CN2695924Y

CN2695924Y - 液位计

Info

Publication number: CN2695924Y
Application number: CN 200420084445
Authority: CN
Inventors: 范明军; 何彤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2014-07-29

Abstract

本实用新型公开了一种液位计，其包括液位计控制部分和一浮子，二者通过悬挂件连接，其特征在于，所述液位计控制部分包括液位信息采集装置、单片机和显示器，所述单片机分别与液位信息采集装置、显示器相耦合；所述悬挂件设有位置标志；所述浮子为中空结构，其中设置有压力传感器、温度传感器、智能数据采集模块和无线收发模块；所述压力传感器、温度传感器与智能数据采集模块相耦合；所述无线收发模块与所述单片机无线连接，并与所述智能数据采集模块相耦合。本实用新型的液位计可以测量液体平均温度和平均密度，进而可以得出精确计量的液体质量。

Description

液位计

技术领域

本实用新型涉及液位测量仪表技术领域，具体涉及一种可以测量液体平均温度、平均密度及质量的液位计。

背景技术

液位计广泛应用于石油、化工、食用油、饮料、酿造等行业的储运系统，通过对各种罐体内储存液体的液位的测量，达到对储备及输送的液体进行计量的目的。

这种传统的计量方法的原理是，通过测量液位或其变化，根据罐体相应位置的截面积，可求出液体体积或其变化量。然后根据公式m＝ρV(式中，m代表液体质量，ρ代表液体密度，V代表液体体积)，即可求出罐体内储备的液体量或从罐中输送出的液体量。

然而，这种计量方法忽略了温度变化对计量结果的影响。而实际情况是，当液体温度受外界环境或其它因素影响而变化时，根据热胀冷缩的道理，同样质量的液体，其体积将会发生变化，这样，基于上述传统方法测量出的液体质量将不再准确。

依据这种传统计量方法，即使考虑到温度变化对液体密度的影响，在每次计量时采用与当时温度相对应的液体密度值进行计算，有时也不能满足精确计量的要求。因为在实践中情况常常更为复杂，同一罐体内不同高度位置的液体密度是不尽相同的，甚至在不同高度位置处温度也有差别。这些都将直接影响计量结果的准确性。而通常用以测量液体密度所用的密度计是依据阿基米德浮力定律，在漂浮在液面进行工作的，无法测量不同高度位置的液体密度。

因此，如果能够确切得到罐体内液体的平均温度及其平均密度，将可对该液体进行精确计量。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种液位计，该液位计可以测量液体平均温度和平均密度，进而可以得出液液体质量的液位计。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种液位计，包括液位计控制部分和一浮子，二者通过悬挂件连接；所述液位计控制部分包括液位信息采集装置、单片机和显示器，所述单片机分别与液位信息采集装置、显示器相耦合；所述悬挂件设有位置标志；所述浮子为中空结构，其中设置有压力传感器、温度传感器、智能数据采集模块和无线收发模块；所述压力传感器、温度传感器与智能数据采集模块相耦合；所述无线收发模块与所述单片机无线连接，并与所述智能数据采集模块相耦合。

其中，所述液位信息采集装置包括位于悬挂件两侧的发光组件及感光组件所述液位信息采集装置包括位于悬挂件两侧的发光组件及感光组件。

其中，所述浮子底部设有一盲孔和一通孔，所述压力传感器安装在该通孔中，所述温度传感器安装在该盲孔中。

其中，所述温度传感器采用高精度AD590 K级温度传感器。

其中，所述压力传感器采用CCPS32干式陶瓷电容压力传感器。

其中，所述智能数据采集模块采用8路24位ADC的低功耗CPU集成电路MCS1210。

其中，所述无线收发模块采用集成电路PTR2030。

其中，所述智能数据采集模块由电池组供电，并连有看门狗电路和电压转换模块。

其中，所述看门狗电路采用集成电路MAX6301。

其中，所述电压转换模块采用集成电路MAX619。

由于浮子上具有温度传感器及压力传感器，所以通过控制浮子的上下移动，可以实时测量罐体内任意液体深度位置的温度及压强，对任意两个深度位置的测量结果取平均值，即可得出该部分液体的平均温度及平均压强。又，由所述液位计控制部分的液位信息采集装置可以得出液位深度。根据公式p＝ρgh(式中，p代表液体压强，ρ代表液体密度，g为重力加速度，h为某位置的液位深度)，即可求出某位置的液体的密度。然后根据公式m＝ρV(其中m：质量，V：体积，V可通过罐体在两个测量点之间的平均截面积及深度差求出)得到该两个测量点高度之间的油液质量m的精确计量值。

因此，采用上述方案，本实用新型具有如下有益效果：

一、可以方便地测量罐体内任意部分液体的当时的平均温度，以及与该平均温度对应的该部分液体的平均密度，从而可以实现对该部分液体的精确计量。并且根据该精确计量结果，有利于对液体储备及输送的管理。

二、利用无线收发模块，可以完成浮子上的传感器与液位计控制部分之间的数据或信号的无线传输，不需在浮子与液位计控制部分之间设置连接线，简化了结构，并可避免由于连接线的破坏所致的无法使用的故障。

附图说明

图1为本实用新型中浮子的结构示意图；

图2为本实用新型电路原理方框图；

图3为本实用新型测量原理示意图。

图中件号说明：

1-浮子；2-悬挂件；3-温度传感器；4-压力传感器；5-智能数据采集模块；6-无线收发模块；7-温度传感器安装孔；8-压力传感器安装孔；9-液位计控制部分；10-看门狗电路；11-电压转换模块；12-电池组；A、B、C、D、E、F-浮子所处的不同深度位置。

具体实施方式

如图1所示，浮子1呈中空状，通过一带有位置标志的悬挂件2与液位计控制部分9相连接，(液位计控制部分9未示出)其上设置有温度传感器3及压力传感器4，分别安装于浮子1底部开设的温度传感器安装孔7及压力传感器安装孔8中，其中的温度传感器安装孔7为开口向内的盲孔，温度传感器3可通过热量的热传导，感知液体温度。所述压力传感器安装孔8为通孔，压力传感器4与液体直接接触，感知某位置的液体压强。当然，所述温度传感器安装孔7也可加工成与所述压力传感器安装孔8同样的形式。浮子1内还设置有一智能数据采集模块5及一无线收发模块6，温度传感器3和压力传感器4分别耦合到智能数据采集模块5，智能数据采集模块5耦合到无线收发模块6。

如图2所示，本实用新型的电路部分构成如下：

智能数据采集模块5，是整个电路的核心，与温度传感器3、压力传感器4耦合，并可通过无线收发模块6与液位计控制部分9进行数据交换。智能数据采集模块5由电池组12供电，并连有看门狗电路10和电压转换模块11，所述看门狗电路10可在电量低于指定值时报警以提示更换电池。

智能数据采集模块5每3-4秒唤醒一次，其余时间处于休眠状态。唤醒时，检查有无液位计控制部分9通过无线收发模块6发送的数据采集命令，如果没有，则继续休眠，如果有，则采集压力传感器4和温度传感器3的数据，并将采集到的温度、压力数据通过无线收发模块6发送给液位计控制部分9。

液位计控制部分9是微机智能化的，它包括：液位信息采集装置，可以采集液位数据；单片机，与液位信息采集装置、无线收发模块6及显示器连接，可以将通过无线收发模块6接收到的数据以及液位信息采集装置采集到的数据，代入既定公式以计算密度和质量，并由人为控制或按照编辑好的程序，通过无线收发模块6发送数据采集命令给智能数据采集模块5；显示器，显示液位、温度、压力、密度、质量等相关数据。

所述液位信息采集装置由位于带有位置标志的悬挂件2两侧的发光组件及感光组件构成。所述的位置标志以规则方式布置于钢带上，感光组件读取到与深度对应的不同的位置标志，则表示浮子位于某一深度的位置，这样，通过钢带上的位置标志的编码信息，就可以知道浮子的位置。

温度传感器3采用高精度AD590 K级温度传感器；压力传感器4采用CCPS32干式陶瓷电容压力传感器；智能数据采集模块5采用8路24位ADC的低功耗CPU集成电路MCS1210；无线收发模块6采用集成电路PTR2030；看门狗电路10采用集成电路MAX6301；电压转换模块11采用集成电路MAX619。

上述各部分之间的耦合是本领域技术人员可以很容易实现的，属于公知技术。

本实用新型的测量原理如图3所示。

罐体内具有油和水两种液体，油位于上层。罐体内具有一浮子1。通过液位计控制部分9控制，浮子1可停留于罐体内的任意深度，如深度A-油位以上的空气中，深度B-油液的液面位置，深度C、D-油液中的任意两个深度位置，深度E-油水界面位置，深度F-罐底位置。

当欲对油液中任意深度C、D范围内的油液进行精确计量时，可使浮子1分别位于深度C及深度D，浮子1可分别测量出该两点的温度TC、TD及压强PC、PD，液位计控制部分9可以采集该两点的液位深度数据HC、HD。因此可得出该部分油液的平均温度T＝(TC+TD)/2及平均压强P＝(PC+PD)/2。根据液体压强公式p＝ρgh，可求出在平均温度T下的该部分油液的平均密度ρ＝(PC+PD)/g(HC+HD)。

然后根据公式m＝ρV(其中m：质量，V：体积，V可通过罐体在C、D间的平均截面积及二者的深度差求出)得到该C、D高度之间的油液质量m的精确计量值。

Claims

1、一种液位计，包括液位计控制部分和一浮子，二者通过悬挂件连接，其特征在于，所述液位计控制部分包括液位信息采集装置、单片机和显示器，所述单片机分别与液位信息采集装置、显示器相耦合；所述悬挂件设有位置标志；所述浮子为中空结构，其中设置有压力传感器、温度传感器、智能数据采集模块和无线收发模块；所述压力传感器、温度传感器与智能数据采集模块相耦合；所述无线收发模块与所述单片机无线连接，并与所述智能数据采集模块相耦合。

2、根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述液位信息采集装置包括位于悬挂件两侧的发光组件及感光组件。

3、根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述浮子底部设有一盲孔和一通孔，所述压力传感器安装在该通孔中，所述温度传感器安装在该盲孔中。

4、根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述温度传感器采用高精度AD590K级温度传感器。

5、根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述压力传感器采用CCPS32干式陶瓷电容压力传感器。

6、根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述智能数据采集模块采用8路24位ADC的低功耗CPU集成电路MCS1210。

7、根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述无线收发模块采用集成电路PTR2030。

8、根据权利要求1所述的液位计，其特征在于，所述智能数据采集模块由电池组供电，并连有看门狗电路和电压转换模块。

9、根据权利要求8所述的液位计，其特征在于，所述看门狗电路采用集成电路MAX6301。

10、根据权利要求8所述的液位计，其特征在于，所述电压转换模块采用集成电路MAX619。