[实用新型]一种浮力式数字液位监测装置

说明书

本实用新型属于对液位高度的监测装置，尤其是一种浮力式数字液位监测装置，可用于对液位变化大的液面进行远距离监测。

现有的液位监测装置主要有下列几种：浮子式液位传感器是利用浮子随液位升降来获取信息，检测液位，只适用于液位变化范围小的场合，如对水箱、油箱的监测。在对液位变化大的液体和监测流动液体时难以使用。气压式液位传感器，需要空压机长期工作，运营费用高，维护难，液下输压管易被维生物及杂物附着堵塞，影响测试精度。沉入式压力液位传感器，因其电器元件需长期浸入液体，密封要求高，同样敏感部位易受维生物及杂物的附着，影响测试精度。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、维护方便、准确度高并可对液位变化大的液面实现远距离监测的浮力式液位数字监测装置。

为实现上述目的，提供如下技术方案：浮力式数字液位监测装置由信号发生、信号处理、信号显示几部分组成。信号发生部分是根据浮力原理，利用力敏元件对浸入液体中的取样杆随液位升降其重力发生变化而产生不同的信号，该信号经信号处理部分处理，便可转换成液位的实际高度。信号发生结构含有一力敏元件，该力敏元件的上端固定在一固定框架上，其下端与取样杆连接，要求取样杆的高度大于液面的变化范围，保证取样杆下端能部分的深入液面下。这样，当液位升高或降低时，液体对取样杆的浮力随之增大或减小，反映在力敏元件上即为取样杆的重力大小变化。重力大说明液体对取样杆的浮力小，液位低；重力小说明液体对取样杆的浮力大，液位高。为了使取样杆的重力与液位高低成比例发生变化，应强调的是取样杆的外径必须保持一致，也就是说取样杆单位高度的体积是相等的。为了使取样杆与液面保持垂直，取样杆通过导向架与固定框架活动连接。

当被测液面是流动液体时，为了避免流动液体对取样杆的影响，在取样杆的外围可以设有一固定护管，护管可与固定基架连为一体，液位监测装置可以固定在该基架上，取样杆垂直下悬在护管内，强调的是护管必须与外界相连通，保证护管内外的液面高度一致，实现对流动液体的液位监测。

为了将力敏元件的变化转变成电信号，本文提供两种技术方案。一种方案是信号发生部分的力敏元件采用一种可收缩的弹性元件，如弹簧、弹性片等。当取样杆的重力发生变化时弹性力敏元件会按比例随之收缩或伸长，表现在取样杆、导向架发生相对固定框架的上下位移运动。为了将此位移变化转变成电信号，在导向架上固定设一稀土永磁体，另外信号处理电路板固定在固定框架上，位于永磁体的一侧，电路板上纵向排列有若干霍尔开关元件，以及编码电路元件和单片机电路。当磁体运动到某一霍尔开关附近时，该霍尔开关感应动作，此动作信号经编码电路和单片机处理转换成液位信号，再由信号线输出到显示屏上显示。显示屏可设在控制室内，实现远距离的监控。

需要说明的是随导向架一起运动的永磁体的行程范围必须落在霍尔开关的排列范围内。这就和被测液位的变化范围有关，液位变化范围大，永磁体的行程范围就大，相应的霍尔开关在相同精度情况下需要的数量就多；反之，需要的霍尔开关数量就少。在同一测量范围内，霍尔开关的数量等于测量精度倒数的二分之一。如测量精度要求0.5％，霍尔开关的数量至少应为100个。

实施方案中，信号发生部分的力敏元件还可采用一种拉力传感器，当取样杆的重力发生变化，拉力传感器电信号也发生变化，该信号通过模数转换和信号处理，并由信号线连接到显示屏显示液位高度。

该浮力式数字液位监测装置结构简单，其电器元件置于液面以上，密封要求不高，机械结构便于维护，电信号感应运营费用少，监测精度受外界影响小，可远距离的监测液位变化大的液面。

以下结合实施例附图对该申请作进一步详述。

图1、图2、图3是该浮力式数字液位监测装置实施例一的原理图

图1是实施例一的信号发生部分原理图

图2是实施例一的信号处理原理图

图3是实施例一的导向架与固定架的配合关系示意图

图4、图5是该浮力式数字液位监测装置实施例二的原理图

图4是实施例二的信号发生部分原理图

图5是实施例二的信号处理原理图