[发明专利]一种基于无线传输的大型储液罐液面高度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液面高度测量装置，具体地说，是一种基于无线传输的大型储液罐液面高度测量装置。

背景技术

在工业生产中，如石油、化工、水文、气象等诸多领域，为了测知物料的存贮量，便于对物料进行监控，对液位进行测量是一个重要的环节。早期的人工检尺测量费时又费力，测量精度较低；机械式测量装置，虽然精度也较高，但工作寿命较低，安装也较为复杂；还有就是雷达液位仪，这是一种先进的液位仪，测量精度高，但成本太高。近年来，非接触式测量液位技术得到了越来越广泛的应用，其中超声波测量液面技术发展快、应用广。超声波测量液位的基本原理是超声探头发出的超声脉冲信号“在气体中传播”到达液体的界面后被反射，利用接收到回波信号可得到超声波往返的传播时间，再根据当时温度下其传播速度和传播时间可计算出传播距离从而得到液位高度。超声波测量方法工作可靠性强、精度高，避免频繁的检修维护，并具有一定的价格优势。

在工业实际生产中，储液罐中存放的液体可能具有易燃易爆、腐蚀性强、易挥发等特点，甚至会存储有毒性的液体，需要对这些液体进行精确的液位测量，检测其液位高度。利用无接触式超声波液位测量，可实现液位高度的准确测量。测量装置的工作可靠性强、精度高，避免频繁的检修维护，并具有一定的价格优势。

发明内容

本发明的目的是为工业生产提供一种可靠性强、精度高，避免频繁的检修维护的液面高度测量装置，本发明具体为一种基于无线传输的大型储液罐液面高度测量装置，包括发射端和接收端两个部分，发射端由发射端电源模块、发射端主控模块、超声波收发模块、报警提示电路模块、温度时钟模块、无线发射模块组成，接收端由接收端电源模块、接收端主控模块、无线接收模块、液晶显示模块组成，发射端主控模块分别与发射端电源模块、声波收发模块、报警提示电路模块、温度时钟模块、无线发射模块连接，接收端主控模块分别与接收端电源模块、无线接收模块、液晶显示模块相连接，还包括温度传感器用来测量出油罐内的温度，接收端还通过无线或有线的方式连接到外部计算机。

在本技术方案中，在储液罐顶部安装发送端，然后在监视室安装接收端，发送端和接收端的距离不能超过无线传输单元的最大传输距离，温度传感器测出当前储液罐中的温度，利用超声波收发模块从发送信号到接收到信号所用时间，再根据当时温度下其传播速度可计算出传播距离，从而得到液位高度，发射端将所测得的高度与温度数据，通过无线传输到接收端，接收端通过液晶显示屏显示出温度，并通过USB将数据发送给计算机，从而实现监测与存储。

本发明的进一步改进，超声波收发模块采用KS103超声波收发模块，KS103超声波收发模块最大量程为8米，测距精度为3mm左右，探测频率可达500Hz，采用可调滤波降噪技术，受电源影响较小，是一款工业级的超声波模块。

本发明的进一步改进，发射端主控模块与接收端主控模块采用C51系列单片机，C51系列单片机是一种性能较高，功耗较低且抗干扰能力较强的单片机，内部自带存储，可串口下载程序等功能，并且速度较快，应用领域越来越广泛。

本发明的进一步改进，发射端电源模块与接收端电源模块采用220VAC转5VDC电源适配器完成，采用AMS1117稳压芯片将5V转为3.3V，供电路使用不同需要的电源。

本发明的进一步改进，报警提示电路模块采用蜂鸣器，当液位或者温度超过储液罐的安全液位时，装置就会报警。

本发明的进一步改进，温度传感器采用DS18B20温度传感器，无线发射模块组成与无线接收模块组成选用NRF24L01单片射频收发芯片，液晶显示模块采用TFT液晶触摸屏控制显示数据信息。DS18B20温度传感器测量出储液罐内的温度，实时得到准确超声波的速度，进而使液面测量更加准确，NRF2401单片射频收发芯片，具有低压工作，高速率，低功耗，成本低，易开发等特点，实现将实时的液位高度，温度和对应的时间向接收端发送。

本发明的有益效果：本发明利用超声波来测量大型液罐液面高度，工作可靠性强、精度高，避免频繁的检修维护，并具有一定的成本优势。同时通过无线传输，安装方便、人员操作灵活性强。

附图说明

图1是本发明发射端的结构示意图。

图2是本发明接收端的结构示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。