[实用新型]一种分体式超声波液位计

说明书

技术领域

本实用新型涉及分体式超声波液位计，属于测量器具领域。

背景技术

在工业生产过程中，液位测量是常用操作，通过测量容器中液体介质的高低可用于自动化生产过程中的液位检测控制，报警，数据分析与处理。随着技术的进步和计算机技术的发展，目前的液位测量已经实现了自动检测智能化，数据处理快速化，从而提高了生产效率。

目前，测量领域已经发展了多种不同的液位测量方案，在诸多方案中由于超声波反射检测根据超声波从发射到接收发射回波的时间间隔大小与被测介质高度成比例关系的原理实现液位测量，可以实现定点和连续的测量，且其对各种测量环境都具有很好的适应性，在工业领域获得了广泛应用，成为倍受欢迎的液位测量方式。

为了实现工业化集中管理，目前所用的超声波测量系统是分体式超声波液位计，包括传感器超声波传感器和变送器电子测量和控制单元，通过一个作为中心的变送器连接多个传感器，从而实现统一管理和集中的数据传输采集。为了实现数据之间的传输，采用电缆连接传感器和变送器，电缆的一端接在变送器的接线端子上，另一端直接焊接在传感器的电路板上，然后用密封胶进行密封和加固。尽管电缆传输具有较高的数据传输速度，但是电缆受到距离约束。当传感器器的安装位置离变送器较远时，连接的电缆就比较长，信号在长距离传输中会出现损失和衰减。在电缆长度不能无线现场的情况下，如果传感器数目过多，就需要

增加变送器，导致整个测量网络繁杂交叉，成为类似蜘蛛网状的无序分布，一旦出现故障很难进行排查和检修，多个变送器的存在也导致后期的数据管理难度加大。

发明内容

申请人在具体生产过程中根据生产和研发需要发明了一种分体式超声波液位计，在结构上引入了物联网领域的ZigBee无线通信技术，该结构充分利用了ZigBee短距离传输能耗低和可组网的特征，有效简化了分布式安装布线，提高了整个分布式网络的通讯效率和工作范围。

具体地说，本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种分体式超声波液位计，包括变送单元和多个超声波传感单元，其中变送单元包括变送器和与变送器连接的PAN协调器，超声波传感单元包括超声波传感器和与超声波传感器连接的FFD型ZigBee节点，PAN协调器与至少与空间距离上最接近的FFD型ZigBee节点通讯连接。

在上述结构中，实现传感器测量的液位数据到变送器的传输有两种方式，一种是在传感器的ZigBee节点均与PAN协调器距离不远(此处的距离不远指的是ZigBee节点的分布位于PAN传感器覆盖范围内)，此时PAN协调器与所有FFD型ZigBee节点通讯连接。在这种结构下，实现了个超声波传感器测量的数据到变送器的直接传输。在另一种情况下，当超声波传感器分布中至少一个传感器位于PAN协调器的直接覆盖范围之外，在此情况下，每个超声波传感单元的FFD型ZigBee节点与相邻的超声波传感单元的FFD型ZigBee节点通讯连接。在该结构下，较远的传感器会把测量的数据采用交接传递的方式，把数据送到相邻的传感器，这样一级一级的传递到最接近PAN协调器的ZigBee节点，然后由其传输给PAN协调器，实现变送器把测量到的数据送到工业自动化网络。

与其它技术方案相比，本实用新型的结构实现了短距离范围内组网简单明了，长距离范围内耗能低，接力传输，从而大大提高了整个分体式超声波液位测量网络的通讯效率。

附图说明

图1显示了本实用新型分体式超声波液位计的结构示意图。

具体实施方式

在下述中，申请人结合附图对本实用新型的实现方式进行了说明。如下所提供的结构、数量等仅为示意性的，所用的各种部件均可从市场购买，并根据本实用新型的内容进行组装。本领域技术人员在理解和掌握本实用新型发明精神基础上所进行的修改依旧属于本实用新型的保护范围。

参考附图1，显示了本实用新型的分体式超声波液位计，整个结构的数据通讯和处理中心为变送器，通过变送器将整个结构连接入工业自动化网络。变送器上连接有PAN协调器，测量终端为超声波传感器，每个超声波传感器上连接有ZigBee节点，PAN协调器与在其覆盖范围内的ZigBee节点通讯连接。

如本领域技术人员所知，PAN协调器是一种特定种类的FFD，由其负责整个网络的建立、节点管理和信息存储。本实用新型所用的ZigBee节点采用了FFD，而非RFD，主要是利用其所具有充当路由从而与其他FFD互联能力，由于FFD节点可彼此连接接力传输，从而能将整个网络中无法为PAN协调器覆盖的传感器所测量数据通过接力传输直到最靠近PAN协调器的FFD节点，并将数据传输给PAN协调器。