CN217605079U - 超声波液位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声波液位检测装置，所述超声波液位检测装置包括：壳体组件，所述壳体组件设有第一开口和容置腔，所述第一开口与容置腔连通；探头组件，所述探头组件位于所述容置腔中，且所述探头组件的检测面朝向所述第一开口设置；耦合件，所述耦合件位于所述容置腔中，所述探头组件通过耦合件用于与被测容器耦合。上述超声波液位检测装置，不会对容器内的液体直接接触，不对液体产生污染，也不受液体的腐蚀，有利于提高工作可靠性。并且耦合的方式无需安装在被测容器上，便于拆卸和更换，对被测容器的结构要求第，不需要额外提供案头的安装空间，有利于提高超声波液位检测装置的适用范围和兼容性。

Description

超声波液位检测装置

技术领域

本实用新型涉及自动液位检测技术领域，特别是涉及一种超声波液位检测装置。

背景技术

随着传感器技术的发展，出现了液位检测技术，在如食品饮料、日化品、医药、半导体等行业自动化生产过程中，为了保障产品质量的一致性，生产过程直接由人工监控和干预的时代已经远去，液位测量和监控扮演着越来越重要的角色，可以说，液位的测量和监控直接影响着产品的质量，甚至关系到生产的过程是否能够顺利进行。

传统技术中，液位检测常采用浮球式测量方法，通过浮球的上下升降来检测液面的变化，检测方式为机械检测，对于测水箱水位低水位和满水位信号，往往需要两个浮球的一套较大型装置才能完成，且检测精度容易受浮力影响，重复精度差，不同液体需要重新校准，因此，出现了取代浮球的超声波液位计。

然而，目前的超声波液位计安装在容器内，安装维修不便，探头直接与液体接触，会导致影响水质，还会影响检测精度。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种超声波液位检测装置，能够有效保证检测精度，同时提高拆装使用便利性。

其技术方案如下：一种超声波液位检测装置，所述超声波液位检测装置包括：壳体组件，所述壳体组件设有第一开口和容置腔，所述第一开口与容置腔连通；探头组件，所述探头组件位于所述容置腔中，且所述探头组件的检测面朝向所述第一开口设置；耦合件，所述耦合件位于所述容置腔中，且所述耦合件设置于所述第一开口的内壁和所述探头组件之间，所述探头组件通过耦合件用于与被测容器耦合。

上述超声波液位检测装置，在使用过程中，设置于被测容器的底部，将第一开口与被测容器的底部对齐，使得探头组件通过耦合件与被测容器的底部耦合。由于超声波液位检测装置外置安装在被测容器底部，装置工作时不受容器内部高温高压环境的影响，并且不会对容器内的液体直接接触，不对液体产生污染，也不受液体的腐蚀，有利于提高工作可靠性。并且耦合的方式无需安装在被测容器上，便于拆卸和更换，对被测容器的结构要求第，不需要额外提供案头的安装空间，有利于提高超声波液位检测装置的适用范围和兼容性。

在其中一个实施例中，所述壳体组件包括盖体与外壳座，所述盖体与所述外壳座可拆卸连接，所述盖体与所述外壳座连接时围成所述容置腔，所述第一开口设置于所述盖体上，所述探头组件与所述外壳座的内壁连接，所述耦合件与所述第一开口的内壁连接。

在其中一个实施例中，所述探头组件包括探芯与电路板，所述探芯与电路板电性连接，所述探芯设有检测面，所述检测面与所述第一开口对应设置。

在其中一个实施例中，所述外壳座设有安装围边，所述安装围边朝向所述盖体凸起设置，所述探芯设置于所述安装围边的内壁上，所述盖体盖设于所述安装围边上。

在其中一个实施例中，所述耦合件包括耦合部与连接部，所述连接部沿所述耦合部的周向设置，所述耦合部与所述检测面对应设置，所述连接部夹持于所述盖体与所述安装围边之间。

在其中一个实施例中，所述耦合部的至少一部分相对于所述第一开口所在的平面向外凸起设置。

在其中一个实施例中，所述耦合部设有穿孔，所述检测面通过所述穿孔与所述盖体的外界连通。

在其中一个实施例中，所述外壳座的周向侧壁设有通过孔，所述通过孔与所述容置腔连通，所述探头组件还包括导线，所述导线穿过所述通过孔进入到所述容置腔内并与所述电路板电性连接。

在其中一个实施例中，所述外壳座远离所述盖体的一端还设有第二开口与面盖，所述第二开口与所述容置腔连通，所述面盖可拆卸盖设于所述第二开口上。

在其中一个实施例中，所述超声波检测装置还包括填充胶，所述填充胶填充于所述探芯与所述面盖之间。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为一实施例中所述的超声波液位检测装置的内部结构示意图；

图2为一实施例中所述的超声波液位检测装置的外部结构示意图；

图3为一实施例中所述的超声波液位检测装置工作时的位置示意图。

附图标记说明：

100、超声波液位检测装置；110、壳体组件；111、容置腔；112、第一开口；113、盖体；114、外壳座；115、安装围边；116、通过孔；117、第二开口；118、面盖；120、探头组件；121、探芯；122、电路板；123、导线；130、耦合件；131、耦合部；132、连接部；133、穿孔；200、被测容器。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型的限制。

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地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1与图2，图1示出了本实用新型一实施例中所述的超声波液位检测装置100的内部结构示意图；图2示出了本实用新型一实施例中所述的超声波液位检测装置100的外部结构示意图，本实用新型一实施例提供了的一种超声波液位检测装置100，超声波液位检测装置100包括：壳体组件110、探头组件120及耦合件130，壳体组件110设有第一开口112和容置腔111，第一开口112与容置腔111连通。探头组件120位于容置腔111中，且探头组件120的检测面朝向第一开口112设置。耦合件130位于容置腔111中，且耦合件130设置于第一开口112的内壁和探头组件120之间，探头组件120通过耦合件130用于与被测容器200耦合。

请参阅图3，图3示出了本实用新型一实施例中所述的超声波液位检测装置100工作时的位置示意图，上述超声波液位检测装置100，在使用过程中，设置于被测容器200的底部，将第一开口112与被测容器200的底部对齐，使得探头组件120通过耦合件130与被测容器200的底部耦合。由于超声波液位检测装置100外置安装在被测容器200底部，装置工作时不受容器内部高温高压环境的影响，并且不会对容器内的液体直接接触，不对液体产生污染，也不受液体的腐蚀，有利于提高工作可靠性。并且耦合的方式无需安装在被测容器200上，便于拆卸和更换，对被测容器200的结构要求第，不需要额外提供案头的安装空间，有利于提高超声波液位检测装置100的适用范围和兼容性。

在一个实施例中，请参阅图1，壳体组件110包括盖体113与外壳座114，盖体113与外壳座114可拆卸连接，盖体113与外壳座114连接时围成容置腔111，第一开口112设置于盖体113上，探头组件120与外壳座114的内壁连接，耦合件130与第一开口112的内壁连接。如此，可拆卸连接诶的盖体113与外壳座114方便容置腔111内探头组件120的安装，提高维修便利性。

具体地，请参阅图1，探头组件120包括探芯121与电路板122，探芯121与电路板122电性连接，探芯121设有检测面，检测面与第一开口112对应设置。如此，检测件与被测容器200的底部相对应，探形上电发出超声波信号从检测面射出，经耦合件130的声学耦合穿透被测容器200底部，在液体中传播，当遇到液面时反射产生回波信号。探头接收到回波信号，根据公式H＝(t1-t2)*c/2+Δd得到液面的高度，式中H表示液面的高度，t1是超声波发射的瞬时时间，t2是接收回波信号的瞬时时间，c是超声波在水中的传播速度，Δd是距离补偿，Δd由超声波在探芯121与液位底部之间的介质传播产生。

在一个实施例中，探芯121选择高频探头保证基础采样率，并采用波形错位采集的方法，通过利用延时函数，改变ADC采样的起始点错位采集数据，降低一定采样率的情况下延长采样周期，有利于提升测距精度。

具体地，请参阅图1与图2，耦合件130为耦合胶套。如此，耦合胶套能够耦合信号，提高超声波信号对被测容器200的穿透效率，耦合胶套、探芯121、被测容器200与探芯121间的声阻抗遵循以下公式：

Z₀，Z₁，Z₂分别为探芯121上的压电陶瓷、耦合胶套、容器的声阻抗，并且，多级声学耦合也基于此公式。

在一个实施例中，请参阅图1，外壳座114设有安装围边115，安装围边115朝向盖体113凸起设置，探芯121设置于安装围边115的内壁上，盖体113盖设于安装围边115上。如此，安装围边115围成的安装槽能够方便固定探芯121，安装围边115的外壁能够与盖体113接触，从而使得盖体113盖设于壳体座上。

其中，盖体113的盖设方式可为螺纹连接、卡接、插接、粘接或其它连接方式。

在一个实施例中，请参阅图1，耦合件130包括耦合部131与连接部132，连接部132沿耦合部131的周向设置，耦合部131与检测面对应设置，连接部132夹持于盖体113与安装围边115之间。如此，盖体113与壳体座之间留有缝隙，连接部132夹在盖体113与壳体座之间的缝隙处，有利于固定耦合件130，并且方便拆卸和更换耦合件130，耦合部131对探芯121的信号进行耦合，有利于提高信噪比。

在一个实施例中，请参阅图1，耦合部131的至少一部分相对于第一开口112所在的平面向外凸起设置。例如，耦合部131的外轮廓为弧线型，耦合部131的中部向外凸起设置。如此，有利于提高耦合部131与被测容器200的接触面积，避免耦合胶套与被测容器200之间存在缝隙。

在一个实施例中，请参阅图1，耦合部131设有穿孔133，检测面通过穿孔133与盖体113的外界连通。如此，有利于避免耦合胶套与探芯121之间存在气泡影响耦合效果，当被测容器200与探芯121接触式，所产生的压力会将耦合胶套与检测面之间的空气通过穿孔133排出，从而保证耦合效果。

进一步地，请参阅图1与图2，穿孔133为至少两个，两个穿孔133间隔设置于耦合部131上。如此，有利于进一步提高空气排出效果，避免产生气泡，从而提高耦合效果。

在一个实施例中，请参阅图1，外壳座114的周向侧壁设有通过孔116，通过孔116与容置腔111连通，探头组件120还包括导线123，导线123穿过通过孔116进入到容置腔111内并与电路板122电性连接。如此，采用侧面出现的方式，使得安装固定更为方便。由于水受重力影响会往探头组件120的底部流，所以采用侧面供电的方式有利于提高防水效果。

在一个实施例中，请参阅图1，外壳座114远离盖体113的一端还设有第二开口117与面盖118，第二开口117112与容置腔111连通，面盖118可拆卸盖设于第二开口117上。如此，面盖118拆下后，能够方便安装电路板122，面盖118安装时，有利于保证壳体组件110外观的完整性，并且还能够对容置腔111内的探头组件120起保护作用。

在其中一个实施例中，超声波检测装置还包括填充胶，填充胶填充于探芯121与面盖118之间。如此，通过填充胶有利于固定电路板122，并进一步提高超声波液位检测装置100的整体结构强度，提高抗压能力，增强防护效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超声波液位检测装置，其特征在于，所述超声波液位检测装置包括：

壳体组件，所述壳体组件设有第一开口和容置腔，所述第一开口与容置腔连通；

探头组件，所述探头组件位于所述容置腔中，且所述探头组件的检测面朝向所述第一开口设置；

耦合件，所述耦合件位于所述容置腔中，且所述耦合件设置于所述第一开口的内壁和所述探头组件之间，所述探头组件通过耦合件用于与被测容器耦合。

2.根据权利要求1所述的超声波液位检测装置，其特征在于，所述壳体组件包括盖体与外壳座，所述盖体与所述外壳座可拆卸连接，所述盖体与所述外壳座连接时围成所述容置腔，所述第一开口设置于所述盖体上，所述探头组件与所述外壳座的内壁连接，所述耦合件与所述第一开口的内壁连接。

3.根据权利要求2所述的超声波液位检测装置，其特征在于，所述探头组件包括探芯与电路板，所述探芯与电路板电性连接，所述探芯设有检测面，所述检测面与所述第一开口对应设置。

4.根据权利要求3所述的超声波液位检测装置，其特征在于，所述外壳座设有安装围边，所述安装围边朝向所述盖体凸起设置，所述探芯设置于所述安装围边的内壁上，所述盖体盖设于所述安装围边上。

5.根据权利要求4所述的超声波液位检测装置，其特征在于，所述耦合件包括耦合部与连接部，所述连接部沿所述耦合部的周向设置，所述耦合部与所述检测面对应设置，所述连接部夹持于所述盖体与所述安装围边之间。

6.根据权利要求5所述的超声波液位检测装置，其特征在于，所述耦合部的至少一部分相对于所述第一开口所在的平面向外凸起设置。

7.根据权利要求5所述的超声波液位检测装置，其特征在于，所述耦合部设有穿孔，所述检测面通过所述穿孔与所述盖体的外界连通。

8.根据权利要求3所述的超声波液位检测装置，其特征在于，所述外壳座的周向侧壁设有通过孔，所述通过孔与所述容置腔连通，所述探头组件还包括导线，所述导线穿过所述通过孔进入到所述容置腔内并与所述电路板电性连接。

9.根据权利要求2所述的超声波液位检测装置，其特征在于，所述外壳座远离所述盖体的一端还设有第二开口与面盖，所述第二开口与所述容置腔连通，所述面盖可拆卸盖设于所述第二开口上。

10.根据权利要求9所述的超声波液位检测装置，其特征在于，所述超声波检测装置还包括填充胶，所述填充胶填充于所述探芯与所述面盖之间。

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