CN219244744U - 一种精密液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液位测量设备技术领域，公开了一种精密液位测量装置，支撑台上端固定有滑轨，所述滑轨侧面滑动安装有升降架，所述升降架外侧两端分别安装有液面传感器和光束发射端，所述液面传感器和光束发射端相对设置；所述升降架上端固定有伺服电机，所述伺服电机的输出轴下端连接有升降螺杆，所述升降螺杆下端与升降架通过螺纹连接，所述支撑台上端放置有量筒，所述量筒位于液面传感器和光束发射端之间，滑轨外侧下端固定有支撑柱。本实用新型测量精度高，可用于精确定量应用。

Description

一种精密液位测量装置

技术领域

本实用新型属于液位测量设备技术领域，尤其涉及一种精密液位测量装置。

背景技术

目前，常用的用于液位测量的仪器有激光液位传感器、雷达液位传感器、超声波液位传感器、静压式液位传感器、浮球式液位传感器和音叉振动液位开关。

激光液位传感器是一种非接触式高精度液位传感器它的性能非常好。它与超声波液位传感器的工作原理很相近，只是把超声波换成光波。激光束很细，即使液位表面极其粗糙，它也能正常工作，激光式液位传感器可以接收的范围非常广，一般激光式液位传感器采用近红外光。它是通过利用半透射反射镜处理由光流发射出的激光。一部分作为基准参考信号输入时间变送器，另一部分通过半透射反射镜的激光经过光学系统处理成为一定宽度的平行光束照射在物体面上。反射波到达传感器接收部再转换成电信号。因为从照射到接受的时间很短，所以利用取样电路扩大成毫微秒数量级，便于信号处理，进行时间的测量。利用微机进行数据处理，变为数字显示液位值的模拟输出信号，再利用软件检测信号的可靠件，如果测定系统出现故障则报警。这种传感器适用于湖泊、河道、水库、明渠、潮汐、城市水文水位等监测领域。

雷达液位传感器，具备和激光测量原理同样的优势，并且不受测量介质的影响，受外部环境影响较小，无需重复校准，但测量的高度一般在6米以内，特别适用于带加热蒸汽的大型容器的罐内测量，如渣油、沥青等监测领域。

超声波液位传感器，原理是监测超声波发送与反射的时间差来计算液位高度，安装简单，灵活性较高，但容易受到超声波传播能量损耗的影响，不适用于吸波环境，如泡沫、粉尘、蒸汽等监测领域。

静压式液位传感器，测量原理是通过在底部安装压力传感器得到压力值。计算转换为液位高度，优点是不收液面高度的影响，但是高度越高，要求的液位传感器精度也越高，长时间使用或者更换液体时需要进行校准。广泛应用于城市的给排水、污水处理、水库、河道、海洋等监测领域。

浮球式液位传感器，通过浮球的升降来测量液位的变化，为机械式检测，重复精度较差，不适合粘稠性或含杂质的液体，容易造成浮球堵塞。浮球式液位传感器的应用范围比较广且经济实用，常用于集水坑、消防水池、污水处理等监测领域，不适用食品卫生行业的监测领域。

音叉振动液位开关，广泛应用在工业控制系统中，适用于几乎所有液体监测领域。例如，工厂冷却液罐和润滑剂罐等液位连续监控。其原理为：当液体或者散料填充两个振动叉时，共振频率改变时，依靠检测频率改变而发出开关信号。输出为开关量，不能测量连续高度。还有就是光电折射式测量，通过传感器内部发出光源，光源通过透明树脂全反射至传感器接受器，但遇到液面时，部分光线将折射至液体，从而传感器检测全反射回来光量值的减少来监控液面。光电折射式仅适用与透明液体的液位测量。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的液位测量仪器精度差，不能用于精确定量应用。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种精密液位测量装置。

本实用新型是这样实现的，一种精密液位测量装置设置有：

支撑台；

所述支撑台上端固定有滑轨，所述滑轨侧面滑动安装有升降架，所述升降架外侧两端分别安装有液面传感器和光束发射端，所述液面传感器和光束发射端相对设置；

所述升降架上端固定有伺服电机，所述伺服电机的输出轴下端连接有升降螺杆，所述升降螺杆下端与升降架通过螺纹连接。

进一步，所述支撑台上端放置有量筒，所述量筒位于液面传感器和光束发射端之间。

进一步，所述滑轨外侧下端固定有支撑柱。

结合上述的技术方案和解决的技术问题，本实用新型所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本实用新型的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本实用新型技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

本实用新型测量精度高，可用于精确定量应用。

本实用新型通过将液位测量转化为电机运动的位移量，根据不同液位高度对应的电机位移量，相比于目视以及现有的测量手段可实现高精度液位测量。

如采用100ML量筒量取液体，采用目视的方法时，精度大于0.2ml，且不同的人测量误差差别较大。而采用本实用新型测量时，测量精度小于0.1ml，且不同的操作者测量误差一致。

第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本实用新型所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

由于本实用新型是采用数字化的测量方式，可以自动将测量数据生成记录保存，相比于传统的人工测量更加方便，可信度更高。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的精密液位测量装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的支撑柱的结构示意图；

图中：1、支撑台；2、滑轨；3、升降架；4、液面传感器；5、光束发射端；6、伺服电机；7、量筒；8、支撑柱。

具体实施方式

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。

一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本实用新型如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。

如图1所示，本实用新型实施例提供的精密液位测量装置中的支撑台1上端固定有滑轨2，所述滑轨2侧面滑动安装有升降架3，所述升降架3外侧两端分别安装有液面传感器4和光束发射端5，所述液面传感器4和光束发射端5相对设置；升降架3上端固定有伺服电机6，所述伺服电机6的输出轴下端连接有升降螺杆，所述升降螺杆下端与升降架3通过螺纹连接。

本实用新型实施例中的支撑台1上端放置有量筒7，所述量筒7位于液面传感器4和光束发射端5之间。

本实用新型实施例中的滑轨2外侧下端固定有支撑柱8。

本实用新型的工作原理是：

测量原理：空的量筒放置到测量台上后，调整光束发射端发射的光束投射到液面传感器中心位置，根据光的折射原理，光线经过不同的介质时光线会发生折射，所以，有液体时跟空的量筒对光束的折射率相差比较大，当量筒中没有液体，光束直射进入液面传感器，当有液体时，光束折转，无法进入液面传感器。

根据以上原理，采用伺服电机驱动液面传感器上下运动即可采集到传感器在液面位置过度的信号，经过计算可得到液体当前体积。

量筒内液体体积V与电机发出的脉冲P成一定的比例关系，当不考虑量筒外形的不规则时，量筒内液体体积V＝θP+D

其中，θ是脉冲P与量筒内液体体积V的比例系数，D为电机零位与量筒零位的偏差。

二、应用实施例。为了证明本实用新型的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用实施例。

本实用新型用于某化工药水计量时，解决了原有的人工测量精度差，无法记录数据的弊端。液位测量精度达到0.05ml，解决了数据记录不可信的难题，得到下游用户的认可。

三、实施例相关效果的证据。本实用新型实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，下面内容结合试验过程的数据、图表等进行描述。

以100ml量筒为例，每个刻度对应1ml，对应的高度为1mm。

测量方式	测量精度
		目视	1ml
超声测量	1ml
		基恩士液位传感器	1ml
本实用新型	0.05ml

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种精密液位测量装置，其特征在于，所述精密液位测量装置设置有：

支撑台；

所述支撑台上端固定有滑轨，所述滑轨侧面滑动安装有升降架，所述升降架外侧两端分别安装有液面传感器和光束发射端，所述液面传感器和光束发射端相对设置；

所述升降架上端固定有伺服电机，所述伺服电机的输出轴下端连接有升降螺杆，所述升降螺杆下端与升降架通过螺纹连接。

2.如权利要求1所述的精密液位测量装置，其特征在于，所述支撑台上端放置有量筒，所述量筒位于液面传感器和光束发射端之间。

3.如权利要求1所述的精密液位测量装置，其特征在于，所述滑轨外侧下端固定有支撑柱。

4.如权利要求1所述的精密液位测量装置，其特征在于，通过升降架带动液面传感器和光束发射端上下扫描得到液位表面的位置。

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