[发明专利]一种气压传感液位计及其测量方法

摘要

本发明是一种气压传感液位计，包括：测压空气管，测压空气管的上端连接引压管；测压模块，测压模块测量管内气体压强及管内气体压强与没入深度的对应关系；计算模块，该计算模块计算出被测液体的液位高度数值；第一标定模块和第二标定模块，第一标定模块用于标定气体压强，第二标定模块用于标定气体压强；与计算模块连接的用于显示数值的显示模块。本发明还公开了气压传感液位计的测量方法，包括系统参数设置、标定、计算模块建立及液位测量步骤。本发明能够大大降低对环境的敏感性，测量时受环境的影响小，提高测量精度。

主权项

1.一种气压传感液位计，其特征在于，包括:用于竖直地插入容器内的被测液体中的测压空气管,所述的测压空气管的上端连接引压管；与所述的引压管的上端连接的测压模块,当测压空气管下端插入被测液体内时,所述的测压模块测量所述的测压空气管的管内气体压强及管内气体压强与该测压空气管在被测液体中的没入深度的对应关系;信号输入端与所述的测压模块的信号输出端连接的计算模块,该计算模块根据测压模块采集到的管内气体压强数据及测压空气管的特性参数计算出被测液体的液位高度数值；信号输出端与所述的计算模块的信号输入端连接的第一标定模块和第二标定模块,所述的第一标定模块用于标定测压空气管处于己知高液位点时的没入深度及所对应的测压空气管的管内气体压强,所述的第二标定模块用于标定测压空气管处于己知低液位点时的没入深度及所对应的测压空气管的管内气体压强;与所述的计算模块连接的用于显示数值的显示模块；采用气压传感液位计进行测量的方法包括如下的步骤：(a)设置气压传感液位计的系统参数:将测压空气管的截面积S和测压空气管容积Vo的数值输入数据存储模块内存储;(b)标定步骤:先选定没入深度分别为Ｈ1和Ｈ2的高液位点和低液位点,测量Ｈ1和Ｈ2的数值,然后将所述的测压空气管的下端先后对准该高液位点和低液位点,然后通过测压模块测量测压空气管处于该两个位置时所对应的管内气体压强Ｐ1和Ｐ2,然后通过第一标定模块和第二标定模块将Ｈ1、Ｐ1和Ｈ2、Ｐ2的数值输入数据存储模块内存储;(c)通过计算模块建立液位求取方程:根据理想气体的状态方程:及测压空气管的参数特性,得到测压空气管内的空气压强和液位深度的方程式:其中,Ｐ0为标准大气压强,以mmH₂o计;V0为测压空气管原始容积, 以mmH₂o计,Pi为测压状态时测压空气管内的气压绝对压强变量, 以mmH₂o计,pi为测压状态时测压空气管内的气压相对压强变量, 以mmH₂o计,Vi为测压状态时测压管内气体体积变量,以mm³计;根据测压空气管的特性,有其中,Δ H为进入测压管内的水深变量,以mmH₂o计,S为测压空气管的截面积, 以mm²计,Hi为测压空气管的没入深度变量,以mm计;将(2)式带入(1)式,得化简得关于测压空气管的没入深度变量Hi的方程式:计算模块将步骤(b)中的高液位点和低液位点所对应的管内气体压强P1和P2的数值及没入深度H1和H2的数值带入公式(3),求得V0和P0的值Vc和Pc;将V0和Ｐ0的代入(3)式,可得:  (d)液位测量步骤:将所述的测压空气管的底端接触所述的容器的底面,通过测压模块测量测压空气管内的管内气体压强pi数值,再通过计算模块将pi数值输入公式(4)计算出Hi值,该Hi值就是容器内被测液体的液位高度。