[发明专利]一种基于超声波的实时液位监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于超声波的实时液位监测系统及方法，包括：液位探测箱和超声波液位检测装置；液位探测箱包括箱体、上连通管和下连通管，箱体通过上连通管和下连通管与待测容器连通；超声波液位检测装置设置在箱体底部外侧壁上，包括能够进行数据交互的主控模块和功能模块，功能模块包括第一、第二收发一体超声模块；箱体内高于超声波液位检测装置顶部的气液分界面为可测量气液分界面；第一收发一体超声模块向箱体处于可测量气液分界面下方的内侧壁发射信号并接收回波信号；第二收发一体超声模块向可测量气液分界面发射信号并接收回波信号；主控模块根据第一、第二收发一体超声模块的回波信号计算出液位信息。确保了超声波液位测量的精确性。

技术领域

本发明涉及液位测量技术领域，尤其涉及一种基于超声波的实时液位监测系统及方法。

背景技术

随着石油、化工等领域的快速发展与进步，能源储存问题日渐受到大家重视。由于工业生产液体常具有高温高压、易燃易爆、强腐蚀性等特性，使其必须置于密闭容器中，所以对其液位进行实时监测和精确测量有着重要的意义，同时也是实现安全、高效工业生产的重要保障。

液位测量技术总体可分为接触式液位测量技术和非接触式液位测量技术。由于待测液体高温、易爆且具有一定的毒性和腐蚀性，故非接触式液位测量技术越来越受到人们的青睐。

目前广泛使用的非接触式测量液位技术包括：雷达液位测量技术、激光液位测量技术、红外线液位测量技术、图像处理液位测量技术、超声波液位测量技术。

雷达液位测量技术造价成本过高且多应用于军事领域；激光液位测量技术成本略高且维修困难；红外线液位测量技术容易受到光线强度和待测液体颜色的影响；图像处理液位测量技术算法非常复杂且技术成本较高。

超声波液位测量技术因其造价成本低、适用范围广、安全可靠等特点使其广泛应用在密闭容器液位测量领域。但由于密闭容器较大和内部待测液体的特殊性，使得超声波液位测量技术在液位测量的方式方法、精确度和实时性方面面临更高的挑战。

发明内容

本发明提供一种基于超声波的实时液位监测系统及方法，以确保超声波液位测量的精确性和实时性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于超声波的实时液位监测系统，包括：液位探测箱和超声波液位检测装置；

所述液位探测箱包括箱体、上连通管和下连通管，所述箱体上部通过上连通管与待测容器的上部连通，所述箱体下部通过下连通管与待测容器的下部连通；

所述超声波液位检测装置设置在箱体底部外侧壁上，所述超声波液位检测装置包括能够进行数据交互的主控模块和功能模块，所述功能模块包括第一收发一体超声模块和第二收发一体超声模块；

所述箱体内高于超声波液位检测装置顶部的气液分界面为可测量气液分界面；

所述第一收发一体超声模块能够向箱体处于可测量气液分界面下方的内侧壁发射探测信号并接收所发射的探测信号生成的回波信号；

所述第二收发一体超声模块能够向可测量气液分界面发射探测信号并接收所发射的探测信号生成的回波信号；

所述主控模块能够根据第一收发一体超声模块和第二收发一体超声模块的回波信号计算出液位信息。

进一步的，还包括终端设备，所述终端设备搭载客户端软件，所述客户端软件能够将液位信息和温度信息生成图表并显示；

所述功能模块还包括温度模块，所述温度模块能够检测第一收发一体超声模块和第二收发一体超声模块的温度信息。

进一步的，所述功能模块还包括报警模块，所述报警模块能够根据预设的液位报警阈值和温度报警阈值，在液位/温度超限时进行声光报警。