[发明专利]浮子式激光液位测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量液位的通用测量仪器及技术。

背景技术

液位测量中最常用的测量终端莫过于液位计，按测量方式大致可分为浮子式、超声波式、激光式、振弦式、压力式以及感应式等多种形式，它们各有优缺点。浮子式是用机械齿轮减速产生进位和退位的办法来形成编码，这种液位计的优点是价格相对较低，缺点是机械加工复杂、运行阻力大、使用寿命短；超声波液位计和激光液位计测量精度较高，没有机械部件，可靠性较高，但对反射目标有一定的要求；振弦式液位计主要用于小量程液位的测量；压力式精度较低，而且受液体比重、温度等因素的影响较大；感应式的精度比较高，但是测量范围有限，限制了其应用。

目前浮子式液位计的使用范围较广，从飞机油料检测到水文水位测量都有其典型应用实例。但是在应用过程中，也存在一些问题需要解决，例如，在飞机油料检测过程中，由于飞机的机动性能较强，油箱液面波动较大，单点测量误差较大；水文测量时，为了减少水面波动影响测量准确性，需要建造测井，投资较大，此外由于机械或光电传动机构限制，测量精度较低。激光技术作为现代光电技术的主要成果，在众多领域已有成功应用，其中激光测距仪已成为一种方便的距离测量仪器。但由于激光测量需要反射面满足一定的条件，影响了其在液位测量方面的推广应用，尤其是在液面波动较大的情况下的测量。

现在关于浮子式液位测量方法的研究主要集中于浮子和机械传动机构的改进，如中国发明专利(200610085948.7)以重力卷扬收揽装置取代平衡锤，大大减小浮子尺寸，同时能克服测缆重量所引起的误差；在另一项中国发明专利(03128971.1)中采用轮轴式结构的平衡装置，结构简单，安装及维护方便；而美国发明专利(4416509)中为了保证电磁波能平行于入射角反射，设计了一种多面体结构的球形浮子。有关激光测量液位方面的研究集中于如何确保反射的有效接收，中国发明专利(200610109311.7)在利用空心探测杆和一套磁浮装置，有效避免激光对液体的直接照射；在日本发明专利(3088965)中通过一根垂直绳索限制浮子只能沿液位变化上下移动，提高了激光测量的有效性；同时可以用于大范围测量，精度较高，且不受外界环境的影响。

发明内容

鉴于上述分析，本发明的目的在于提供一种稳定、可靠及安装方便的液位检测设备。在液面波动较大的环境下，实现动态液位变化的实时检测；也可以在液面相对稳定的环境下，实现液位的高精度测量。同时，也为水文水位测量提供方便快捷的检测手段，避免传统浮子式水位计在安装及使用过程中的部分缺点。

一种浮子式激光液位测量仪，其特征在于：包括筛孔激光测井、测井固定装置、浮子、平衡锤、反射式激光测距仪，所述筛孔激光测井为圆筒形，置于液体中或与液体相通，该筛孔激光测井的底部固定在置于液体中的测井固定装置上；所述浮子置于筛孔激光测井的内圆筒中；所述平衡锤置于浮子内；所述反射式激光测距仪竖立于筛孔激光测井内圆筒中央与浮子相连；所述筛孔激光测井为内外两层结构，内层采用六条垂直钢丝围成圆筒，外层为一直通的圆筒，内外两层之间用钢丝连接成一整体。

该浮子式激光液位测量仪，稳定、可靠、安装方便、结构简单，检测精度高，应用场合广，可在液面波动较大的环境下，实现动态液位变化的实时检测，也可在液面相对稳定的环境下，实现液位的高精度测量，也为水文水位测量提供了方便快捷的检测手段。

附图说明

图1是本发明的浮子式激光液位测量仪的结构组成原理示意图；

图2是本发明中的筛孔激光测井结构示意图，其中图2(a)为整体图，图2(b)为外层圆筒结构示意图，图2(c)为内层圆筒结构示意图；

图3是本发明中的浮子内部结构示意图；

图4为本发明的数据处理框图；

图5为数据处理流程图。

图6为水文检测时河流水位测量工作示意图；

图7为储油罐油料测量工作及安装示意图；

图8为油箱剩余油料测量工作及安装时意图，其中图8(a)为俯视图，图8(b)和图8(c)为主视图，图8(d)为左视图。

上述图中标号名称：001-筛孔激光测井，002-测井固定装置，003-浮子，004-平衡锤，005-反射式激光测距仪，006-钢丝，007-内层，008-外层，009-垂直钢丝，010-固定支架，011-桥墩，012-河岸。

具体实施方式

本发明的液位测量仪，包括筛孔激光测井001、测井固定装置002、浮子003、平衡锤004以及反射式激光测距仪005。结构组成原理图如图1所示。