CN218035254U - 一种可移动式液面高度测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可移动式液面高度测量系统，属于测量仪器技术领域。测量系统设于装有待测液体的容器中，包括设于待测液体表面的悬浮式超声液位采集器、液位采集器位置限定机构和液位器管理中心；活动的悬浮式超声液位采集器与液位采集器位置限定机构相邻接；液位采集器位置限定机构设有用于限定悬浮式超声液位采集器随液面升降移动的导向结构；悬浮式超声液位采集器与液位器管理中心为无线连接。通过本实用新型可以解决现有技术中检测仪器在液面波动时测量不准确，液体运输运动过程中由于液面波动导致的测量不准确，以及装有液体的容器倾斜造成液面与容器底面倾斜时，测量液体实际高度不准确的问题。

Description

一种可移动式液面高度测量系统

技术领域

本实用新型涉及一种可移动式液面高度测量系统，属于测量仪器技术领域。本实用新型中的方向以垂直于水平面向上的方向定义为“上”，相反方向定义为“下”。

背景技术

液位测量按照测量方法大致可分为超声波式，激光式，正弦式，压力式以及感应式等。各个方法各有优点，如正弦式主要用于小量程液位测量，压力式精度低，激光和超声式测量精度高，没有机械部件，可靠性高，但对单反射目标有一定要求。超声式液位测量仪应用范围广，可用于如水文水位，废水水位的测量，甚至于手术后病人漏尿量的测量。超声式液位测量仪根据测量仪位置是否固定，可以分为固定式和可移动式，固定式超声液位仪器由于对测量环境有限制，如已知的量程，超声波入射角度等，在很多场景中并不适用。相对比，可移动式超声液位测量方式，可以很好的解决固定式的超声测量仪存在的问题。当然，由于移动式测量仪可以移动，导致超声传输路径可能存在不确定性，从而引起测量错误。所以，目前关于移动式超声测量方法的研究，主要集中于怎么固定超声波入射路径的方向。本技术领域亟需解决在应用移动式超声测量仪器时，如何固定超声波入射路径的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的是为解决在应用移动式超声测量仪器时，如何固定超声波入射路径的技术问题；解决运动过程中的液体高度检测不准确，液体流动过程中的液体高度检测不准确，以及安装不到位导致的液体高度检测不准确的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本实用新型所采取的技术方案是提供一种可移动式液面高度测量系统，设于装有待测液体的容器中，包括设于待测液体表面的悬浮式超声液位采集器、液位采集器位置限定机构和液位器管理中心；活动的悬浮式超声液位采集器与液位采集器位置限定机构相邻接；所述液位采集器位置限定机构设有用于限定悬浮式超声液位采集器随液面升降移动的导向结构；悬浮式超声液位采集器与液位器管理中心为无线连接。

优选地，所述悬浮式超声液位采集器包括防水外壳、电源、无线数据交互模块、超声波发射器和超声波接收器；防水外壳内设有电源、无线数据交互模块、超声波发射器和超声波接收器；电源与无线数据交互模块、超声波发射器和超声波接收器连接。

优选地，所述液位器管理中心设有数据处理模块；数据处理模块与无线数据交互模块无线连接。

优选地，所述液位采集器位置限定机构为一直线状的中空腔道，腔道与待测液体相通；腔道中设有悬浮式超声液位采集器；腔道侧壁与悬浮式超声液位采集器的防水外壳之间设有限定悬浮式超声液位采集器沿腔道侧壁上下方向移动的配合结构。

优选地，所述中空腔道的中轴线设为垂直于容器底面。

优选地，所述中空腔道的内侧壁上沿轴向设有突起的导轨，所述防水外壳上设有与导轨配合用于引导悬浮式超声液位采集器移动的凹槽。

优选地，所述液位采集器位置限定机构为一浮标，浮标设为漂浮于待测液体的表面；所述悬浮式超声液位采集器依靠自身重力保持垂直于水平面的状态悬吊于浮标上；所述浮标外周设有限定浮标沿垂直于水平面的上下方向移动的装置。

相比现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

通过本实用新型可以解决目前检测仪器在液面波动(如液体流动过程中导致液面抖动)时测量不准确，液体运输运动过程中液面波动导致的测量不准确，以及液体容器倾斜造成液面与容器底面倾斜时，测量液体实际高度不准确的问题。

附图说明

图1为本实用新型系统主要部件组成示意图；

图2为本实用新型主要部件悬浮式超声液位采集器结构示意图；

图3为超声波测距原理图；

图4为本实用新型中没有采用限定机构时超声波测距示意图；

图5为本实用新型中采用限定机构时超声波测距示意图；

图6为本实用新型中将液位采集器悬吊于浮标上的结构示意图一。

图7为本实用新型中将液位采集器悬吊于浮标上的结构示意图二。

图8为本实用新型中将液位采集器悬吊于浮标上的结构示意图三。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-8所示，本实用新型提供一种可移动式液面高度测量系统，设于装有待测液体的容器中，包括设于待测液体表面的悬浮式超声液位采集器001、液位采集器位置限定机构002和液位器管理中心003；活动的悬浮式超声液位采集器001与液位采集器位置限定机构002相邻接；液位采集器位置限定机构002设有用于限定悬浮式超声液位采集器001随液面升降移动的导向结构；悬浮式超声液位采集器001与液位器管理中心003为无线连接。悬浮式超声液位采集器001包括防水外壳100、电源101、无线数据交互模块102、超声波发射器103和超声波接收器104；防水外壳100内设有电源101、无线数据交互模块102、超声波发射器103和超声波接收器104；电源101与无线数据交互模块102、超声波发射器103和超声波接收器104连接。液位器管理中心003设有数据处理模块；数据处理模块与无线数据交互模块102无线连接。液位采集器位置限定机构002为一直线状的中空腔道，腔道与待测液体相通；腔道中设有悬浮式超声液位采集器001；腔道侧壁与悬浮式超声液位采集器001的防水外壳100之间设有限定悬浮式超声液位采集器001沿腔道侧壁上下方向移动的配合结构。中空腔道的中轴线设为垂直于容器底面。中空腔道的内侧壁上沿轴向设有突起的导轨，防水外壳100上设有与导轨配合用于引导悬浮式超声液位采集器001移动的凹槽。液位采集器位置限定机构002为一浮标，浮标设为漂浮于待测液体的表面；悬浮式超声液位采集器001依靠自身重力保持垂直于水平面的状态悬吊于浮标上；浮标外周设有限定浮标沿垂直于水平面的上下方向移动的装置。

实施例

本实用新型检测系统采用超声波反射测距原理，测量液体高度。系统架构如图1所示；包括：悬浮式超声液位采集器001、液位采集器位置限定机构002和液位器管理中心003；

悬浮式超声液位采集器001，悬浮在待测液体上表面，能够按照液位管理中心003设置的采集命令，控制超声波测量液体高度，并在适当时候通过无线数据交互模块102发射给液位器管理中心003。悬浮式超声液位采集器001主要包括：

防水外壳100，具有防水和超声波穿透特性；

电源101，为液位器提供电力，根据实际条件可能采用太阳能电池组、纽扣电池、甚至无线可充电装置，等等。

无线数据交互模块102，用于管理通信，用于无线数据的交互，可能为蓝牙，但不限于蓝牙。

超声波发射器103，超声波发射元件。

超声波接收器104，把超声波转换成电信号。

液位采集器位置限定机构002用于限定悬浮式超声液位采集器001的移动路径，当液位变化(如升高、降低、振动等)，液位采集器001只能沿着限位机构002设定的路径上下移动，从而保证超声波的传输路径和要测的高度方向一致。

液位器管理中心003，通过使用无线模块配合液位采集器001的工作模式、工作参数(采集频率，液体种类等)，并用于液位采集器001采集结果的读取和后续分析。

本实用新型的应用原理如图3所示：

超声波测距理论：

假定h_liq为被测液面的底面与发射器之间的距离，测得的时间为发射与接收时间间隔t，超声波在待测液体的传播速度为v表示，则有关系式(1)

h_liq＝vt/2 (1)

液位采集器位置限定机构002的作用在于：由于在实际测量过程中存在使得液体抖动、旋转的因素(如液体注入、放出、流动等)，使得液位采集器001发射的超声波不能正对液体的底部，导致测量结果错误。如图4所示，所以，增加液位采集器位置限定机构002以克服这一缺陷，如图5所示。

实施例的另外一种变形方式：是将悬浮式超声液位采集器001改成为垂直于水平面状态(如重力悬吊式、转子式、陀螺仪式)，如图6,7,8所示，悬吊于浮标上。超声液位采集器001依靠自身重力始终保持垂直于水平面的状态悬吊于浮标上；浮标外周设有限定浮标仅仅可以沿垂直于水平面的上下方向移动的装置。或将液位采集器001控制在液体容器中线的位置(如通过弹力拉绳牵拉、预制定位孔道等方式)，液位采集器001上的超声波发生器始终垂直向下指向液体底面而不受液面倾斜和波动的影响；

本实用新型可以解决以下问题：

1.液面波动(如液体流动过程中导致液面抖动)导致测量不准确的问题。

2.液体运输运动过程中的液面波动导致测量不准确的问题。

3.液体容器倾斜造成液面与容器底面倾斜时，测量液体的实际高度不准确的问题。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本实用新型的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种可移动式液面高度测量系统，设于装有待测液体的容器中，其特征在于，包括设于待测液体表面的悬浮式超声液位采集器、液位采集器位置限定机构和液位器管理中心；活动的悬浮式超声液位采集器与液位采集器位置限定机构相邻接；所述液位采集器位置限定机构设有用于限定悬浮式超声液位采集器随液面升降移动的导向结构；悬浮式超声液位采集器与液位器管理中心为无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种可移动式液面高度测量系统，其特征在于：所述悬浮式超声液位采集器包括防水外壳、电源、无线数据交互模块、超声波发射器和超声波接收器；防水外壳内设有电源、无线数据交互模块、超声波发射器和超声波接收器；电源与无线数据交互模块、超声波发射器和超声波接收器连接。

3.根据权利要求2所述的一种可移动式液面高度测量系统，其特征在于：所述液位器管理中心设有数据处理模块；数据处理模块与无线数据交互模块无线连接。

4.根据权利要求2所述的一种可移动式液面高度测量系统，其特征在于：所述液位采集器位置限定机构为一直线状的中空腔道，腔道与待测液体相通；腔道中设有悬浮式超声液位采集器；腔道侧壁与悬浮式超声液位采集器的防水外壳之间设有限定悬浮式超声液位采集器沿腔道侧壁上下方向移动的配合结构。

5.根据权利要求4所述的一种可移动式液面高度测量系统，其特征在于：所述中空腔道的中轴线设为垂直于容器底面。

6.根据权利要求5所述的一种可移动式液面高度测量系统，其特征在于：所述中空腔道的内侧壁上沿轴向设有突起的导轨，所述防水外壳上设有与导轨配合用于引导悬浮式超声液位采集器移动的凹槽。

7.根据权利要求2所述的一种可移动式液面高度测量系统，其特征在于：所述液位采集器位置限定机构为一浮标，浮标设为漂浮于待测液体的表面；所述悬浮式超声液位采集器依靠自身重力保持垂直于水平面的状态悬吊于浮标上；所述浮标外周设有限定浮标沿垂直于水平面的上下方向移动的装置。

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