CN220855524U - 一种基于物联网的液位控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的液位控制系统，包括远程智能终端和与远程智能终端无线通信连接的多个现场采集点；现场采集点的单片机处理器与信号检测电路、主备电源切换开关、液位显示模块、继电器电路、无线通讯模块电连接，信号检测电路输入端与上限液位传感器、下限液位传感器电连接，主备电源切换开关与主电源模块、备电源模块电连接，继电器电路与出液阀、加注泵电连接，无线通讯模块与远程智能终端无线连接。本实用新型基于物联网可以实现液位参数无线远程多点采集，不必人工现场检测，特别适合在高寒、偏远、有毒、放射性、易燃易爆等条件下的液位检测。同时，有备用电源，并设置摄像头辅助液面信号采集，可靠性大大增加。

Description

一种基于物联网的液位控制系统

技术领域：

本实用新型涉及液位监测控制技术领域，尤其涉及一种基于物联网的液位控制系统。

背景技术：

在石油化工、水利水电、农田灌溉、环境监测以及食品加工等众多行业中，实时准确监测液位是生产生活正常进行的必须条件。目前较为常用的液位测量仪主要有浮力式液位计、差压式液位计、磁性翻板液位计、超声波液位计等。由人工在现场完成液位测量。但面对一些特殊场合，特别是在高寒、偏远、有毒、放射性、易燃易爆等条件下，由人工监测液位难以完成。其次，现有的液位监测系统可靠性较差，如果液位传感器故障或者电源故障，将导致整个液位监测系统不能工作，影响生产生活。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的液位控制系统，以解决现有技术的不足。

本实用新型由如下技术方案实施：一种基于物联网的液位控制系统，包括远程智能终端和与所述远程智能终端无线通信连接的多个现场采集点；所述现场采集点包括单片机处理器、上限液位传感器、下限液位传感器、信号检测电路、主电源模块、备电源模块、主备电源切换开关、液位显示模块、出液阀、继电器电路、无线通讯模块、加注泵、远程智能终端和图像模块，所述单片机处理器与信号检测电路、主备电源切换开关、液位显示模块、继电器电路、无线通讯模块、图像模块电连接，所述信号检测电路输入端与上限液位传感器、下限液位传感器电连接，所述主备电源切换开关与主电源模块、备电源模块电连接，所述继电器电路与出液阀、加注泵电连接，所述无线通讯模块与远程智能终端无线连接。

进一步的，所述上限液位传感器包括设置在容器上部的上限发射液位传感器和对应的上限接收液位传感器，所述下限液位传感器包括设置在容器下部的下限发射液位传感器和对应的下限接收液位传感器。

进一步的，所述信号检测电路为基于ULN2429A的液面检测电路。

进一步的，所述主备电源切换开关为具有一个常闭接点和一个常开接点的继电器。

进一步的，所述无线通讯模块为4G模块或者5G模块。

进一步的，所述远程智能终端为手机。

本实用新型的优点：

1、本实用新型采用液位传感器检测的液位信号通过无线通讯模块远程发送到用户智能终端，不必人工现场检测，特别适合在高寒、偏远、有毒、放射性、易燃易爆等条件下的液位检测。

2、本实用新型设置了主电源模块、备电源模块，实现了供电备用，可靠性大大增加，避免传感故障或者电源故障导致系统不能工作。另外，设置图像模块，用于采集罐体内液体情况，以辅助超声波传感器的液位采集，可靠性更好。

3、本实用新型可根据容器液位的情况，通过继电器电路控制出液阀或加注泵工作，自动进行补液或者放液，不用人工现场维护。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本实用新型实施例的一种基于物联网的液位控制系统的整体原理框图；

图2为本实用新型实施例的一种基于物联网的液位控制系统的现场采集点原理框图；

图3为本实用新型实施例的一种基于物联网的液位控制系统的现场液位采集结构示意图；

图4为本实用新型实施例的一种基于物联网的液位控制系统的信号检测电路原理图；

图5为本实用新型实施例的一种基于物联网的液位控制系统的继电器电路原理图。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、2所示，一种基于物联网的液位控制系统，包括远程智能终端和与远程智能终端无线通信连接的多个现场采集点；现场采集点包括单片机处理器1、上限液位传感器2、下限液位传感器3、信号检测电路4、主电源模块5、备电源模块6、主备电源切换开关7、液位显示模块8、出液阀9、继电器电路10、无线通讯模块11、加注泵12、远程智能终端13和图像模块14，单片机处理器1与信号检测电路4、主备电源切换开关7、液位显示模块8、继电器电路10、无线通讯模块11、图像模块14电连接，信号检测电路4输入端与上限液位传感器2、下限液位传感器3电连接，主备电源切换开关7与主电源模块5、备电源模块6电连接，继电器电路10与出液阀9、加注泵12电连接，无线通讯模块11与远程智能终端13无线连接。

如图3所示，上限液位传感器2包括设置在容器上部的上限发射液位传感器21和对应的上限接收液位传感器22，下限液位传感器3包括设置在容器下部的下限发射液位传感器31和对应的下限接收液位传感器32。上限发射液位传感器21和对应的上限接收液位传感器22在容器内部同一个平面，下限发射液位传感器31和对应的下限接收液位传感器32在容器内部同一个平面。

如图4所示，信号检测电路4为基于ULN2429A的液面检测电路。在测量液面时，将AB两个探测电极置于液体下，如果是非导电液体时，通过检测液体的相对介电常数的变化引进探测电极A、B间电容量的变化来确定液位；如是导电液体时，则根据A、B间的电阻值变化来确定。液体浸没电极A、B时，遇P1.3引脚输出低电平,反之P1.3引脚输出高电平。

主备电源切换开关7为具有一个常闭接点和一个常开接点的继电器，分别连接主电源模块5、备电源模块6，比如当主电源模块5连接常闭接点供电时，因为电源故障或者其他因素导致电源异常，则常闭接点和常开接点变换状态，原来的常闭变常开、常开变常闭，即备电源模块6的常开接点闭合开始供电，而主电源模块5常闭接点断开停止供电。

如图5所示，为继电器电路原理图。在设有备用液体贮存罐的场合，当检测到液位达到工作下限时，液位自动控制模块在单片机处理器自主驱动，或是由远程智能终端13发出信号，通过无线通讯模块11接收加注指令后驱动加注泵工作，从而实现液位自动功能。三极管Q1与STC89C52单片机P0.7引脚连接，接到加注指令后，P0.7引脚输出低电，三极管Q1导通，继电器通电吸合，加注泵开始工作，完成加注液体工作。同时，继电器电路还与出液阀9电连接，检测到容器的液位超过上限，则通过上述同样原理控制出液阀流出一定液体到相应的备用储存容器。

另外，无线通讯模块11为4G模块或者5G模块，远程智能终端13为手机。

本实用新型的工作原理是：

液位传感器检测的容器的上下位置的液位信号经过信号检测电路处理后，发送给单片机处理器，单片机处理器控制液位显示模块显示当前液位，同时液位信息通过无线通讯模块无线发送给远程用户的远程智能终端(手机)上，用户可以在远方实现液位检测，特别是在高寒、偏远、有毒、放射性、易燃易爆等条件下，不用人工近距离检测。

如果检测到容器的液位低于下限，则单片机处理器控制继电器电路动作，使得加注泵向容器加液，反之，检测到容器的液位超过上限，则控制出液阀流出一定液体到相应的备用储存容器，如图2所示，进液管路上设置加注泵12，进液管路前端连通供液源(图中略)，出液管路上设置出液阀9，出液管路后端连通备用储存容器(图中略)。

同时设置了主电源模块5、备电源模块6(为电池或者其他电源)，实现了供电备用，可靠性大大增加，避免传感故障或者电源故障导致系统不能工作。另外，设置图像模块14，为微型摄像头，可置于图2的罐体一旁，用于采集罐体内液体情况，以辅助超声波传感器的液位采集，可靠性更好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于物联网的液位控制系统，其特征在于，包括远程智能终端和与所述远程智能终端无线通信连接的多个现场采集点；所述现场采集点包括单片机处理器(1)、上限液位传感器(2)、下限液位传感器(3)、信号检测电路(4)、主电源模块(5)、备电源模块(6)、主备电源切换开关(7)、液位显示模块(8)、出液阀(9)、继电器电路(10)、无线通讯模块(11)、加注泵(12)、远程智能终端(13)和图像模块(14)，所述单片机处理器(1)与信号检测电路(4)、主备电源切换开关(7)、液位显示模块(8)、继电器电路(10)、无线通讯模块(11)、图像模块(14)电连接，所述信号检测电路(4)输入端与上限液位传感器(2)、下限液位传感器(3)电连接，所述主备电源切换开关(7)与主电源模块(5)、备电源模块(6)电连接，所述继电器电路(10)与出液阀(9)、加注泵(12)电连接，所述无线通讯模块(11)与远程智能终端(13)无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的液位控制系统，其特征在于，所述上限液位传感器(2)包括设置在容器上部的上限发射液位传感器(21)和对应的上限接收液位传感器(22)，所述下限液位传感器(3)包括设置在容器下部的下限发射液位传感器(31)和对应的下限接收液位传感器(32)。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的液位控制系统，其特征在于，所述信号检测电路(4)为基于ULN2429A的液面检测电路。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的液位控制系统，其特征在于，所述主备电源切换开关(7)为具有一个常闭接点和一个常开接点的继电器。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的液位控制系统，其特征在于，所述无线通讯模块(11)为4G模块或者5G模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的液位控制系统，其特征在于，所述远程智能终端(13)为手机。