TWM611652U - Level sensors - Google Patents
Level sensors Download PDFInfo
- Publication number
- TWM611652U TWM611652U TW109215869U TW109215869U TWM611652U TW M611652 U TWM611652 U TW M611652U TW 109215869 U TW109215869 U TW 109215869U TW 109215869 U TW109215869 U TW 109215869U TW M611652 U TWM611652 U TW M611652U
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- liquid level
- signal
- sensor
- level sensor
- ultrasonic
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
本創作係有關於一種液面感測器,特別是有關於量測容器中液面高度之液面感測器。 This creation is about a liquid level sensor, especially a liquid level sensor that measures the height of the liquid level in a container.
工廠自動化流程的技術日新月異,促進現今工業社會之發展,並使需繁複流程製造之產品及材料能以合理的價格見於市面。自動化流程發展的關鍵之一為固態、液態及氣態物質之輸送方式由傳統人力搬運改以機械設備移動,因此能大幅提升操作效率並降低相關成本。其中液態物質的可移動性與可控制性更使其成為現代工業社會之基礎,如石化工業、鋼鐵工業、製藥工業及半導體產業等工廠皆能觀察到繁複多樣的液體輸送管線、輸送機械及儲槽設備。 The technology of factory automation process is changing with each passing day, which promotes the development of today's industrial society, and enables products and materials that require complicated processes to be manufactured in the market at reasonable prices. One of the keys to the development of automated processes is that the transportation of solid, liquid and gaseous substances is changed from traditional manual handling to mechanical equipment movement, which can greatly improve operation efficiency and reduce related costs. Among them, the mobility and controllability of liquid substances has made it the basis of modern industrial society. For example, factories in the petrochemical industry, steel industry, pharmaceutical industry, and semiconductor industry can observe complex and diverse liquid transportation pipelines, transportation machinery, and storage. Slot equipment.
然而,液態物質的輸送及儲存多在不透明材料的管線及儲槽內進行,在液態物質不足或過多的情況下,例如泵浦空轉、潤滑油不足、超出設計容量致壓力上升等,輸送或使用液態物質的設備會影響設備安全並增加使用風險。因此,需要能隨時掌握容器內部之液體容量的方法。 However, the transportation and storage of liquid substances are mostly carried out in pipelines and storage tanks of opaque materials. In the case of insufficient or excessive liquid substances, such as pump idling, insufficient lubricating oil, pressure increase beyond the design capacity, etc., transport or use Equipment with liquid substances will affect the safety of the equipment and increase the risk of use. Therefore, it is necessary to be able to grasp the method of the liquid volume inside the container at any time.
目前偵測容器內部液態容量的方式,除透明容器可直接目視觀察外,多以外接管線的方式量測靜態液體壓力或其氣體成分之蒸氣 壓,並經由壓力變化推估容器液體容量。然而,此方法需額外於管線上增設感測線路,增加的連接處可能會造成額外的洩漏風險。同時,此方法需要使感測線路直接接觸液體,這樣侵入式感測也帶來額外的風險。此外,由於需額外安裝這些感測線路,僅適用於固定場址之液體容器,對於需移動之容器,例如槽車、瓦斯桶等,適用性及支援程度仍然不足。鑑此,需要更佳的容器內液體容量感測方式。 At present, the method of detecting the internal liquid content of the container, in addition to the direct visual observation of the transparent container, usually measures the static liquid pressure or the vapor of the gas component by means of an external pipeline. Pressure, and estimate the liquid capacity of the container through pressure changes. However, this method requires additional sensing lines on the pipeline, and the additional connections may cause additional leakage risks. At the same time, this method requires the sensing circuit to directly contact the liquid, so intrusive sensing also brings additional risks. In addition, due to the additional installation of these sensing lines, they are only suitable for liquid containers at fixed sites. For containers that need to be moved, such as tank trucks, gas drums, etc., the applicability and support are still insufficient. In view of this, a better sensing method of the liquid volume in the container is needed.
根據一些實施例,提供一種液面感測器,其包含裝置外殼、系統總成、超音波轉換器模組以及防傾倒感測器。裝置外殼具有第一側和第二側,其中第一側接觸容器的底部,且第二側具有二維條碼。系統總成包含微控制器、訊號處理裝置和無線訊號裝置。微控制器發出控制訊號使超音波轉換器模組量測容器的液面高度並使防傾倒感測器量測容器的水平,超音波轉換器模組及防傾倒感測器在量測之後回送感測訊號至訊號處理裝置,訊號處理裝置處理感測訊號,並且處理後的感測訊號經由無線訊號裝置發送至接受裝置。 According to some embodiments, a liquid level sensor is provided, which includes a device housing, a system assembly, an ultrasonic converter module, and an anti-tip sensor. The device housing has a first side and a second side, wherein the first side contacts the bottom of the container, and the second side has a two-dimensional barcode. The system assembly includes a microcontroller, a signal processing device and a wireless signal device. The microcontroller sends a control signal to enable the ultrasonic converter module to measure the liquid level of the container and the anti-tip sensor to measure the level of the container. The ultrasonic converter module and the anti-tip sensor are sent back after the measurement The sensing signal is sent to the signal processing device, the signal processing device processes the sensing signal, and the processed sensing signal is sent to the receiving device via the wireless signal device.
根據另一些實施例,提供一種液面感測器,其包含裝置外殼、系統總成、超音波轉換器模組以及丙烷丁烷感測器。裝置外殼具有第一側和第二側,其中第一側接觸容器的底部,且第二側具有二維條碼。系統總成包含微控制器、訊號處理裝置和無線訊號裝置。微控制器發出控制訊號使超音波轉換器模組量測容器的液面高度,超音波轉換器模組在量測之後回送感測訊號至訊號處理裝置,訊號處理裝置處理感測訊號,並且處理後的感測訊號經由無線訊號裝置發送至接受裝置。丙烷丁烷感測器設置 於裝置外殼上。 According to other embodiments, a liquid level sensor is provided, which includes a device housing, a system assembly, an ultrasonic converter module, and a propane butane sensor. The device housing has a first side and a second side, wherein the first side contacts the bottom of the container, and the second side has a two-dimensional barcode. The system assembly includes a microcontroller, a signal processing device and a wireless signal device. The microcontroller sends out a control signal to make the ultrasonic converter module measure the liquid level of the container. The ultrasonic converter module sends the sensing signal back to the signal processing device after the measurement. The signal processing device processes the sensing signal and processes The subsequent sensing signal is sent to the receiving device via the wireless signal device. Propane butane sensor settings On the device housing.
100,200:液面感測器 100, 200: Liquid level sensor
102,202:裝置外殼 102, 202: device housing
102a,102b:第一側 102a, 102b: first side
102b,202b:第二側 102b, 202b: second side
104,204:系統總成 104,204: system assembly
110:容器 110: container
120:開口 120: opening
122:連接元件 122: connection element
124:二維條碼 124: Two-dimensional barcode
130:基底 130: Base
132:超音波轉換器模組 132: Ultrasonic converter module
134:微控制器 134: Microcontroller
136:無線訊號裝置 136: wireless signal device
138:訊號處理裝置 138: Signal Processing Device
140:電池 140: battery
142:電池管理系統 142: Battery Management System
144:防傾倒感測器 144: Anti-tip sensor
206:丙烷丁烷感測器 206: Propane Butane Sensor
208:丙烷丁烷感測器開口 208: Propane butane sensor opening
第1圖是液面感測器的使用示意圖。 Figure 1 is a schematic diagram of the use of the liquid level sensor.
第2圖是液面感測器的透視圖。 Figure 2 is a perspective view of the liquid level sensor.
第3圖是液面感測器的仰視圖。 Figure 3 is a bottom view of the liquid level sensor.
第4圖是系統總成的示意圖。 Figure 4 is a schematic diagram of the system assembly.
第5圖是液面感測器的透視圖。 Figure 5 is a perspective view of the liquid level sensor.
第6圖是液面感測器的仰視圖。 Figure 6 is a bottom view of the liquid level sensor.
第7圖是系統總成的示意圖。 Figure 7 is a schematic diagram of the system assembly.
以下根據本創作的一些實施例,描述液面感測器。本創作藉由在液面感測器中設置超音波轉換器,可以在不接觸容器內容物的情況下量測液面高度,增加使用上的安全性,並且可以藉由無線裝置傳送液面高度及其他資訊,進一步提升使用的安全性及操控性。 The following describes the liquid level sensor according to some embodiments of the present creation. In this creation, by setting up an ultrasonic transducer in the liquid level sensor, the liquid level can be measured without touching the contents of the container, which increases the safety in use, and can transmit the liquid level through a wireless device. And other information to further enhance the safety and controllability of use.
第1圖是液面感測器100的使用示意圖。如第1圖所示,液面感測器100可以設置容器110的底表面上。然而,液面感測器100也可以設置在容器110的任何位置,例如側壁上或頂表面上。容器110可以具有不透明的外殼並含有液體。舉例來說,容器110可以是瓦斯鋼瓶、水塔、化學藥品儲槽或類似的設備。
FIG. 1 is a schematic diagram of the use of the
第2~4圖是根據一些實施例繪示液面感測器100的示意圖。第2圖是液面感測器100的透視圖。如第2圖所示,液面感測器100包含裝置
外殼102及系統總成104(請參照第3圖)。液面感測器100的電子元件設置於系統總成104上,並且系統總成104設置在裝置外殼102中。
2 to 4 are schematic diagrams illustrating the
裝置外殼102可以具有第一側102a和第二側102b,第一側102a與第二側102b不同。裝置外殼102的第一側102a可以接觸待測容器110的底表面,並且超音波訊號的傳遞方向朝向容器110的底表面之法向量。裝置外殼102可以由金屬、陶瓷、高分子材料製成。
The
如第2圖所示,液面感測器100為圓柱體,第一側102a和第二側102b分別在圓柱體的上表面和下表面。然而,液面感測器100可以具有其他形狀,並且第一側102a或第二側102b也可以在液面感測器100的其他位置。
As shown in Figure 2, the
如第2圖所示,開口120和連接裝置122設置在裝置外殼102的第一側102a。開口120暴露出設置在裝置外殼102內的超音波模組132(請參照第5圖)。開口120不限於圖式中的圓形,也可以是其他合適的形狀,例如橢圓形或四邊形。
As shown in FIG. 2, the
連接元件122可以將液面感測器100固定於容器110的底部,並且可以包含黏著劑、磁鐵、魔鬼氈或任何合適的元件。連接元件122可以如圖所示設置在開口120的兩側,但也可以設置成圍繞開口120或其他適當的位置。
The connecting
第3圖是液面感測器100的仰視圖。如第3圖所示,二維條碼124設置在裝置外殼102的第二側102b。二維條碼124可以提供連接至雲端主機的超連結,使用者經由二維條碼124獲取裝置資訊,包含容器110和液面感測器100的資訊,例如產品履歷、檢驗內容、充灌次數或前述之組合
及/或其他相關資訊。二維條碼124可以包含QR碼、PDF417碼或類似的條碼。
FIG. 3 is a bottom view of the
第4圖是系統總成104的示意圖。如第4圖所示,系統總成104包含基底130和設置在基底130上的電子元件。基底130可用於支撐電子元件並提供電子元件之間的連接線路。舉例來說,基底130可以是印刷電路板。如第4圖所示,電子元件可以包含超音波轉換器模組132、微控制器134、無線訊號裝置136、訊號處理裝置138、電池140、電池管理系統142及防傾倒感測器144。這些電子元件的種類和位置僅為示範性的,本創作在不同的實施例中可以包含更多或更少元件,並且可以改變電子元件間的相對位置。
Figure 4 is a schematic diagram of the
超音波轉換器模組132可以產生超音波訊號,超音波訊號在容器110內的液面反射,超音波轉換器模組132偵測反射後的超音波訊號。超音波訊號與反射的超音波訊號之間的時間差為訊號於待測液體中移動時間的兩倍,如公式(1)所示,藉此可得知容器110內的液面高度。
The
公式(1) d=(ToF×c)/2其中d為容器110的底部至液面的距離,ToF為訊號發生與接收到反射訊號的時間差,c為超音波在待側液體中傳遞的速度。舉例來說,在瓦斯鋼瓶中,待測液體包含液化丙烷和液化丁烷。
Formula (1) d=(ToF×c)/2 where d is the distance from the bottom of the
超音波轉換器模組132包含超音波產生器和超音波感測器,超音波感測器感測超音波產生器產生並經液面反射的超音波。超音波轉換器模組132可以包含壓電式傳感器。超音波轉換器模組132的一側連接至基底130,另一側經由裝置外殼102的第一側102a的開口120連接至容器110的
底部。超音波轉換器模組132的位置對應第2圖中開口120的位置。超音波轉換器模組132連接容器110的部分可以包含彈性物質,以減少超音波訊號衰減,進一步提升感測效果,例如橡膠、矽膠、聚乙烯醇、聚烯烴彈性體或類似的材料。
The
微控制器134可以發出、接收、處理、計算電子訊號,並控制與其連接之元件。舉例來說,微控制器134可以處理液面高度、容器傾倒程度等需計算判斷的訊號。
The
無線訊號裝置136可以將量測到的液面高度與其他裝置訊號傳送至其他電子設備,包含網路主機、路由器、移動通訊設備、具無線訊號晶片顯示模組或前述之組合。無線訊號裝置136的通訊協定包含低功耗廣域網路(Low-Power Wide-Area Network,LPWAN)、行動通訊技術、無線網路(Wi-Fi)、藍芽或類似的通訊協定。舉例來說,低功耗廣域網路(LPWAN)可以是窄頻物聯網(NB-IoT)。
The
訊號處理裝置138可以將超音波轉換器模組132或其他量測裝置產生的訊號轉換為微控制器134可接受的訊號類型,訊號處理裝置138可以包含類比晶片。電池管理系統142可以透過內置系統或微控制器134來控制電池140的輸出電力,並記錄及發送電池資訊,包含電池餘量、電池健康度或前述之組合。電池管理系統142可以包含電池管理晶片、電源供應器及/或任何合適的裝置。
The
防傾倒感測器144可以透過裝置加速度或角加速的變化來判斷容器110是否傾斜或翻覆,以提升儲放液體保存之安全性。防傾倒感測器144可以包括重力感測器、加速度感測器、陀螺儀或前述之組合。加速
度感測器可以包含三軸線性加速度計。
The
微控制器134發出一控制訊號使超音波轉換器模組132量測容器110的液面高度並使防傾倒感測器144量測容器110的水平,超音波轉換器模組132及防傾倒感測器144在量測之後回送感測訊號至訊號處理裝置138,訊號處理裝置138處理感測訊號,並且處理後的感測訊號經由無線訊號裝置136發送至接受裝置。此外,也可以發送剩餘容量、信號強度或前述之組合的訊號至接受裝置。
The
雖然以上分別描述超音波轉換器模組132、微控制器134、無線訊號裝置136、訊號處理裝置138、電池管理系統142及防傾倒感測器144,但本創作不限於此。舉例來說,裝置超音波轉換器模組132、微控制器134、無線訊號裝置136、訊號處理裝置138、電池管理系統142及防傾倒感測器144中的兩個或更多個可以整合在一或多個系統單晶片中,以縮減液面感測器100的尺寸。
Although the
在上述實施例中,液面感測器100包含超音波轉換器模組132、防傾倒感測器144及無線訊號裝置136,因此使用者可以透過無線訊號得知容器110的液面高度及容器110的傾斜程度。
In the above embodiment, the
第5~7圖是根據另一些實施例繪示液面感測器200的示意圖。液面感測器200類似於前文所述之液面感測器100,並且相似的標號用於表示相似的元件。為簡化起見,省略這些元件的詳細說明。相較於第1~4圖的實施例而言,以下的實施例不含防傾倒感測器,但包含丙烷丁烷感測器及對應的丙烷丁烷感測器開口,以防止容器的液體外洩,提升使用上的安全性。
FIGS. 5-7 are schematic diagrams illustrating the
第5圖是液面感測器200的透視圖。如第5圖所示,液面感測器裝置200包含裝置外殼202及系統總成204(請參照第7圖)。裝置外殼202可以具有第一側202a和第二側202b,第一側202a與第二側202b不同。裝置外殼202的第一側202a具有開口120和連接裝置122。開口120暴露出設置在裝置外殼202內的超音波模組132(請參照第7圖)。
FIG. 5 is a perspective view of the
第6圖是液面感測器200的仰視圖。如第6圖所示,裝置外殼202的第二側202b具有二維條碼124及丙烷丁烷感測器開口208。丙烷丁烷感測器開口208暴露出設置在裝置外殼202內的丙烷丁烷感測器206(請參照第7圖),藉此偵測周遭環境是否有丙烷及/或丁烷流體洩漏。
FIG. 6 is a bottom view of the
二維條碼124及丙烷丁烷感測器開口208可以皆設置在裝置外殼202的第二側202b,也可以設置在不同側,例如二維條碼124設置在裝置外殼202的第二側202b,而丙烷丁烷感測器開口208設置在裝置外殼202之不同於第一側202a和第二側202b的第三側。
The two-
第7圖是系統總成204的示意圖。如第7圖所示,系統總成204包含基底130和設置在基底130上的電子元件。電子元件包含超音波轉換器模組132、微控制器134、無線訊號裝置136、訊號處理裝置138、電池140、電池管理系統142及丙烷丁烷感測器206。超音波轉換器模組132、微控制器134、無線訊號裝置136、訊號處理裝置138、電池140和電池管理系統142的描述如前文,故不再贅述。這些元件的種類和位置僅為示範性的,本創作在不同的實施例中可以包含更多或更少元件,並且可以改變電子元件間的相對位置。
Figure 7 is a schematic diagram of the
微控制器134發出的控制訊號使丙烷丁烷感測器206偵測容
器110外之丙烷或丁烷的濃度,丙烷丁烷感測器206在偵測之後發送氣體洩漏訊號至接受裝置。丙烷丁烷感測器206可以偵測洩漏之丙烷、丁烷,並且可以包含電化學式、半導體式、氣相層析式感測裝置。丙烷丁烷感測器206也可以偵測其他氣體,例如乙烯。丙烷丁烷感測器206的位置對應第6圖中丙烷丁烷感測器開口208的位置。
The control signal sent by the
雖然以上分別描述超音波轉換器模組132、微控制器134、無線訊號裝置136、訊號處理裝置138、電池管理系統142及丙烷丁烷感測器206,但本創作不限於此。舉例來說,裝置超音波轉換器模組132、微控制器134、無線訊號裝置136、訊號處理裝置138、電池管理系統142及丙烷丁烷感測器206中的兩個或更多個可以整合在一或多個系統單晶片中,以降低成本、縮減產品尺寸。
Although the
在上述實施例中,液面感測器100包含超音波轉換器模組132、丙烷丁烷感測器206及無線訊號裝置136,因此使用者可以透過無線訊號得知容器110的液面高度及周遭環境丙烷丁烷濃度。
In the above embodiment, the
雖然在第1~4圖中描述液面感測器100包含防傾倒感測器144,並在第5~7圖中描述液面感測器200包含丙烷丁烷感測器206,但可以結合使用這些元件。舉例來說,液面感測器100可以包含防傾倒感測器144和丙烷丁烷感測器206兩者。
Although the
綜上所述,本創作提供一種液面感測器,其藉由超音波量測容器中的液面,並透過無線裝置對外輸出訊號。由於本創作包含可擴充、多功能的整合型感測系統,相較於傳統機械式量測裝置,例如壓力閥,本創作可以提供使用者更即時且非侵入性之高安全性的偵測方式,並 可用於工業或家庭的容器。 In summary, this creation provides a liquid level sensor that measures the liquid level in the container by ultrasonic waves and outputs a signal to the outside through a wireless device. Since this creation includes an expandable, multi-functional integrated sensing system, compared to traditional mechanical measuring devices, such as pressure valves, this creation can provide users with a more real-time, non-invasive, and highly secure detection method. , and Can be used in industrial or household containers.
100:液面感測器 100: Liquid level sensor
110:容器 110: container
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109215869U TWM611652U (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Level sensors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109215869U TWM611652U (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Level sensors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWM611652U true TWM611652U (en) | 2021-05-11 |
Family
ID=77037843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109215869U TWM611652U (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Level sensors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWM611652U (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI816238B (en) * | 2021-11-25 | 2023-09-21 | 凌波股份有限公司 | Liquid fuel capacity detection device |
-
2020
- 2020-12-01 TW TW109215869U patent/TWM611652U/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI816238B (en) * | 2021-11-25 | 2023-09-21 | 凌波股份有限公司 | Liquid fuel capacity detection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2014274657B2 (en) | Bulk acoustic wave (BAW) sensors for liquid level measurements | |
US7095365B2 (en) | Apparatus for monitoring a field device | |
Nakagawa et al. | Contactless liquid-level measurement with frequency-modulated millimeter wave through opaque container | |
JP4232183B2 (en) | Airtight inspection method and apparatus | |
CN201444070U (en) | Wireless liquid level measuring instrument | |
US20070236469A1 (en) | Fluid level sensing utilizing a mutual capacitance touchpad device | |
CN207976198U (en) | A kind of capacitance type liquid level detection device | |
TWM611652U (en) | Level sensors | |
CN111595413B (en) | Non-contact container liquid level measuring device and method | |
US9476743B1 (en) | Probe with no moving parts for use in a tank | |
US10324477B2 (en) | System and method of fluid detection for a plurality of tanks | |
Yusupbekov et al. | Review and comparative analysis of modern devices for level gauging in checking system and industrial processing control | |
CN112284489A (en) | Radar sensor, replaceable radar sensor arrangement, field device and container | |
JP4459300B2 (en) | Method for inspecting fluid containers for leak holes | |
TWM611799U (en) | Level sensor system | |
US7926344B1 (en) | Ultrasonic fluid level sensing using a dry couplant | |
US9476787B1 (en) | Fluid detection system for a plurality of tanks | |
CN107044870A (en) | A kind of multi-parameter portable warehousing and transportation facilities detector | |
CN206847677U (en) | A kind of multi-parameter portable warehousing and transportation facilities detector | |
CN209148087U (en) | A kind of liquid chemicals holding vessel liquid level detection device | |
CN206514917U (en) | A kind of contactless non-permeable material tank fill level detection means | |
US20050160797A1 (en) | Field device for determining and/or monitoring a process variable | |
JP2007155338A (en) | Detecting apparatus | |
CN216900509U (en) | Detection apparatus for water quality testing | |
CN115468715A (en) | Device for detecting leakage by using touch sensor |