[发明专利]具有自校准功能的液位传感器及其传感方法

权利要求书

1.具有自校准功能的液位传感器，其特征在于：包括控制系统（1）、光电传感器探头（2）、连通管（3）、固定轴（4）、步进电机（5）、丝杆（6）、连轴块（7）、限位开关（8）及防水套管（9）；

在防水套管（9）内并排设置有连通管（3）和丝杆（6），连通管（3）两端开放并伸出防水套管（9），丝杆（6）由设置在防水套管（9）外的步进电机（5）驱动，在所述的连通管（3）竖直方向上安装有多对可上下活动的光电传感器探头（2），每对光电传感器探头间隔相同且平行，每对光电传感器探头中的一个光电传感器探头安装在连通管（3）的一侧，另一个光电传感器探头安装在连通管（3）的相对侧；所述的光电传感器探头均设置在连轴块（7）上，连轴块（7）与丝杆（6）螺纹配合，丝杆（6）的转动带动连轴块（7）在竖直方向上运动；在所述的连轴块（7）上方还设置有限位开关（8），用于感测连轴块（7），所述的光电传感器探头（2）、步进电机（5）和限位开关（8）均与控制系统（1）信号连接；

所述的固定轴（4）与防水套管（9）并排设置，固定轴（4）底部与防水套管（9）底部通过底盘（10）相对固定。

2.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于：所述的控制系统（1）采用单片机或PLC控制器。

3.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于：所述的连通管（3）采用玻璃管或透明塑料管。

4.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于：所述的光电传感器探头（2）采用对射式光电传感器。

5.利用如权利要求1所述的液位传感器进行传感的方法，其特征在于：采用多对光电传感器探头确定水位高度，每对光电传感器探头之间的间隔一定，当每对光电传感器探测到连通管中的水位高度时，输出信号至单片机或PLC，单片机或PLC对每一对光电传感器探头由初始位置移动到水位高度处时步进电机转动的脉冲数进行计数，通过信号和数据处理，输出标准的4-20mA电流；因为各对传感器探头之间间隔一定，所以一定距离电机转动的脉冲数也一定，根据公式(1)计算得到未校准修正的水位高度，公式(3)通过公式(2)的脉冲差值与常数N值进行比较，形成液位的自校准，通过修正系数得到最终水位高度H；同时，通过区分各探头的信号，进行水位高度实时跟踪；

         （1）

         （2）

       （3）

式中，为第一对传感器探头由初始位置至水位高度的行程，为第一对传感器探头由初始位置至水位高度电机转动所需的脉冲数，为连通管底部到初始位置的高度，即连通管长度，单位为mm，为丝杆电机转动1mm所需的脉冲数，为两对传感器探头之间电机转动所需的脉冲数差，为第二对传感器探头由初始位置至水位高度电机转动所需的脉冲数，为各传感器探头之间一定距离所需的电机转动所需脉冲数，为常数，为修正后的水位高度，单位为mm。