[實(shí)用新型]一種基于超聲波衰減原理的液位檢測(cè)和流量監(jiān)測(cè)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420415510.0
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN204241019U
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪勛;方維;郭旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)城信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司;湖南長(zhǎng)城醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D21/02
• 分類號(hào): G01D21/02
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于超聲波衰減原理的液位檢測(cè)和流量監(jiān)測(cè)裝置。

背景技術(shù)

目前，液位檢測(cè)的方法主要有機(jī)械式浮筒方法、超聲波界面反射方法、電容法、電阻法和光電檢測(cè)方法等。

機(jī)械式浮筒方法是利用空心浮筒在水中的浮力來計(jì)算液位的高度。電容法或電阻法是通過電極與被測(cè)液體導(dǎo)通，測(cè)量被測(cè)液體的電性能參數(shù)。以上的方法由于需要與液體接觸，容易造成液體污染。

超聲波界面反射方法一般設(shè)置在容器開口上方，超聲波收發(fā)器與容器底部的距離為已知參數(shù)。超聲波向容器底部傳輸，當(dāng)遇到氣液界面時(shí)發(fā)生發(fā)射與透射(或折射)，超聲波收發(fā)器接收反射波計(jì)算超聲波收發(fā)器與氣液界面的距離，從而得出液位高度。目前也有將超聲波收發(fā)器放置在其他位置的超聲波界面反射方法，其原理仍然一樣。此種方式目前被廣泛用于與大型容器，不適用于比較小型化的密閉容器液位檢測(cè)。

光電檢測(cè)方法是在透明容器的兩側(cè)設(shè)置紅外發(fā)射器和接收器，利用紅外信號(hào)在穿過液體和穿過氣體的折射率差異檢測(cè)液面位置。此種方法是最接近于本實(shí)用新型的一種應(yīng)用方式，但光電檢測(cè)方法對(duì)容器和液體的透明度有較高的要求，因此對(duì)容器也被測(cè)液體的兼容性較差。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服目前小型密閉容器的液位檢測(cè)不便的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用靈活、安全可靠且兼容性強(qiáng)的基于超聲波衰減原理的液位檢測(cè)和流量監(jiān)測(cè)裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種基于超聲波衰減原理的液位檢測(cè)和流量監(jiān)測(cè)裝置，包括檢測(cè)裝置、機(jī)架、控制系統(tǒng)和容器，所述的檢測(cè)裝置和容器分別設(shè)置于機(jī)架上，所述的控制系統(tǒng)固定于機(jī)架上且分別通信連接機(jī)架和檢測(cè)裝置；

所述的檢測(cè)裝置包括檢測(cè)支架、超聲波發(fā)生器和超聲波接收器，所述的檢測(cè)支架為設(shè)有兩平行的支臂的U形支架，超聲波發(fā)生器和超聲波接收器分別固定于支架的兩支臂的內(nèi)側(cè)且平行相對(duì)設(shè)置，檢測(cè)支架水平的設(shè)置于機(jī)架上；

所述的機(jī)架包括機(jī)架本體、容器支架、檢測(cè)裝置豎直運(yùn)動(dòng)模組和檢測(cè)裝置位置感應(yīng)模組，所述的容器支架設(shè)置于機(jī)架本體的上部并用于懸吊容器使其處于檢測(cè)支架的兩支臂之間，所述的檢測(cè)裝置豎直運(yùn)動(dòng)模組設(shè)置于機(jī)架本體上并連接檢測(cè)支架以驅(qū)動(dòng)其在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，所述的檢測(cè)裝置位置感應(yīng)模組安裝于檢測(cè)支架后部并用于檢測(cè)檢測(cè)支架所處位置；

所述的控制系統(tǒng)包括控制電路，所述的控制電路分別與超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、檢測(cè)裝置豎直運(yùn)動(dòng)模組和檢測(cè)裝置位置感應(yīng)模組通信連接；

所述的容器通過容器支架豎直的懸吊于檢測(cè)支架的兩平行支臂之間，容器上設(shè)有一液體出口和一氣體入口。

所述的裝置，所述檢測(cè)支架上還設(shè)有一直觀標(biāo)尺，直觀標(biāo)尺固定于檢測(cè)支架的內(nèi)側(cè)上并處于容器后方且與超聲波發(fā)生器和超聲波接收器的相對(duì)水平位置相同。

所述的裝置，所述的直觀標(biāo)尺由自發(fā)光光源構(gòu)成，所述的檢測(cè)裝置豎直運(yùn)動(dòng)模組為螺桿運(yùn)動(dòng)模組，所述的檢測(cè)裝置位置感應(yīng)模組為光柵尺模組。

所述的裝置，所述的控制電路為單片機(jī)、工控機(jī)、FPGA、PLC中的任一種。

本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于，通過本實(shí)用新型的裝置，適用于中、小型容器的液位檢測(cè)與流量監(jiān)測(cè)，檢測(cè)裝置無需與被測(cè)物質(zhì)和被測(cè)容器直接接觸，避免了被測(cè)物質(zhì)的污染，也可以適應(yīng)多種形狀和材料的容器。

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型裝置背面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型正視角結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型俯視角結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型側(cè)視角檢測(cè)裝置運(yùn)動(dòng)位置示意圖；

圖6為本實(shí)用新型檢測(cè)方法示意圖，其中(a)為檢測(cè)裝置處于液面之上，(b)為檢測(cè)裝置處于液面之下；

圖7為本實(shí)用新型超聲波信號(hào)路徑示意圖；

其中，10為檢測(cè)裝置、11為檢測(cè)支架、12為超聲波發(fā)生器、13為超聲波接收器、14為直觀標(biāo)尺、21為容器支架、22為檢測(cè)裝置豎直運(yùn)動(dòng)模組、23為檢測(cè)裝置位置感應(yīng)模組、30為控制系統(tǒng)、40為容器、50為容器內(nèi)的氣體、51為超聲波檢測(cè)平面、52為容器內(nèi)的液體。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的超聲檢測(cè)原理是：超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波穿過氣體(空氣)→固體(容器壁)→液體或氣體(容器內(nèi)液體或氣體)→固體(容器壁)→氣體(空氣)直到超聲波接收器。由超聲波接收器接收超聲波的透射信號(hào)，即經(jīng)過衰減后的信號(hào)。超聲波接收器接收的信號(hào)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。