[发明专利]基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明属于测量装置技术领域，尤其是涉及一种基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置、液体密度测量方法和倾斜角度测量方法。

背景技术

液位计是工业过程测量和控制系统中用以指示和控制液位的仪表。目前，在工业应用中对液位的测量，几乎全部应用液位计，它的精准度直接关系到国家与企业的利益，因此对液位计精准度的要求日益提高。可是，目前对液位计的检定方式除了送相关计量所检定和人工检尺的方式外，很少能够对液位计进行准确的检定和校准。上述两种方法耗费时间和人力巨大，不利于经济的有效发展。因此急需一种能够便携式的液位测量装置。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置；解决了现有技术所存在的液位计检定费时费力且精度不高等技术问题。

本发明还提供了一种基于激光与压力相结合的液体密度测量方法，解决了现有技术的液位测量装置无法测量液体密度的技术问题。

本发明还提供了一种基于激光与压力相结合的倾斜角度测量方法，解决了现有技术的液位测量装置无法不规则体倾斜角度的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：一种基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置，包括呈筒状的且底部设有进液管的导管组件，所述导管组件底部设有支撑盘，其特征在于，支撑盘上设有能测量导管组件内液体压力的压力式液位变送器，导管组件的顶部设有激光测距仪安装支架，导管组件内设有中空的浮子组件，所述激光测距仪安装支架上设有激光测距仪，激光测距仪的激光发射线、导管组件的中心线和浮子组件的中心线重合。

在上述的基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置中，所述导管组件包括顶端开口底部封闭且呈筒状的导管本体，所述导管本体靠近底部的内壁设有能阻挡浮子组件的环形挡圈，导管本体的顶端与激光测距仪安装支架密封连接，导管本体的底部与支撑盘固定连接。

在上述的基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置中，所述导管本体包括依次密封连接的上导管、中导管和下导管，其中上导管和中导管两端开口，下导管上端开口下端封闭，所述下导管内壁设有能阻挡浮子组件的环形挡圈且下导管底部与支撑盘固定连接，上导管的顶端与激光测距仪安装支架密封连接。

在上述的基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置中，所述浮子组件包括中间为圆柱体两端为球面形的浮子本体，浮子本体内部为中空结构且浮子本体的圆柱体直径大于环形挡圈的内径。

在上述的基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置中，所述浮子本体的外壁设有与导管本体滚动连接的滚子机构，所述滚子机构包括沿浮子本体周向均匀设置的若干滚子。

在上述的基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置中，所述滚子机构有两个且沿浮子本体的轴向设置，每个滚子机构包括沿浮子本体周向均匀设置的四个滚子。

在上述的基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置中，所述支撑盘上并沿支撑盘的周向均匀设有四个与支撑盘和导管组件外壁固定连接的三角片，所述支撑盘上表面还设有两个相互垂直的能固定水平仪的水平仪槽，进液管与支撑盘上表面固连且与导管组件连通。

在上述的基于激光与压力的便携式多功能液位测量装置中，所述支撑盘下表面还设有若干个能调节支撑盘高度的支脚，且该支脚沿支撑盘的轴向均匀设置。

一种基于激光与压力相结合的液体密度测量方法，用激光测距仪测得导管组件内的液位高度H，用压力式液位变送器测得导管组件内液体压力P，根据公式（I）计算得到液体密度ρ，其中g为重力加速度。

一种基于激光与压力相结合的倾斜角度测量方法，用激光测距仪测得液体在导管组件内的长度S，用压力式液位变送器测得导管组件内液体压力P，根据公式（II）计算得到液位高度H，其中g为重力加速度，ρ为液体密度，再根据公式（III）计算得到导管组件的倾斜角度ξ。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、采用激光测距仪与压力式液位变送器双标准器的方法，提高了检定结果的可信度，并且提出了两种测量方式相结合测未知液体的密度的方法；同时采用螺纹式连接方式将导管装置分段连接，使设备结构简化和小型化，能够方便的携带，以便对所需要的液位计进行现场检定；采用滚动方式的浮子结构设计，进一步提高了测量的可靠性和稳定性，减少测量误差；

2、本发明可以直接、方便地得到检定结果，并且可得知液体密度；