CN219589766U - 一种多功能超声波液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能超声波液位测量装置，包括分体设置的超声波测量单元和信号处理单元，超声波测量单元和信号处理单元通过软性电缆连接，超声波测量单元设置在液罐上方，信号处理单元包括开关量信号输出模块、模拟量信号输出模块，开关量信号输出模块、模拟量信号输出模块分别将超声波测量单元反馈的射频信号转化为开关量信号和模拟量信号并输出，开关量信号输出模块与液罐自动排水控制系统连接，模拟量信号输出模块与液晶显示屏连接。本实用新型的多功能超声波液位测量装置，具有测量准确性高、使用寿命长、适用范围广、自动化程度高等优点。

Description

一种多功能超声波液位测量装置

技术领域

本实用新型涉及液位测量装置技术领域，尤其是涉及一种多功能超声波液位测量装置。

背景技术

近年来随着生产自动化、智能化和控制集中化的普及，常用采用浮球液位开关联锁控制阀门（泵）的启停实现地坑或罐（筒）体的液位控制。

使用浮球液位开关控制地坑或罐（筒）体的自动排水装置存在以下问题：

1、液位报警限值设置不快捷、不精确。需要维护人员下到地坑内调整浮球的位置，特殊场所需要制作支架或固定杆，浮球液位开关信号电缆老化后会改变液位的动作点，长期运行后浮球液位开关内部信号电缆的线芯会折断引起信号异常，拆换下的浮球液位开关可再次利用机会低。

2、浮球液位开关安全性低。浮球液位开关长期浸泡在介质中，对介质的酸碱度、粘稠度、温度和液面的波动范围有一定要求，长期浸泡在介质中可能引起浮球液位开关信号电缆绝缘下降、绝缘橡胶破裂、线芯外露等，如果浮球液位开关使用非安全电压可能引起介质带电。

3、浮球液位开关功能简单，不具有故障诊断工作。液位开关只能发出开关量信号，没有模拟量量信号输出，工作是否正常需要维护人员就地拨动浮球的位置验证，调试不方便，也不能实现液位的远程监视。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多功能超声波液位测量装置，以解决现有技术存在的问题。

本实用新型的目的是这样实现的： 一种多功能超声波液位测量装置，包括分体设置的超声波测量单元和信号处理单元，超声波测量单元和信号处理单元通过软性电缆连接，超声波测量单元设置在液罐上方，信号处理单元包括开关量信号输出模块、模拟量信号输出模块，开关量信号输出模块、模拟量信号输出模块分别将超声波测量单元反馈的射频信号转化为开关量信号和模拟量信号并输出，开关量信号输出模块与液罐自动排水控制系统连接，模拟量信号输出模块与液晶显示屏连接。

本实用新型的多功能超声波液位测量装置，可有效准确感知液罐（地坑）内液位的变化，保证测量的及时性和准确性，可应用于测量地坑（罐体）内液体界面位置的变化，实现了非接触式测量，并通过采用分体式设计，使得信号处理单元处于罐外，远离介质液面，可广泛适用与酸、碱、盐、防腐、高温等各种场合，提高信号处理单元使用寿命。并且，本实用新型的多功能超声波液位测量装置，通过同时输出液位的开关量信号和模拟量信号，连接至DCS控制系统，分别用于排水泵的联锁启停和液位的实时画面显示及监视，提高控制的便捷性。综上，本实用新型的多功能超声波液位测量装置，具有测量准确性高、使用寿命长、适用范围广、自动化程度高等优点。

作为本实用新型的进一步改进，液罐自动排水控制系统包括主回路和控制回路，主回路包括三相电源、断路器、接触器、热继电器和排水泵，三相电源与断路器的进线端连接，断路器的出线端与接触器主触头连接，接触器主触头与热继电器的进线端连接，热继电器的出线端与排水泵连接，接触器与液位开关在控制回路上串联，液位开关与开关量信号输出模块连接。从而通过开关量信号输出模块输出的信号可以直接驱动接触器，启动排水泵，省略了现有技术控制回路中的中间继电器，提高了排水泵自动控制回路的可靠性。

作为本实用新型的进一步改进，当液罐内液面大于A米时，液位开关接通，接触器吸合，排水泵启动，当液罐内液面小于B米时，液位开关断开，接触器释放，排水泵停止。即排水泵的启停均采用长信号控制，控制方式简单可靠，保证液罐内介质控制在安全范围内。

作为本实用新型的进一步改进，信号处理单元还包括电源模块和故障报警模块，故障报警模块包括失电报警装置和参数异常报警装置，电源模块与失电报警装置连接，模拟量信号输出模块与参数异常报警装置连接。从而在电源模块供电异常或模拟量信号输出模块在规定时间周期内（可定义）数值波动范围小于规定数值死区（可定义）时，参数异常报警装置可以发出故障报警，以便工作人员及时进行检修。

作为本实用新型的进一步改进，开关量信号输出模块包括至少2个，开关量信号输出模块与液位报警装置连接，方便用户自定义高低液位报警装置量信号，实现高、低液位的报警干接点输出，每个开关量信号可定义为常开或常闭信号，每个开关量可定义为可调时长的脉冲或长信号，每个开关量信号可定义为上升或下降动作，动作死区可设定，进一步提高使用的便捷性。

作为本实用新型的进一步改进，超声波测量单元通过L型支架安装在液罐的侧壁上，L型支架的水平面中部开孔并安装有法兰，超声波测量单元与法兰连接，连接方式简单可靠，便于拆装。

附图说明

图1为本实用新型的多功能超声波液位测量装置安装示意图。

图2为本实用新型的多功能超声波液位测量装置接线示意图。

图3为本实用新型的多功能超声波液位测量装置与液罐自动排水控制系统连接示意图。

图4为本实用新型的多功能超声波液位测量装置的L型支架示意图。

其中，1超声波测量单元，2信号处理单元，3 DCS控制系统，4 L型支架，5液罐，6模拟量信号输出模块接线柱，7开关量信号输出模块接线柱，8电源模块接线柱，9故障报警模块接线柱，10断路器，11接触器，12热继电器，13排水泵，14液位开关。

实施方式

如图1-4所示的多功能超声波液位测量装置，包括分体设置的超声波测量单元1和信号处理单元2，超声波测量单元1和信号处理单元2通过软性电缆连接。其中，超声波测量单元1设置在液罐5上方，用于测量液罐5内液体界面位置的变化。超声波测量单元1通过L型支架4安装在液罐5的侧壁上，L型支架4的水平面中部开孔并安装有法兰，超声波测量单元1与法兰连接，连接方式简单可靠，便于拆装。

信号处理单元2包括开关量信号输出模块、模拟量信号输出模块、电源模块和故障报警模块。其中，电源模块用于向整个多功能超声波液位测量装置供电，在本实施例中，电源模块外设，通过电源模块接线柱8引入。开关量信号输出模块、模拟量信号输出模块分别将超声波测量单元1反馈的射频信号转化为开关量信号和模拟量信号并输出（信号转换及输出的技术属于现有技术）。模拟量信号输出模块接线柱7与DCS控制系统3的液晶显示屏连接，用于液位的实时画面显示及监视。

开关量信号输出模块接线柱7与DCS控制系统3的液罐自动排水控制系统连接。如图3所述，液罐自动排水控制系统包括主回路和控制回路。主回路包括三相电源、断路器10、接触器11、热继电器12和排水泵13，三相电源与断路器10的进线端连接，断路器10的出线端与接触器11主触头连接，接触器11主触头与热继电器12的进线端连接，热继电器12的出线端与排水泵13连接.接触器11与液位开关14在控制回路上串联，液位开关14与开关量信号输出模块连接。从而通过开关量信号输出模块输出的信号可以直接驱动接触器11，启动排水泵13，省略了现有技术控制回路中的中间继电器，提高了排水泵13自动控制回路的可靠性。排水泵13的启停均采用长信号控制。在本实施例中，当液罐5内液面大于3米时，液位开关14接通，接触器11吸合，排水泵13启动，当液罐5内液面小于2米时，液位开关14断开，接触器11释放，排水泵13停止。如此循环，将液罐5内的液位控制在2~3m的安全范围内。

在本实施例中，开关量信号输出模块包括4个，方便用户自定义高低液位报警装置量信号，实现高、低液位的报警干接点输出，每个开关量信号可定义为常开或常闭信号，每个开关量可定义为可调时长的脉冲或长信号，每个开关量信号可定义为上升或下降动作，动作死区可设定，进一步提高使用的便捷性。开关量信号输出模块接线柱7与DCS控制系统3的液位报警装置连接，方便DCS控制系统3远程监视。

故障报警模块包括失电报警装置和参数异常报警装置。电源模块与DCS控制系统3的失电报警装置连接，模拟量信号输出模块与DCS控制系统3的参数异常报警装置连接。从而在电源模块供电异常或模拟量信号输出模块在规定时间周期内（可定义）数值波动范围小于规定数值死区（可定义）时，参数异常报警装置可以发出故障报警，以便工作人员及时进行检修。

本实用新型的多功能超声波液位测量装置，具有以下优点：

（1）改变测量方式，采用间接测量代替直接测量：超声波液位测量装置安装在液面的正上方，消除液面的波动，介质的粘稠度、温度和流速等对测量的影响。超声波液位测量装置的超声波测量单元1与介质完全隔离，克服介质腐蚀、侵扰探头，保证测量装置测量准确和长寿命使用。测量装置绝缘下降不会引起被测量介质带电，测量损坏的零部件不会落入介质中，符合本质安全的要求。

（2）开关量设定点数值和组合可调整，液位模拟量信号可远传至控制系统或DCS系统实现远程。开关量设定点数值和开关的状态可根据用户需要选择，在超声波表计液晶屏上进入表计菜单组态和修改，表计设置不同用户的登录权限，实现装置的安全管理。

（3）测量装置具有综合故障报警和自诊断功能。通过电源失电报警和参数异常报警功能，能够实现当液位计失电、程序出错或表计液晶屏数值长时间停留在某一数值时发出故障报警，故障报警信号可远传至控制系统或DCS系统，提醒监控人员及时检查。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种多功能超声波液位测量装置，其特征在于：包括分体设置的超声波测量单元和信号处理单元，所述超声波测量单元和信号处理单元通过软性电缆连接，所述超声波测量单元设置在液罐上方，所述信号处理单元包括开关量信号输出模块、模拟量信号输出模块，所述开关量信号输出模块、模拟量信号输出模块分别将超声波测量单元反馈的射频信号转化为开关量信号和模拟量信号并输出，所述开关量信号输出模块与液罐自动排水控制系统连接，所述模拟量信号输出模块与液晶显示屏连接。

2.根据权利要求1所述的多功能超声波液位测量装置，其特征在于：所述液罐自动排水控制系统包括主回路和控制回路，所述主回路包括三相电源、断路器、接触器、热继电器和排水泵，所述三相电源与断路器的进线端连接，所述断路器的出线端与接触器主触头连接，所述接触器主触头与热继电器的进线端连接，所述热继电器的出线端与排水泵连接，所述接触器与液位开关在控制回路上串联，所述液位开关与开关量信号输出模块连接。

3.根据权利要求2所述的多功能超声波液位测量装置，其特征在于：当所述液罐内液面大于A米时，所述液位开关接通，接触器吸合，排水泵启动，当所述液罐内液面小于B米时，所述液位开关断开，接触器释放，排水泵停止。

4.根据权利要求1所述的多功能超声波液位测量装置，其特征在于：所述信号处理单元还包括电源模块和故障报警模块，所述故障报警模块包括失电报警装置和参数异常报警装置，所述电源模块与失电报警装置连接，所述模拟量信号输出模块与参数异常报警装置连接。

5.根据权利要求1所述的多功能超声波液位测量装置，其特征在于：所述开关量信号输出模块包括至少2个，所述开关量信号输出模块与液位报警装置连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多功能超声波液位测量装置，其特征在于：所述超声波测量单元通过L型支架安装在液罐的侧壁上，所述L型支架的水平面中部开孔并安装有法兰，所述超声波测量单元与法兰连接。