[发明专利]一种非接触式液位监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能装置，具体是指一种非接触式液位监测装置。

背景技术

为了测知物料的存贮量，便于对物料进行监控，在工业生产中对物位进行的检测和控制是监控的重要环节。液位、界位和料位统称物位。物位测量的目的在于测知容器中物料的容量。在大部分工业生产过程中，除常压、常温等一般情况外，还有可能遇到高温、高压、易燃易爆、强腐蚀性等特殊情况，那么对于物位的自动检测和控制要求就更高了。

液位是指液体介质在容器中的液面的高度，液位计是测量液位的仪表。在工业生产中，液位是一个很重要的参数，液位测量在工业生产中具有重要地位，有的甚至直接影响到生产的安全。在实际的操作过程中，对液位测量的要求越来越多，应根据不同方面的要求来选用不同种类的液位计。根据液位计的工作原理，可分为直读式、浮力式、电容式、静压式、声学式、射线式、光纤式和核辐射式。本章主要介绍工业上广泛应用的浮力式、电容式、和静压式液位计。浮力式液位计是根据液体产生的浮力来测量液位的。它是通过浮力式液位计是根据液位变化时，漂浮在液体表面的浮子随之同步移动的原理工作的，可分为恒浮力式和变浮力式两种。浮子式液位计是恒浮力式液位计中的一种。它是利用能够漂浮在液面上的浮子进行测量的。当浮子漂浮在液面上达到稳定时，根据力学原理，其本身的重量和所受的浮力相平衡。当液面发生变化时，浮子的位置也相应的变化，根据这一原理来测量液位。

但是按目前的测量方法，存在不少问题。为此，发明人在学习过程中发现对冷却液液位监测的研究；对部件设计利用了光的折射原理和疏密介质的导光特性。

该部件适用用于在密封性要求较高的或容积较小的容器中监测某些特殊液体(主要为非电解质)的液位。可以有效解决某些特殊液体或在某些狭小容器中的液体难以监测的问题。

监测模式采用的是非接触式，有利于解决因液体自身的特性导致无法测量的问题。监测方式采用激光位置感应方式。部件安装固定方便，采用磁接与其他连接方式相结合的连接方式，能较好的适应模块化的设计。在信号输入方面，采用光电二极管接收模块，便于适应位移监测的原理。在信号处理方面，现阶段采用运算放大器实现DO输出。在今后外置显示模块上，将会通过led屏幕进行全息显示。在信号输出方面，现阶段留有同源DO两个接口，便于今后部件无线模块的并入，使其与主机相连，便于实现监测的目的。

该监测器通过简单的光学原理，利用该原理监测液位不会造成溶液成分的改变,不对溶液性质有要求，工作稳定,性能可靠，并可进行功能性拓展。

深圳市星科创科技有限公司的智能型非接触式液位感应器是利用水的感应电容来检测是否有液体存在，在没有液体接近感应器时，感应器上由于分布电容的存在，因此感应器对地存在一定的静态电容，当液面慢慢升高接近感应器时，液体的寄生电容将耦合到这个静态电容上，使感应器的最终电容值变大，该变化的电容信号再输入到控制IC进行信号转换，将变化的电容量转换成某种电信号的变化量，再由一定的算法来检测和判断这个变化量的程度，当这个变化量超过一定的阈值时就认为液位到达感应点。

南昌陆军学院科文教研室为了实现对密闭容器内部液体液位的测量，根据超声测距原理，本文设计了一种新型的非接触式的液位仪。该仪器以超声波检测电路为基础，通过单片机AT89C52的控制，能够在不开罐、不需要对容器原有结构进行任何改造的情况下，实现对密闭容器内液体液位的精确测量、实时监控、同步显示等功能。液位测量在许多工业中对保证生产安全和高产优质具有十分重要的作用。液位仪广泛应用于石油、化工等领域。实现非接触式测量、智能化检测一直是现代工业商业的主要发展方向。目前常见的各种油料储运设备本身基本上都没有自身液位测量或显示系统，特别是一些小型油料储运设备如油罐车，则一般都靠打开油罐使用测油绳来进行检测。这样的检测不但精度差，而且安全系数也比较低。现有用于液位测量的设备一般都属于接触型，即要将检测探头伸入储运设备内部进行检测，这样既不方便也不安全而且造价一般都比较昂贵。

合肥工业大学仪器科学与光电工程学院为了实现非接触式液位监测，现基于光电探测技术，针对不同液位状态下光线横穿透明容器后的出射光强进行分析、使用MatLab软件仿真并通过相关实验验证。结果表明：液位下降过程，输出光强会出现脉冲。通过监测该脉冲，间接实现非接触式液位监测，该方法不会造成溶液成分的改变，工作稳定，性能可靠，并能进行功能性扩展。

发明内容