[发明专利]一种液面检测式自校准高精度水位计

权利要求书

1.一种液面检测式自校准高精度水位计，其特征在于：包括控制器(1)、钢丝收线轮(2)、驱动钢丝收线轮(2)旋转的电机(3)、测量传动轮(4)、旋转编码器(5)、钢丝绳(6)和重锤(7)，电机(3)的转轴连接钢丝收线轮(2)的转轴，钢丝绳(6)一端盘绕在钢丝收线轮(2)上，另一端经测量传动轮(4)连接重锤(7)，旋转编码器(5)的转轴与测量传动轮(4)的转轴连接；所述控制器(1)包括中央处理单元、电机驱动单元、重锤零位检测单元、重锤到达水面检测单元、编码器脉冲检测单元、数据外部处理单元，以及分别为各单元供电的电源供电单元，中央处理单元输出电机控制信号至电机驱动单元驱动电机(3)转动，输入重锤零位检测单元的零位检测信号，输入重锤到达水面检测单元的到达水面检测信号，输入编码器脉冲检测单元的编码脉冲信号，中央处理单元进行数据处理，并与数据外部处理单元传输数据；

所述重锤零位检测单元包含：

两对红外对管：两红外发射管(DS1、DS2)安装在零位重锤(7)的一侧，对应的两红外接收管(DR1、DR2)安装在零位重锤(7)的对侧，两红外发射管(DS1、DS2)与一限流电阻(RS)依次串联后，连接在电源5V与地之间，两红外接收管(DR1、DR2)并联，再串联另一限流电阻(RF)后，也连接在电源5V与地之间；

电压比较器：其一输入端连接红外接收管(DR1、DR2)和限流电阻(RF)的连接点，另一输入端连接参考电压2.5V，电压比较器LM2903的输出端连接中央处理单元的IO口；

当重锤(7)到达零位(71)时，遮挡两红外发射管(DS1、DS2)发射的红外光线，对应两红外接收管(DR1、DR2)截止，红外接收管(DR1、DR2)和限流电阻(RF)的连接点输出一跳变电压信号至电压比较器LM2903，电压比较器LM2903对应输出一跳变电压信号，该跳变电压信号作为零位检测信号输入中央处理单元的IO口，以检测重锤(7)到达零位(71)；

所述重锤到达水面检测单元包含两差分三极管(Q1、Q2)和电压比较器LM2903，两差分三极管(Q1、Q2)中的一个三级管(Q2)，其基极偏置电阻设有重锤(7)与水面(72)间的电阻(R)，两差分三极管(Q1、Q2)的集电极分别连接电压比较器LM2903的两输入端，当重锤(7)到达水面(72)，重锤(7)与水面(72)间的电阻(R)急剧降低，偏置电阻设有重锤(7)与水面(72)间电阻(R)的三级管(Q2)集电极电压(V1)发生改变，电压比较器LM2903输出一跳变电压信号，该跳变电压信号作为到达水面检测信号输入中央处理单元的IO口，以检测重锤(7)到达水面(72)。

2.根据权利要求1所述的水位计，其特征在于：还包括至少一个导向滑轮(10、11)，钢丝绳(6)从测量传动轮(4)经导向滑轮(10、11)连接重锤(7)。

3.根据权利要求2所述的水位计，其特征在于：还设有升降轴(12)、弹簧(9)和行程开关，升降轴(12)为一导向滑轮(11)的支撑轴，其两端设于两支撑板(8)上的升降限位滑道(81)中，所述弹簧(9)设有两个，其一端分别设于两支撑板(8)，另一端分别设于升降轴(12)的两端，行程开关设于升降轴(12)的移动路径上。

4.根据权利要求3所述的水位计，其特征在于：所述升降轴(12)两端加工成扁平状，所述两支撑板(8)上的升降限位滑道(81)为两支撑板(8)上和升降轴(12)扁平状端部相配合的升降限位长圆孔(81)，所述弹簧(9)设有两个，其一端分别设于两支撑板(8)，另一端分别设于升降轴(12)的两端。

5.根据权利要求1所述的水位计，其特征在于：还包括至少两个转轴转向传动齿轮(13)，设于电机(3)的转轴和钢丝收线轮(2)的转轴之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的水位计，其特征在于：所述数据外部处理单元包含显示单元，中央处理单元输出数据信号至显示单元显示。

7.根据权利要求1至5任一项所述的水位计，其特征在于：所述数据外部处理单元包含总线通信单元，中央处理单元通过总线通信单元输出数据信号至外部设备处理，输入外部设备的数据信号。

8.根据权利要求1至5任一项所述的水位计，其特征在于：所述电源供电单元设有串联在电源供电电路的电子开关PMOS，中央处理单元的IO口输出控制信号至电子开关PMOS的控制端(G)，控制电子开关PMOS的导通或截止，以接通或断开供电电源。