[發明專利]鍋爐液位測量系統及鍋爐液位測量方法

在審

• 申請號: 201711486156.5
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107957283A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 李桃嶺
• 申請（專利權）人: 北京晨淼科技有限公司
• 主分類號: G01F23/24
• 分類號: G01F23/24
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司11471
• 代理人: 劉靜榮

技術領域

本發明屬于液位測量技術領域，具體涉及一種鍋爐液位測量系統及鍋爐液位測量方法。

背景技術

液位是指密封容器或開口容器中液位的高低。現有的液位測量方式主要有位式測量和連續測量兩大類。其中，位式測量用于對幾個固定位置的液位進行測量，測量的液位用于液位的上、下限報警等。連續測量是對液位連續地進行測量，它廣泛地應用于石油、化工、食品加工等諸多領域，具有非常重要的意義。

現有的連續測量方式采用連通器式液位計、電容式液位計或磁致伸縮型液位計等進行測量。

連通器式液位計是目前應用最廣泛的玻璃液位計，其結構簡單、價廉、直觀，適于現場使用，但容易破損，內表面沾污會造成讀數困難，不便于遠傳和調節。電容式液位計的靈敏度主要取決于兩種介電常數的差值，而且，只有介電常數恒定才能保證液位測量的準確性。因為被測介質具有導電性，被測介質的介電常數不穩定會引起測量誤差。磁致伸縮型液位計的探棒上端電子部件產生低壓電流脈沖，開始計時，產生磁場沿磁致伸縮線向下傳播，浮子隨著液位變化沿測量桿上下移動，浮子內有磁鐵，也產生磁場，兩個磁場相遇，磁致伸縮線扭曲形成扭應力波脈沖，脈沖速度已知，計算脈沖傳播時間即對應液位精確變化。但由于其接觸式的測量方式和較高的安裝、維護要求，因此磁致伸縮型液位計的市場普及不廣。

發明內容

為至少在一定程度上克服相關技術中存在的問題，本發明提供了一種鍋爐液位測量系統及鍋爐液位測量方法。

根據本發明實施例的第一方面，本發明提供了一種鍋爐液位測量系統，其包括液位傳感器、電橋、濾波電路、單片機、液晶顯示模塊、操作電路和供電模塊；所述液位傳感器通過導線與所述電橋連接，所述電橋通過濾波電路與所述單片機連接；所述液晶顯示模塊和操作電路均與所述單片機連接；所述供電模塊為所述液位傳感器和單片機提供工作電壓。

進一步地，所述液位傳感器包括一腔體和兩電極；兩所述電極采用相同材料制成，其長度和截面積均相同；所述腔體的底部采用絕緣材料制成，其底部設置兩安裝孔，所述電極的一端設置在所述安裝孔中，所述電極的另一端使用時插入被測液體中。

更進一步地，所述電極與安裝孔采用螺紋連接或插接。

更進一步地，所述安裝孔中設置內螺紋，所述電極的一端設置外螺紋。

進一步地，所述操作電路包括若干按鈕，通過所述按鈕對所述單片機進行操作。

進一步地，所述腔體的側壁上平行設置有兩連通管，所述連通管與腔體內部連通，所述連通管的一端與所述腔體垂直連接，其另一端與盛放被測液體的容器連接。

進一步地，所述單片機中設置有存儲模塊、擬合模塊、液位高度計算模塊、參數修正模塊；所述存儲模塊用于存儲預設的液位高度值、不同液位高度對應的電阻值，所述擬合模塊用于根據液位高度值及其對應的電阻值擬合得到液位高度值與電阻值之間的關系表達式，所述液位高度計算模塊用于根據測得的電阻值以及液位高度值與電阻值之間的關系表達式計算得到液位高度，所述參數修正模塊用于根據計算得到的液位高度和某一已知液位高度對液位高度值與電阻值之間的關系表達式中的常數項參數進行修正，所述液位高度計算模塊還用于根據測量得到的電阻值以及修正后的液位高度值與電阻值之間的關系表達式計算測量得到的電阻所對應的液位高度。

進一步地，所述液晶顯示模塊包括兩個串入并出的型號為74HC595的芯片和四個LED數碼管；所述型號為74HC595的芯片與所述單片機連接，所述LED數碼管與所述型號為74HC595的芯片連接。

根據本發明實施例的第二方面，本發明還提供了一種鍋爐液位測量方法，其包括以下步驟：

預設若干液位高度值；

根據預設的液位高度值改變被測液體的液位高度，采用液位傳感器采集不同液位高度對應的電阻值，單片機讀取液位傳感器采集的電阻值進行處理后存入RAM中；

單片機讀取RAM中存儲的電阻值以及與電阻值對應的液位高度值，采用最小二乘法擬合出電阻值及其對應的液位高度值之間的關系表達式：h＝aR²+bR+c，式中，參數a,b,c分別為：

式中，k,k₁,k₂均表示中間參數，中間參數k,k₁,k₂分別為：