兰2连接，连接法兰2在本实施例中的一个作用是用于连接固定表头1和固定液位电极管4，表头1与液位电极管4分别固定在连接法兰2的两端；另一个作用是将与罐体连接，将装置固定在罐体上；所述连接法兰2具有连通大气的导气孔21，在将连接法兰2安装在罐体后，导气孔21是连通大气与罐体内部的，所述导气孔21内固定且密封连接有测量相对压力的压力传感器3，压力传感器3隔绝导气孔21，将导气孔21封闭，保证罐体的密封，压力传感器3的一端接受罐体内的气压，压力传感器3的另一端接受大气气压，从而压力传感器3获得相对气压值(相对气压值是评判罐体的压力安全性评判数据，根据环境的不同，相对气压值也会改变)。

进一步地，所述压力传感器3优选MPM283型号的压阻式压力敏感元件，是一种采用不锈钢波纹膜片隔离的压力测量元件，一体化结构，耐压值高、稳定可靠。

在本实施例中，所述压力传感器3、液位电极管4均与表头1信号连接，液位电极管4获得的液位信号与压力传感器3获得的压力信号传递给表头1，表头1对数据进行处理。

需要说明的是，市场上生产的压力传感器3是通过引脚进行连接，在本实施例中，引脚可以连接信号线的一端，通过信号线的另一端的USB接头或引脚接头与表头1连接。

进一步地说明，液位电极管4如上文所述的包括两根电极，两根电极通过电线与表头1连接，使得两根电极、表头1构成一个完整的回路。

在本实施例中，为了给予压力传感器3足够的安装位置，所述导气孔21固定连接有导气管，导气管优选与导气孔21同轴线固定连接；所述导气管位于表头1内，所述压力传感器3固定于导气管内，压力传感器3的外壁与导气管的内壁固定连接且密封，实现将罐体内部与大气隔离。

在本实施例中，关于液位电极管4的详细结构如下：所述液位电极管4包括第一电极管43和第二电极管41，所述第一电极管43插入第二电极管41，第一电极管43与第二电极管41之间形成电容，第一电极管43与第二电极管41插入具有介质的罐体内后，根据液体介质的液位深度不同，液体淹没第一电极管43、第二电极管41的深度不同，第一电极管43与第二电极管41之间形成的电容能力不同，从而，根据检测第一电极管43与第二电极管41之间的电压就能实现对不同液位的检测。

进一步地，在本实施例中，为了避免第一电极管43与第二电极管41相互接触，并且使得第一电极管43与第二电极管41各个位置之间的间距相等(电容的大小与两电极之间的间距有关)，该第一电极管43与第二电极管41的轴线共线，所述第一电极管43与第二电极管41均与表头1连接，第一电极管43、第二电极管41和表头1形成完整的电回路。

更进一步地，在本实施例中，为了避免第一电极管43与第二电极管41之间相互接触，从而避免第一电极管43、第二电极管41短路，所述第一电极管43与第二电极管41之间套设有绝缘套42，绝缘套42套在第一电极管43上，隔离第一电极管43与第二电极管41。

在本实施例中，所述表头1包括控制器，所述压力传感器3、液位电极管4均与控制器信号连接，如上文所述，压力传感器3通过信号线以USB接头或者引脚接头与控制器连接；液位电极管4的第一电极管43、第二电极管41均通过电线与控制器连接，第一电极管43、第二电极管41、控制器构成回路；所述控制器上电连接有用于无线传输的天线12，天线12设置在表头1外，用于传输和接受无线信号，所述天线12与终端信号连接，控制器获得的数据通过天线12利用无线传输能力将数据传送给终端，也可以通过终端返回的指令传给控制器，控制器控制参数的设置。

在本实施例中，为了增加该装置的能力，增加温度检测效果，所述液位电极管4的下端固定有温度传感器5，温度传感器5检测罐体内液体介质的温度，所述温度传感器5与控制器信号连接，温度传感器5将温度数据传递给控制器。

进一步地，所述温度传感器5优选热电阻，其具体型号是PT100，其阻值会随着温度的变化而变化，在本实施例中，温度传感器5与控制器的电能输出端的正负极连接形成一个闭合的回路，根据检测温度传感器5上的分压，从而获得温度传感器5的阻值，进一步地获得温度传感器5检测到的温度数据。

更进一步地，在本实施例中，所述控制器优选PIC单片机，PIC单片机是把中央处理器、存储器、定时/计数器、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机，具有自编译功能。

需要说明的是，在本实施例中，温度传感器5主要是检测罐体内液体介质的温度，将其安装在最下端，是由于液体由于自身重力的影响会沉积在罐体的底部，温度传感器5能够最直接、最接近、最准确的检测液体介质的温度；如果温度传感器5安装在其他地方，可能会影响温度传感器5检测的温度数据。

在本实施例中，为了保护控制器，所述表头1还包括壳体11，所述壳体11与连接法兰2固定连接，所述控制器安装于壳体11内。

在本实施例中，为了能够在现场直观的知道罐体内的温度、液位和相对压力信息，所述壳体11上开设有安装孔，所述安装孔内固定有显示屏13，安装孔的几何尺寸与显示屏13的几何尺寸相匹配，所述显示屏13通过数据线与控制器信号连接，数据线具有SPI或UART、I2C中的一种或多种接头，数据线通过接头将显示屏13与控制器连接。

在本实施例中，显示屏13显示温度、液位、压力等数据。

在本实施例中，如上文所述，终端可以通过无线信号给予控制器指令，控制器根据指令对测量温度、液位和压力的参数进行设置；对于在现场中，为了实现现场也能进行参数设置，所述壳体11上有用于调节参数设置的按钮14，所述按钮14与控制器信号连接，控制器根据不同的按钮14实现付参数的设置。

在本实施例中，如上文所述可知，如温度传感器5、液位电极管4和压力传感器3均需要电能的维持才能实现数据的测量，所述控制器的电能输入端连接变电器，变电器将常规电压转变成控制器的额定电压，使控制器能够正常工作；所述变电器的电能输入端连接有锂电池或外接电网，锂电池或电网为装置提供持续的电能，当然，考虑到实际情况，罐体可能会存在运输的工况，所以，本实施例中优选锂电池提供电能。

在本实施例中，一种多参数测量的液位计的工作方式如下：

S1：对于液位的数据获取；第一电极管43与第二电极管41被液体淹没的深度不同，第一电极管43与第二电极管41之间形成的电容也不同，通过检测第一电极管43与第二电极管41之间的电容，从而获得罐体内液位的数据；

S2：对于温度的数据获取；温度传感器5的阻值根据温度的变化而变化，获取温度传感器5的分压，就能获取罐体内的实时温度；

S3：对于相对压力的数据获取，压力传感器3封闭导气管，两端分别受到罐体内的压力、大气的压力，从而获得相对气压值。

在本实施例中，将温度传感器5、压力传感器3集成在液位计上，对于罐体的多数据测量，只需要在罐体上开设一个用于安装液位计的孔，就能实现三种传感器的安装，少罐体开孔和降低安装难度和安装工作强度，并且工作人员更容易保证罐体的密封性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多参数测量的液位计，其特征在于：包括电容式液位计，所述电容式液位计包括液位电极管(4)和表头(1)，所述液位电极管(4)与表头(1)通过连接法兰(2)连接，所述连接法兰(2)具有连通大气的导气孔(21)，所述导气孔(21)内固定且密封连接有测量相对压力的压力传感器(3)，所述压力传感器(3)、液位电极管(4)均与表头(1)信号连接。

2.根据权利要求1所述的多参数测量的液位计，其特征在于：所述导气孔(21)固定连接有导气管，所述导气管位于表头(1)内，所述压力传感器(3)固定于导气管内。

3.根据权利要求1所述的多参数测量的液位计，其特征在于：所述液位电极管(4)包括第一电极管(43)和第二电极管(41)，所述第一电极管(43)插入第二电极管(41)并且该第一电极管(43)与第二电极管(41)的轴线共线，所述第一电极管(43)与第二电极管(41)均与表头(1)连接。

4.根据权利要求3所述的多参数测量的液位计，其特征在于：所述第一电极管(43)与第二电极管(41)之间套设有绝缘套(42)。

5.根据权利要求1－4任意一项所述的多参数测量的液位计，其特征在于：所述表头(1)包括控制器，所述压力传感器(3)、液位电极管(4)均与控制器信号连接；所述控制器上电连接有用于无线传输的天线(12)，所述天线(12)与终端信号连接。

6.根据权利要求5所述的多参数测量的液位计，其特征在于：所述液位电极管(4)的下端固定有温度传感器(5)，所述温度传感器(5)与控制器信号连接。

7.根据权利要求5所述的多参数测量的液位计，其特征在于：所述表头(1)还包括壳体(11)，所述壳体(11)与连接法兰(2)固定连接，所述控制器安装于壳体(11)内。

8.根据权利要求7所述的多参数测量的液位计，其特征在于：所述壳体(11)上开设有安装孔，所述安装孔内固定有显示屏(13)，所述显示屏(13)与控制器信号连接。

9.根据权利要求7所述的多参数测量的液位计，其特征在于：所述壳体(11)上有用于调节参数设置的按钮(14)，所述按钮(14)与控制器信号连接。

10.根据权利要求7所述的多参数测量的液位计，其特征在于：所述控制器的电能输入端连接变电器，所述变电器的电能输入端连接有锂电池或外接电网。

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