TWM527956U

TWM527956U - 液位量測裝置

Info

Publication number: TWM527956U
Application number: TW105207608U
Authority: TW
Inventors: Ying Zou; Tang-Han Xie; Shun-Long Xie
Original assignee: China Steel Corp
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2016-09-01

Description

液位量測裝置

本新型是有關於一種量測裝置，特別是指一種液位量測裝置。

在一般日常生活或工業操作環境，均有許多需要液位量測的需求。目前常見的液位量測方法，例如有利用連通管的原理，將一透明管柱與一含有待側液體的桶槽連接，藉由將該桶槽內的液體導入該透明管柱，以進行液位判讀。或是利用浮球，讓浮球與一位於該浮球上方的液位計連接，因此，當浮球隨著液位改變位置時，即可改變液位計位置，而可讀取水位數據。然而，前述的液位高度資料一般是以人為讀取，因此，結果往往會因人而異，變異性較大。

而為了可更精準的量測液位，也有利用磁性，例如中華民國第I509227號發明專利，則揭示透過在待量測的液體中設置一固定於一漂浮件內的磁力感測元件，及多個置於管體外，且沿液面高度變化的方向分散設置的磁力源，以建構出一特定的磁場強度分不，因此，即可利用該磁力感測元件感測到的磁場強度而換算得到液位的高度。以此方式雖然可避免人為觀測的缺點，然而，使用環境中若有其它具導磁性的設備，則容易會互相干擾，影響量測結果。

因此，本新型之目的，即在提供一種可供設置於一待測液體中的液位量測裝置，利用量測該液位量測裝置的電阻變化，即可換算得到液位高度的液位量測裝置。

於是，本新型該液位量測裝置包含一基座，及一設置於該基座的其中一表面的量測單元。

該量測單元包括一桿體、一電阻感測器、一浮力組件，及一計算器。

該桿體自該基座的表面垂直延伸，界定出一與該液體隔離的容置空間，且高度不小於該液體的深度。

該電阻感測器位於該容置空間，包括二條與該桿體平行且彼此間隔設置的電阻導線，及一可移動的與該二條電阻導線電連接的電連接件，且該二條電阻導線藉由該電連接件彼此電連接。

該浮力組件具有一設置於該桿體外，比重小於該液體，且為絕緣的浮力件，該浮力件可隨著液面高度的變化而改變於該桿體的相對位置，並可同時帶動該電連接件以改變該電連接件於該兩條電阻導線的相對位置。

該計算器與該二條電阻導線電連接，可用於計算流經該二條電阻導線的電阻，並據此得到該液體的深度。

本新型之功效在於：利用一新穎的量測結構設計，讓該液位量測裝置的電阻與待量測液體的液位高度變化產生相關性，因此，可利用該液位量測裝置的電阻變化計算而求得液體的液位高度資訊。

以下將參考圖式詳細說明本新型的實施例。

參閱圖1，本新型液位量測裝置是用量測一待測液體100的液位高度。於量測時僅需讓該液位量測裝置沉降到該待測液體100的底部，即可藉由該液位量測裝置的電阻變化與該待測液體100的液位高度的關係，而計算得到該待測液體100的液位高度(深度)。

該液位量測裝置的一實施例包含一基座2，及一設置於該基座2的其中一表面的量測單元3。

該基座2具有一定重量及一較大的底面積，而可讓該液位量測裝置於量測時可沉降到該待測液體100的底部，並維持穩定。一般而言，該基座2的構成材料並不需特別限制，只要是可以耐受該待測液體100的性質，不受到該待測液體的影響(例如被氧化或腐蝕)即可。

該量測單元3包括一桿體31、一電阻感測器32、一浮力組件33，及一計算器34。

該桿體31自該基座2的表面垂直延伸，界定出一與該待測液體100隔離的容置空間311，且高度不小於該待測液體100的深度。也就是說該桿體31的高度需大於該待測液體100的最大深度，以利於量測該待測液體100的所有液位高度。

該電阻感測器32位於該容置空間311，包括一與該桿體31長度方向平行且長度與該桿體31實質相當的支撐板321、二條與該桿體31平行且彼此間隔固設於該支撐板321的電阻導線322、一可移動的與該二條電阻導線322電連接的電連接件323，及一與該電連接件323連接，並可滑動的與該支撐板321結合的滑動塊324。

詳細的說，該二條電阻導線322是由具有預定阻值的材料構成，該電連接件323則是由阻值小於該二條電阻導線321，且導電性佳的材料構成，具有二個可移動的分別對應設置於該二條電阻導線321的電連接塊325，及一條連接該二個電連接塊325的電連接線326。該電連接件322可讓該兩條電阻導線322彼此電連接，且該電連接件323會與該滑動塊324連接；而該滑動塊324則為可滑動的與該支撐板321結合，因此，該電連接件323可利用該滑動塊324的重量滑動，而有較佳的移動性。較佳地，該二條電阻導線322可選擇電阻率高的材料或是作成具有較大截面積形狀，以確保有較大的電阻值，而可增加量測解析度。

該浮力組件33具有一環設於該桿體31外，且為絕緣的浮力件331，及二條絕緣連接線332。該浮力件331比重小於該待測液體100，且重量大於該電連接件323及該滑動塊324的總重，該二條絕緣連接線332的長度實質與該電阻導線322的長度相同，並位於該浮力件331的相對兩側。於本實施例中該每一條絕緣連接線332為穿過鄰近該桿體31的頂部，一端與該浮力件331連接，另一端是與該滑動塊324連接。該浮力件331可隨著該待測液體100高度的變化而改變於該桿體31的相對位置，並同時帶動該滑動塊324及該電連接件323，而改變該電連接件323於該兩條電阻導線322的相對位置。

要說明的是，該電阻感測器32也可不需該支撐板31，且不具有該滑動塊324，因此，該二條電阻導線321為直接固定連接於該桿體31。此時，需注意的是，因為該電連接件323是利用本身的重量向下滑動。因此，該電連接件323的重量需足以克服與該等電阻導線321的摩擦力及該等絕緣連接線332的拉力，以避免該電連接件323過輕不易向下滑動的缺點。

該計算器34包含一電阻偵測電路(圖未示)、一運算晶片(圖未示)及一顯示幕341。該電阻偵測電路與該二條電阻導線322電連接，用以偵測流經該二條電阻導線321之電流的電阻，並可藉由該運算晶片利用量測而得的電阻進行運算，以得到該待測液體100的液位深度資訊，最後，即可經由該顯示幕341將結果對外顯示。

配合參閱圖1、2，當利用前述該液位量測裝置進行該待測液體100的液位量測時，需先將該液位量測裝置沉降至該待測液體100的底部。也就是說，當該待測液體100在最高液位(如圖1所示)時，該浮力件331會浮在液面上，最遠離該基座2，此時該電連接件322會最接近該基座2並最遠離該浮力件331，因此，該兩條電阻導322的電流導通路徑最長，總電阻值最高；而如圖2所示，當水位變化(水位降低)時，因為液位下降，該浮力件331會隨著液位高度變化而移動位置(下降)，因此，該電連接件323會受到該浮力件331的牽動而向上移動，此時，該兩條電阻導322的電流導通路徑長度縮短，總電阻值會下降。因此可藉由該計算器34量測而得的電阻值計算，即可換算得知該待測液體100的液位高度。

更具體的說，定義該待測液體100的液位高度為H，單邊的該電阻導線321的導通長度為L _d，電阻為R _d；該電連接線326的長度為L _c，電阻為R _c。

在液位高度=H時：導通總長度(L _all)=L _d+L _d+L _c，又因為L _d=H，因此， L _all=2H+L _c；總電阻值(R _all)=2R _d+R _c。而在液位高度H=0時：L _d=0且R _d=0，故L _all,0=L _c，R _all,0=R _c。依據L(導線長度)與R(電阻)成正比的關係得到：即而再由前式即可得：H= 因此，該計算器4即可藉由將量測得到的總電阻值，利用上述計算式的換算而據以求得液位高度(H)。

綜上所述，本新型之液位量測裝置藉由結構設計，讓該液位量測裝置的電阻可隨著該待測液體100的液位高度變化而產生變化，因此，可利用量測該液位量測裝置的電阻變化而換算得到該待測液體100的液位高度的連續變化值，不僅結構簡單，且易於操作，故確實可達到本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

2‧‧‧基座
326‧‧‧電連接線
3‧‧‧量測單元
33‧‧‧浮力組件
31‧‧‧桿體
331‧‧‧浮力件
311‧‧‧容置空間
332‧‧‧絕緣連接線
32‧‧‧電阻感測器
34‧‧‧計算器
321‧‧‧支撐板
341‧‧‧顯示幕
322‧‧‧電阻導線
100‧‧‧待測液體
323‧‧‧電連接件
H‧‧‧液位高度
324‧‧‧滑動塊
L_d‧‧‧電阻導線的導通長度
325‧‧‧電連接塊
L_c‧‧‧電連接線長度

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是說明本新型液位量測裝置的一實施例的示意圖；圖2說明本新型該實施例於不同液位高度的示意圖。

2‧‧‧基座

325‧‧‧電連接塊

3‧‧‧量測單元

326‧‧‧電連接線

31‧‧‧桿體

33‧‧‧浮力組件

311‧‧‧容置空間

331‧‧‧浮力件

32‧‧‧電阻感測器

332‧‧‧絕緣連接線

321‧‧‧支撐板

34‧‧‧計算器

322‧‧‧電阻導線

341‧‧‧顯示幕

323‧‧‧電連接件

100‧‧‧待測液體

324‧‧‧滑動塊

Claims

一種液位量測裝置，用於設置於一液體中，以量測該液體的深度，該液位量測裝置包含一基座，及一設置於該基座的其中一表面的量測單元，該量測單元包括：一桿體，自該基座的該其中一表面垂直延伸，界定出一與該液體隔離的容置空間，且高度不小於該液體的深度；一電阻感測器，位於該容置空間，包括二條與該桿體平行且彼此間隔設置的電阻導線，及一可移動的與該二條電阻導線電連接的電連接件，且該二條電阻導線藉由該電連接件彼此電連接；一浮力組件，具有一設置於該桿體外，比重小於該液體，且為絕緣的浮力件，該浮力件可隨著液面高度的變化而改變於該桿體的相對位置，並可同時帶動該電連接件以改變該電連接件於該兩條電阻導線的相對位置；及一計算器，與該二條電阻導線電連接，可用於計算該二條電阻導線的電阻，並據此得到該液體的深度。
如請求項1所述的液位量測裝置，其中，該浮力件為環設該桿體，該浮力組件還具有二條長度實質與該電阻導線長度相同並位於該浮力件的相對兩側的絕緣連接線，該每一條絕緣連接線為實質跨過該桿體的頂部，一端與該浮力件連接，另一端與該電連接件連接。
如請求項2所述的液位量測裝置，其中，電阻感測器還包括一支撐板，及一滑動塊，該二條電阻導線為固設於該支撐板，該滑動塊與該電連接件連接，並為可滑動的結合於該支撐板，該每一條絕緣連接線的該另一端是透過該滑動塊而與該電連接件連接。
如請求項2所述的液位量測裝置，其中，該電連接件具有二個分別可移動的對應設置於該二條電阻導線的電連接塊，及一條連接該二個電連接塊的電連接線，且當該浮力件於最鄰近該基座時，該電連接件會最遠離該浮力件。
如請求項1所述的液位量測裝置，其中，該計算器設置於該桿體的頂部，具有一可用以顯示的顯示幕。
如請求項1所述的液位量測裝置，其中，該電連接件的重量足以克服該電連接件與該兩條電阻導線的摩擦力，且小於該浮力件的重量。
如請求項1所述的液位量測裝置，其中，該液位量測裝置的重量大於該液位量測裝置受到的浮力。