[發明專利]TDR浮球開關式水位傳感器及其水位測量方法

有效

• 申請號: 201610163928.0
• 申請日: 2016-03-19
• 公開（公告）號: CN105784073B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 吳霞;王燕杰;李青;李紹勇;賈生堯;童仁園;施閣;孫葉青;池金谷
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01F23/70
• 分類號: G01F23/70
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種TDR浮球開關式水位傳感器，其特征在于：所述水位傳感器(4)包括TDR測量儀(3)，兩芯線(41)和多個浮球開關(8)，兩芯線(41)從水泵(7)到地面沿水泵揚程管(5)軸向布置，沿兩芯線(41)間隔均布有多個浮球開關，浮球開關(8)和兩芯線(41)捆綁在水泵揚程管(5)上，TDR測量儀(3)置于地面，TDR測量儀(3)經兩芯線(4)與各個浮球開關(8)連接；

所述的浮球開關(8)包括不銹鋼滑動桿(42)以及固定套在不銹鋼滑動桿(42)上的上不銹鋼卡片(43)和下不銹鋼卡片(46)，不銹鋼滑動桿(42)通過不銹鋼安裝支架(47)固定安裝在水泵揚程管(5)側壁；上不銹鋼卡片(43)和下不銹鋼卡片(46)之間的不銹鋼滑動桿(42)上活動套有浮球(45)，不銹鋼滑動桿(42)內部封裝有干簧管(44)，浮球(45)內部封裝有環形磁鐵，環形磁鐵與干簧管(44)配合以導通干簧管(44)，干簧管(44)連接到兩芯線(41)上。

2.根據權利要求1所述的一種TDR浮球開關式水位傳感器，其特征在于：所述的兩芯線(41)是兩芯雙絞線或者兩芯平行線。

3.根據權利要求2所述的一種TDR浮球開關式水位傳感器，其特征在于：所述的兩芯雙絞線是帶屏蔽層的。

4.根據權利要求1所述的一種TDR浮球開關式水位傳感器，其特征在于：所述的浮球(45)在豎直方向沿不銹鋼滑動桿(42)在重力和浮力作用下能夠上下自由移動。

5.根據權利要求1～4任一所述的一種TDR浮球開關式水位傳感器，其特征在于：所述的浮球開關的浮球和滑動軸均密封良好，且浮球內部實心填充有密度小于水的材料。

6.應用于權利要求1～5任一所述傳感器的一種TDR浮球開關式水位檢測方法，其特征在于：通過浮球開關(8)中浮球(45)的上下浮動控制兩芯線(41)的通斷獲得短路點位置數據傳送到TDR測量儀(3)，測量前先把傳感器放入被測井中進行標定，記錄下每個浮球被淹沒時對應的TDR采樣數據短路點的位置；由TDR測量儀(3)測量得到兩芯線(41)短路點位置數據時，在獲得3s時間內三次測量得到的短路點位置變化量在閾值范圍內，則取三次短路點位置數據的平均值作為當前水面位置，再與測量前的標定值進行比較獲得水面到井口實際距離。

7.根據權利要求6所述的一種TDR浮球開關式水位檢測方法，其特征在于：進一步，若所述三次測量的短路點位置變化量大于閾值范圍，再在接下來的3s內再連續測量三次，若再次測量厚度短路點位置變化量在閾值范圍內，則取再次測量的三次數據的平均值作為當前水面位置，若再次測量厚度短路點位置變化量大于閾值范圍，則不進行操作。

8.根據權利要求6所述的一種TDR浮球開關式水位檢測方法，其特征在于：所述的閾值范圍為3個TDR數據點距。