[發(fā)明專利]浮子式激光液位測量儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710024359.2
• 申請日: 2007-06-14
• 公開（公告）號: CN101074889A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹力;徐森;邱騰淵
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01F23/64
• 分類號: G01F23/64
• 代理公司: 南京蘇高專利事務(wù)所
• 代理人: 闕如生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測量液位的通用測量儀器及技術(shù)。

背景技術(shù)

液位測量中最常用的測量終端莫過于液位計，按測量方式大致可分為浮子式、超聲波式、激光式、振弦式、壓力式以及感應(yīng)式等多種形式，它們各有優(yōu)缺點。浮子式是用機械齒輪減速產(chǎn)生進位和退位的辦法來形成編碼，這種液位計的優(yōu)點是價格相對較低，缺點是機械加工復(fù)雜、運行阻力大、使用壽命短；超聲波液位計和激光液位計測量精度較高，沒有機械部件，可靠性較高，但對反射目標有一定的要求；振弦式液位計主要用于小量程液位的測量；壓力式精度較低，而且受液體比重、溫度等因素的影響較大；感應(yīng)式的精度比較高，但是測量范圍有限，限制了其應(yīng)用。

目前浮子式液位計的使用范圍較廣，從飛機油料檢測到水文水位測量都有其典型應(yīng)用實例。但是在應(yīng)用過程中，也存在一些問題需要解決，例如，在飛機油料檢測過程中，由于飛機的機動性能較強，油箱液面波動較大，單點測量誤差較大；水文測量時，為了減少水面波動影響測量準確性，需要建造測井，投資較大，此外由于機械或光電傳動機構(gòu)限制，測量精度較低。激光技術(shù)作為現(xiàn)代光電技術(shù)的主要成果，在眾多領(lǐng)域已有成功應(yīng)用，其中激光測距儀已成為一種方便的距離測量儀器。但由于激光測量需要反射面滿足一定的條件，影響了其在液位測量方面的推廣應(yīng)用，尤其是在液面波動較大的情況下的測量。

現(xiàn)在關(guān)于浮子式液位測量方法的研究主要集中于浮子和機械傳動機構(gòu)的改進，如中國發(fā)明專利(200610085948.7)以重力卷揚收攬裝置取代平衡錘，大大減小浮子尺寸，同時能克服測纜重量所引起的誤差；在另一項中國發(fā)明專利(03128971.1)中采用輪軸式結(jié)構(gòu)的平衡裝置，結(jié)構(gòu)簡單，安裝及維護方便；而美國發(fā)明專利(4416509)中為了保證電磁波能平行于入射角反射，設(shè)計了一種多面體結(jié)構(gòu)的球形浮子。有關(guān)激光測量液位方面的研究集中于如何確保反射的有效接收，中國發(fā)明專利(200610109311.7)在利用空心探測桿和一套磁浮裝置，有效避免激光對液體的直接照射；在日本發(fā)明專利(3088965)中通過一根垂直繩索限制浮子只能沿液位變化上下移動，提高了激光測量的有效性；同時可以用于大范圍測量，精度較高，且不受外界環(huán)境的影響。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述分析，本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定、可靠及安裝方便的液位檢測設(shè)備。在液面波動較大的環(huán)境下，實現(xiàn)動態(tài)液位變化的實時檢測；也可以在液面相對穩(wěn)定的環(huán)境下，實現(xiàn)液位的高精度測量。同時，也為水文水位測量提供方便快捷的檢測手段，避免傳統(tǒng)浮子式水位計在安裝及使用過程中的部分缺點。

一種浮子式激光液位測量儀，其特征在于：包括篩孔激光測井、測井固定裝置、浮子、平衡錘、反射式激光測距儀，所述篩孔激光測井為圓筒形，置于液體中或與液體相通，該篩孔激光測井的底部固定在置于液體中的測井固定裝置上；所述浮子置于篩孔激光測井的內(nèi)圓筒中；所述平衡錘置于浮子內(nèi)；所述反射式激光測距儀豎立于篩孔激光測井內(nèi)圓筒中央與浮子相連；所述篩孔激光測井為內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層采用六條垂直鋼絲圍成圓筒，外層為一直通的圓筒，內(nèi)外兩層之間用鋼絲連接成一整體。

該浮子式激光液位測量儀，穩(wěn)定、可靠、安裝方便、結(jié)構(gòu)簡單，檢測精度高，應(yīng)用場合廣，可在液面波動較大的環(huán)境下，實現(xiàn)動態(tài)液位變化的實時檢測，也可在液面相對穩(wěn)定的環(huán)境下，實現(xiàn)液位的高精度測量，也為水文水位測量提供了方便快捷的檢測手段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的浮子式激光液位測量儀的結(jié)構(gòu)組成原理示意圖；

圖2是本發(fā)明中的篩孔激光測井結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖2(a)為整體圖，圖2(b)為外層圓筒結(jié)構(gòu)示意圖，圖2(c)為內(nèi)層圓筒結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中的浮子內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理框圖；

圖5為數(shù)據(jù)處理流程圖。

圖6為水文檢測時河流水位測量工作示意圖；

圖7為儲油罐油料測量工作及安裝示意圖；

圖8為油箱剩余油料測量工作及安裝時意圖，其中圖8(a)為俯視圖，圖8(b)和圖8(c)為主視圖，圖8(d)為左視圖。

上述圖中標號名稱：001-篩孔激光測井，002-測井固定裝置，003-浮子，004-平衡錘，005-反射式激光測距儀，006-鋼絲，007-內(nèi)層，008-外層，009-垂直鋼絲，010-固定支架，011-橋墩，012-河岸。

具體實施方式

本發(fā)明的液位測量儀，包括篩孔激光測井001、測井固定裝置002、浮子003、平衡錘004以及反射式激光測距儀005。結(jié)構(gòu)組成原理圖如圖1所示。