CN219347913U - 一种液位监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液位监测装置，包括容纳组件，容纳组件内设有用于处理检测信号和实施控制功能的电控板，容纳组件可拆卸固定连接有与其连通的管道，管道上设有用于监测液位高度的监测组件和用于自清洁的振动组件，监测组件和振动组件与电控板通信连接。为克服长时间沉积杂物导致液位监测组件指示不准确的问题，所述振动组件在电控板的控制下可以实现定期振动，通过振动使附着在监测组件和管道上的附着物脱落，达到自清洁的效果。

Description

一种液位监测装置

技术领域

本实用新型涉及液位测量设备的技术领域，更具体地，涉及一种液位监测装置。

背景技术

目前，液位测量设备和技术多种多样，如常见的直接目视标尺读数、利用设置在不同高度的多个电极制作的水位传感器、电容应变式水位传感器等。各种液位测量手段的技术原理不尽相同，测试精度、可靠性以及设备成本天壤之别。随着半导体技术及电子工艺的日趋成熟，集成的信号检测模块被越来越多的应用到生产实践中，而且大多采用霍尔元件作为传感器，其基本原理是：半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，由于水位变化而使磁场强度发生改变，霍尔元件输出不同的电动势，进而得到水位值。

常见的基于霍尔元件的液位测量设备包括固定设置的磁敏元件、与磁敏元件对应的磁铁、与磁敏元件电连接的微处理单元、以及浮子，所述磁铁与浮子为联动一体设置。所述磁敏元件为对磁场敏感的电子封装元件，用以将输入的磁信号转换为电信号输出。当液位发生变化时，磁铁位置随即发生改变，磁敏元件感应到磁场强度的变化并发送对应信号，由此判断出液位的高度。但是，这种结构中浮子的连接传动机构复杂，机械部件产生的阻力容易造成浮子的位置不够灵活。并且，对于一些特定的高腐蚀性的、高粘稠度的液体来说，机械部件中的连接部在遇到液体介质较脏或者杂质较多的情况下，长时间浸泡在液体介质中会容易结垢，导致连接部转动不灵敏甚至卡住、卡死，从而使得液位监测装置无法正确地指示液位，影响实际测量效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有的液位测量设备容易结垢导致连接部转动不灵敏或者卡死、影响测量精度的缺陷，提供一种液位监测装置，改变其中浮子的移动方式来避免机械结构结垢，并且增加了自清洁的功能，可以通过自清洁功能来清除沉积在浮子、结构体上的附着物，避免长时间沉积杂物导致液位监测装置指示不准确的问题。

本实用新型采用的技术方案是：

一种液位监测装置，包括容纳组件，容纳组件内设有用于处理检测信号和实施控制功能的电控板，容纳组件可拆卸固定连接有与其连通的管道，管道上设有用于监测液位高度的监测组件和用于自清洁的振动组件，监测组件和振动组件与电控板通信连接。

本实用新型的工作原理如下：在容纳组件中的定位螺栓上安装电控板，并且在电控板上接入电源和信号线，使电控板与电源电性连接。容纳组件上还设有管道，管道一端与容纳组件连通，另一端为自由端，所述自由端上分别设有用于监测液位高度的监测组件，和用于自清洁的振动组件，其中，监测组件和振动组件与电控板通过电缆实现通信连接。为克服长时间沉积杂物导致液位监测装置指示不准确的问题，所述振动组件在电控板的控制下可以实现定期振动，通过振动使附着在监测组件和管道上的附着物脱落，使监测组件能够输出正确的液面高度信号。

进一步地，作为其中一种优选方案，所述振动组件为偏心电机。偏心电机是在直流电机的转子轴上安装偏心块，利用轴及偏心块高速旋转产生的离心力得到激振力。偏心电机所采用的微型直流电机功耗小，适合长期使用，并且通过更换偏心电机上的偏心块可以方便地调整其振动幅度，通过调整转速直接改变偏心电机的振动频率，以提高本实用新型的适用性。与此同时，偏心电机采用强阻型振动而不是共振，所以其具有稳定的振幅。

进一步地，管道的一端与容纳组件连通，另一端为自由端；所述监测组件包括固定设置在管道自由端内的磁敏元件，以及可随液位上下移动且与磁敏元件配合的磁性浮子。使用时，将本实用新型所述的液位监测装置安装在待测液体的容器中，当容器内的液面高于磁性浮子时，由于浮力的作用使磁性浮子上浮，磁性浮子与磁敏元件之间的相对距离发生变化，磁性浮子相对于磁敏元件的磁性也会随之变化，电控板通过磁敏元件上的信号变化来确定磁性浮子与液位的实际高度。

进一步地，管道的自由端外侧设有定位杆，磁性浮子上设有与定位杆配合的通孔，磁性浮子套设在定位杆上并在定位杆两端间随液位高度移动，鉴于此，磁性浮子与磁敏元件之间的距离根据磁性浮子的相对高度而变化。所述磁性浮子的主体为密度小的材质制成，并在其主体中包覆磁性材料。磁性浮子整体结构为圆环状、球状或者胶囊形状，磁性浮子的几何中心上设有一通孔，定位杆穿过所述通孔。定位杆一端与管道的自由端固定连接，另一端在穿过磁性浮子上的通孔后套设一个橡胶垫，用来防止磁性浮子脱落。

进一步地，所述磁敏元件为基于霍尔效应的霍尔传感器，用以将输入的磁信号转换为电信号输出。所述霍尔传感器为输出高低电平的霍尔开关元件，或者为输出模拟电信号的线性霍尔元件，并根据输入此信号的强弱进行变化，且二者呈线性关系。

进一步地，容纳组件上设有盖板和格兰头，盖板与容纳组件可拆卸密封连接；电控板通过格兰头引出电缆，电缆的另一端连接有电源。使用时，可以通过开启盖板对电控板进行操作或者调整。

进一步地，作为其中一种优选方案，盖板通过不锈钢螺栓与容纳组件可拆卸连接。

进一步地，电控板上设有用于设置振动组件振动间隔周期的拨码，可以通过改变拨码上的每一个键对应的背面上下的两个引脚的通断来调整振动组件的振动周期，以适配不同的液体介质。当液体更容易附着在装置上时，振动的频率可以适当增加，确保除垢效果。

进一步地，容纳组件相对两端分别设有第一法兰和第二法兰，第二法兰与管道可拆卸连接，第一法兰用于将容纳组件固定安装于待测液体所在的容器上。本实用新型所述的容纳组件通过第一法兰与待测液面所在的容器连接，然后通过第二法兰与管道连接，所述管道内部设有至少两条电缆，所述电缆的一端连接在电控板上，另一端分别与偏心电机以及霍尔传感器连接，通过电缆实现信号传输。

进一步地，管道包括与容纳组件连接的管连接上法兰、用于安装磁敏元件和磁性浮子的管连接下法兰、以及用于连接管连接上法兰和管连接下法兰的连接部。管连接上法兰、管连接下法兰以及中间的连接部均使用法兰连接，在保证管道密封性的同时也可以分部拆解组合，连接部可以根据待测液体介质所在的容器结构进行对应更换。所述振动组件可以安装在连接部内，也可以安装在管连接下法兰内，启动时，振动组件振动并带动磁敏元件和磁性浮子震动，实现自清洁功能。作为其中一种优选方案，所述连接部为弯型波纹管，使得管道的自由端竖直向下，朝向待测液面，可以简化磁性浮子的连接结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型设置振动组件，即偏心电机，通过振动来清除沉积在磁性浮子、管道上的附着物，可以避免附着物的增多导致液位监测装置指示不准确的问题，所述偏心电机所采用的微型直流电机功耗小，适合长期使用，并且通过更换偏心电机上的偏心块可以方便地调整其振动幅度，通过调整转速可以直接改变偏心电机的振动频率，适配性好；

2.通过电控板上的拨码可以方便地调节振动组件，即偏心电机的振动周期，以适配不同的液体介质；

3.本实用新型利用霍尔效应的原理，通过磁性浮子跟随液面上下浮动即可进行对液面高度的测量，使得核心部件，即霍尔传感器和振动组件无需浸泡在液体中即可完成测量工作，极大程度地提高了其使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的内部结构示意图；

图3为本实用新型的电控板的结构示意图；

附图中：

1-容纳组件；101-盖板；102-格兰头；103-第一法兰；104-第二法兰；2-电控板；201-拨码；3-磁性浮子；4-定位杆；5-霍尔传感器；6-偏心电机；701-管连接上法兰；702-管连接下法兰；703-弯型波纹管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“前”、“后”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。

实施例一：

如图1或者图2所示，本实施例提供一种液位监测装置，包括容纳组件1和电源，容纳组件1内设有用于处理检测信号和实施控制功能的电控板2，电控板2通过容纳组件1中的定位螺栓固定连接在容纳组件1内。电控板2上接入电源和信号线，与电源电性连接。容纳组件1上还设有管道，管道一端与容纳组件1连通，另一端为自由端，管道的自由端设有磁敏元件、可随液位上下移动且与磁敏元件配合的磁性浮子3，和用于自清洁的振动组件，其中，磁敏元件和振动组件通过电缆与电路2板通信连接。

使用时，先将本实施例所述的容纳组件1安装在待测液体介质所在的容器内部，并使磁性浮子3的高度保持在设定液面高度上。当容器内的液面高于磁性浮子3时，由于浮力的作用使磁性浮子3上浮，磁性浮子3与磁敏元件之间的相对距离发生变化，磁性浮子3相对于磁敏元件的磁性也会随之变化，电控板2通过磁敏元件上的信号变化来确定磁性浮子3与液位的实际高度。

与此同时，为克服长时间沉积杂物导致液位监测装置指示不准确的问题，所述振动组件在电控板2的控制下可以实现定期振动，通过振动使附着在磁性浮子3和管道上的附着物脱落，使磁性浮子3能够顺滑地跟随液面高度移动，从而向磁敏元件发送正确的液面高度信号，有效地避免附着物过多而导致液位监测装置指示不准确的问题。

作为其中一种优选方案，所述振动组件为偏心电机6。偏心电机6是在直流电机的转子轴上安装偏心块，利用轴及偏心块高速旋转产生的离心力得到激振力。偏心电机6所采用的微型直流电机功耗小，适合长期使用，并且通过更换偏心电机6上的偏心块可以方便地调整其振动幅度，通过调整转速直接改变偏心电机6的振动频率。对于偏心电机6的振动幅度和振动频率的调整都十分方便。与此同时，偏心电机6采用强阻型振动而不是共振，所以其具有稳定的振幅。

实施例二：

如图1或者图2所示，本实施例提供一种液位监测装置，包括容纳组件1和电源，容纳组件1内设有用于处理检测信号和实施控制功能的电控板2，电控板2通过容纳组件1中的定位螺栓固定连接在容纳组件1内。电控板2上接入电源和信号线，与电源电性连接。容纳组件1上还设有管道，管道一端与容纳组件1连通，另一端为自由端，管道的自由端设有磁敏元件、可随液位上下移动且与磁敏元件配合的磁性浮子3，和用于自清洁的振动组件，磁敏元件和振动组件通过电缆与电路2板通信连接。本实施例所述的磁敏元件为基于霍尔效应的霍尔传感器5，用以将输入的磁信号转换为电信号输出。所述霍尔传感器5为输出高低电平的霍尔开关元件，或者为输出模拟电信号的线性霍尔元件，并根据输入此信号的强弱进行变化，且二者呈线性关系。

所述管道的自由端还设有垂直于待测液位液面的定位杆4，磁性浮子3套设在定位杆4上并在定位杆4两端间随液位高度移动。所述磁性浮子3的主体为密度小的材质制成，并在其主体中包覆磁性材料。磁性浮子3整体结构为圆环状、球状或者胶囊形状，磁性浮子3的几何中心上设有一通孔，定位杆4穿过所述通孔。定位杆4一端与管道的自由端固定连接，另一端在穿过磁性浮子3上的通孔后套设一个橡胶垫，用来防止磁性浮子3脱落。

实施例三：

如图1或者图2所示，在实施例一或者实施例二的基础上，所述容纳组件1上设有盖板101和格兰头102，盖板101通过不锈钢螺栓与容纳组件1可拆卸连接，打开盖板101时可以对置于容纳组件1内部的电控板2进行操作或者调整。电控板2通过格兰头102引出电缆，与电源连接。容纳组件1的相对两端分别设有第一法兰103和第二法兰104，容纳组件1通过第一法兰103与待测液面所在的容器连接，然后通过第二法兰104与管道连接。

参阅图3，其中，电控板2上设有用于设置偏心电机6的振动间隔周期的拨码201，可以通过改变拨码201上的每一个键对应的背面上下的两个引脚的通断来调整偏心电机6的振动周期，以适配不同的液体介质。

所述管道包括与容纳组件1连接的管连接上法兰701、用于安装磁敏元件和磁性浮子3的管连接下法兰702、以及用于连接管连接上法兰701和管连接下法兰702的弯型波纹管703。管连接上法兰701、管连接下法兰702以及中间的弯型波纹管703均使用法兰连接，在保证管道密封性的同时也可以分部拆解组合。所述振动组件可以安装在弯型波纹管703内，也可以安装在管连接下法兰702内，启动时，振动组件振动并带动磁敏元件和磁性浮子3震动，实现自清洁功能。

在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述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。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液位监测装置，包括容纳组件(1)，容纳组件(1)内设有用于处理监测信号和实施控制功能的电控板(2)，容纳组件(1)可拆卸固定连接有与其连通的管道，其特征在于，管道上设有用于监测液位高度的监测组件和用于自清洁的振动组件，监测组件和振动组件分别与电控板(2)通信连接。

2.根据权利要求1所述的液位监测装置，其特征在于，所述振动组件为偏心电机(6)。

3.根据权利要求1或2所述的液位监测装置，其特征在于，管道的一端与容纳组件(1)连通，另一端为自由端；所述监测组件包括固定设置在管道自由端内的磁敏元件，以及可随液位上下移动且与磁敏元件配合的磁性浮子(3)。

4.根据权利要求3所述的液位监测装置，其特征在于，管道的自由端外侧设有定位杆(4)，磁性浮子(3)上设有与定位杆(4)配合的通孔，磁性浮子(3)套设在定位杆(4)上并在定位杆(4)两端间随液位高度移动，磁性浮子(3)与磁敏元件之间的距离根据磁性浮子(3)的相对高度而变化。

5.根据权利要求4所述的液位监测装置，其特征在于，所述磁敏元件为基于霍尔效应的霍尔传感器(5)，其根据输入磁信号的强弱进行模拟电信号的输出，且磁信号与电信号成线性关系。

6.根据权利要求1所述的液位监测装置，其特征在于，容纳组件(1)上设有盖板(101)和格兰头(102)，盖板(101)与容纳组件(1)可拆卸密封连接，电控板(2)通过格兰头(102)引出电缆，电缆的另一端连接有电源。

7.根据权利要求6所述的液位监测装置，其特征在于，电控板(2)上设有用于设置振动组件振动间隔周期的拨码(201)。

8.根据权利要求6所述的液位监测装置，其特征在于，盖板(101)通过不锈钢螺栓与容纳组件(1)可拆卸连接。

9.根据权利要求1或7所述的液位监测装置，其特征在于，容纳组件(1)相对两端分别设有第一法兰(103)和第二法兰(104)，第二法兰(104)与管道可拆卸连接，第一法兰(103)用于将容纳组件(1)固定安装于待测液体所在的容器上。

10.根据权利要求9所述的液位监测装置，其特征在于，管道包括与容纳组件(1)连接的管连接上法兰(701)、用于安装监测组件的管连接下法兰(702)、以及用于连接管连接上法兰(701)和管连接下法兰(702)的弯型波纹管(703)。

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