CN205049202U - 液位检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种不需要向投入到液体中的压力检测部内引入外部大气压力的液位检测器，其包括：液体压力检测部，液体压力检测部用于测量液体的压力；和大气压力检测部，大气压力检测部用于测量大气压力并且通过电缆与液体压力检测部电连接，其中，液体压力检测部包括液体压力传感器，在投入到液体中后，液体压力传感器根据受到的液体压力产生与液体压力对应的压力信号，大气压力检测部在液体压力检测部工作时根据受到的大气压力产生与大气压力对应的压力信号，并且液体压力检测部和大气压力检测部中的至少一方能够通过电缆将该一方所检测到的压力信号传递至另一方。

Description

液位检测器

技术领域

本实用新型涉及一种液位检测器，尤其涉及一种不需要向投入到液体中的压力检测部内引入外部大气压力的液位检测器。

背景技术

在测量水位用的水位检测器中，比较常见的是投入式水位检测器。这种投入式水位检测器中设置有用于测量水位的压力传感器。投入式水位检测器是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用压力传感器将静压转换为电信号，再对来自于压力传感器的电信号进行处理，最终得到所需的水位数据。上述原理可以表达为如下的表达式（1）：

Ρ=ρ·g·H+Po表达式（1）

式中：P为投入式水位检测器迎液面所受的压力；ρ为被测液体的密度；g为当地重力加速度；Po为液面上的大气压；H为投入式水位检测器投入液体中的深度。

在实际的操作中，可以将液体的压力引入到传感器的正压腔，再通过特制的导气电缆将液面上的大气压Po与传感器的负压腔相连，以便抵消传感器背面的Po。这时，通过传感器测得的压力P就等于ρ·g·H。显然，通过测取压力P，可以得到液位高度。

由于需要将外部大气引入到水位检测器的负压舱中以便补偿水位检测器的大气压，所以不可避免的会造成大气中的水汽也被引入到水位检测器的负压舱中。在长期使用的条件下，容易出现水汽在导气管内凝结的情况。水汽凝结形成的液态水会堵塞导气管，甚至造成传感器损毁。

实用新型内容

本实用新型为一种投入式的液位检测器，其不需要向投入到液体中的压力检测部内引入外部大气压力就能够准确测量液位（水位），因此可以避免长期使用时在传感器中出现水汽凝结的情况，大幅度提高了液位检测器的使用寿命。

本实用新型的液位检测器包括：液体压力检测部，所述液体压力检测部用于测量液体的压力；和大气压力检测部，所述大气压力检测部用于测量大气压力并且通过电缆与液体压力检测部电连接，在使用状态下，所述液体压力检测部投入液体中，所述大气压力检测部不投入液体中而是暴露在大气中，其中，所述液体压力检测部包括液体压力传感器，在投入到液体中后，所述液体压力传感器根据受到的液体压力产生与液体压力对应的压力信号，所述大气压力检测部在所述液体压力检测部工作时根据受到的大气压力产生与大气压力对应的压力信号，并且所述液体压力检测部和所述大气压力检测部中的至少一方能够通过所述电缆将该一方所检测到的压力信号传递至另一方。

优选地，所述液位检测器还包括控制电路，所述控制电路接收来自于所述液体压力检测部的压力信号和来自于大气压力检测部的压力信号，并根据如下表达式计算所述液体压力检测部投入液体中的深度：H=(P-Po)/(ρ·g)，其中，H为所述液体压力检测部投入液体中的深度，P为所述液体压力检测部检测到的液体压力，Po为所述大气压力检测部检测到的大气压力，ρ为被测液体的密度，g为当地重力加速度。

优选地，所述控制电路设置在所述液体压力检测部中，并且所述大气压力检测部将所检测到的压力信号通过所述电缆传递至所述控制电路。

优选地，所述控制电路设置在所述大气压力检测部中，并且所述液体压力检测部将所检测到的压力信号通过所述电缆传递至所述控制电路。

优选地，所述液位检测器还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述液体压力检测部和所述大气压力检测部中的至少一方。

优选地，所述大气压力检测部还包括湿度传感器。

优选地，所述电缆以可拆卸的方式安装于所述液体压力检测部和所述大气压力检测部。

附图说明

图1是本实用新型的第一实施方式的液位检测器的概略图。

图2是第一实施方式的液位检测器在检测水位时的示意图。

图3是本实用新型的第二实施方式的液位检测器的概略图。

附图标记说明：

100.水位检测器；1.大气压力检测部；2.水压力检测部；3.电缆；21.控制电路；22.水压力传感器；200.水位检测器；201.大气压力传感器；221.控制电路。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本实用新型的示例性实施方式。在以下实施方式中，为了说明的方便，以水作为液体的示例，以投入式的水位检测器100作为本实用新型的液位检测器的示例，但本实用新型不限于此。

第一实施方式

图1是本实用新型的第一实施方式的液位检测器的概略图。图1中示出了用于检测水深的水位检测器100。水位检测器100包括用于测量大气压力的大气压力检测部1、用于测量水的压力的水压力检测部2和电缆3，大气压力检测部1通过电缆3与水压力检测部2电连接。

在水压力检测部2中设有控制电路21和水压力传感器22。图1中的双向空白箭头表示控制电路21与水压力传感器22之间为双向信号连接，但这并非限制性的，也可以采用仅水压力传感器22将所产生的压力电信号传给控制电路21的单向信号连接方式。通过电缆3，由大气压力检测部1产生的代表大气压力的压力电信号能够传送至控制电路21。

图2中示出了工作状态下的水位检测器100。在工作状态下，水压力检测部2被投入水中，水压力传感器22根据受到的水压产生与水压对应的压力电信号。此时，大气压力检测部1留在岸上并且暴露在大气中，以便根据受到的大气压力产生与大气压力对应的压力电信号。

控制电路21能够根据水压力传感器22和大气压力检测部1各自产生的压力电信号计算当前的水位数据。这种计算的原理为前述表达式（1）。如果将需要检测的水位放在表达式的左边，则可以将表达式（1）变换为表达式（2）：H=(P-Po)/(ρ·g)，其中，H为水压力检测部2投入水中的深度（即、需要检测的水位），P为水压力检测部2检测到的水压，Po为大气压力检测部1检测到的大气压力，ρ为水的密度，g为当地重力加速度。

本实施方式与现有技术的区别在于获取表达式（1）或（2）中的Po的方式不同。在本实施方式中，大气压力检测部1并不投入水中，而是将检测到的大气压力信号通过电缆3传送给控制电路21。这样就不再需要将外部大气引入到水位检测器的负压舱中以便补偿水位检测器的大气压，从而不再需要特制的导气电缆。因此，本实施方式中，电缆3采用能够防水的普通市售电缆即可。电缆3以可拆卸的方式安装于水压力检测部2和大气压力检测部1，以便于操作者根据水深的程度更换不同长度的电缆。这样一方面降低了成本，另一方面也方便了在偏远地区的作业，使得本实用新型的适应性大为增强。

另外，本实施方式中，由于不需要向水压力检测部2中引入大气，因而避免了水汽在水压力检测部2中凝结。这样，即使在水位检测器100长期使用的情况下，也不用担心因为水汽凝结而造成传感器故障，从而大幅延长了使用寿命。

采用本实施方式的水位检测器100可以达到如下的技术指标。温度测量范围为零下40℃至+85℃，水位测量范围为0至250m水压力，水位测量精度为0.1%FS（即、测量值与真实值的差距）。

第二实施方式

图3是本实用新型的第二实施方式的水位检测器200的概略图。

第二实施方式的水位检测器200与第一实施方式的水位检测器100的区别在于，大气压力检测部1中包括大气压力传感器201和控制电路221，水压力检测部2中不设置控制电路，水压力检测部2在工作时所检测到的水压力信号通过电缆3传送给控制电路221。

图3中的双向空白箭头表示控制电路221与大气压力传感器201之间为双向信号连接，但这并非限制性的，也可以采用仅大气压力传感器201将所产生的压力电信号传给控制电路221的单向信号连接方式。通过电缆3，由水压力检测部2产生的代表水压力的压力电信号能够传送至控制电路221。

控制电路221的作用与第一实施方式中的控制电路21的作用类似。即，控制电路221能够根据水压力检测部2和大气压力检测部1各自产生的压力电信号计算当前的水位数据。

第二实施方式的水位检测器200具有和第一实施方式的水位检测器100同样的性能和优点。此外，由于在水压力检测部2中不设置控制电路，所以水压力检测部2的结构可以简化，尺寸也可以更小。

第三实施方式（未图示）

本实施方式是在前述第一实施方式和第二实施方式的基础上，增加了用于检测水温的水温传感器以及用于检测空气的温度和/或湿度的温度和/或湿度传感器。通过这些增加的传感器，操作者可以了解到更多的信息，从而进一步增强本实用新型的功能。

第四实施方式（未图示）

本实施方式是在前述第一实施方式至第三实施方式中任一者的基础上，在大气压力检测部1中增加了向外输出数据的数据输出单元。通过数据输出单元，操作者可以将本实用新型的液位检测器中测得的水位、温度等信息输出到例如电脑、显示屏等的设备中。

在上述第一实施方式至第四实施方式中，主要说明了本实用新型的特征技术。本领域技术人员容易理解，在上述实施方式中未经说明或省略说明的技术可以在现有技术中找到合适的方案。例如，需要被投入水中的水压力检测部2需要设有防水的外壳，以防止水渗入其内部电路造成故障。又例如，各压力传感器（22、201）的信号需要经过放大电路增强后才能送给控制电路（21、221）进行处理。这些技术由于与本实用新型所要解决的目的并不直接相关，且本领域技术人员容易想到合适的解决方案，因而并未做详细说明。因此，上述第一实施方式至第四实施方式均为示例性的，而非意欲对本实用新型进行任何限制。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本实用新型，但是应当理解，本实用新型不限于所公开的示例性实施方式。本领域技术人员容易理解，在权利要求书的基础上，在不背离本实用新型的主旨和精神的情况下，可以进行各种变型和等同替换。因此，权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的变型、等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种液位检测器，其特征在于包括：

液体压力检测部，所述液体压力检测部用于测量液体的压力；和

大气压力检测部，所述大气压力检测部用于测量大气压力并且通过电缆与液体压力检测部电连接；

在使用时所述液体压力检测部投入液体中，所述大气压力检测部不投入液体中而是暴露在大气中，其中，

所述液体压力检测部包括液体压力传感器，在投入到液体中后，所述液体压力传感器根据受到的液体压力产生与液体压力对应的压力信号，

所述大气压力检测部在所述液体压力检测部工作时根据受到的大气压力产生与大气压力对应的压力信号，并且

所述液体压力检测部和所述大气压力检测部中的至少一方能够通过所述电缆将该一方所检测到的压力信号传递至另一方。

2.根据权利要求1所述的液位检测器，其特征在于，

所述液位检测器还包括控制电路，所述控制电路接收来自于所述液体压力检测部的压力信号和来自于大气压力检测部的压力信号，并计算所述液体压力检测部投入液体中的深度。

3.根据权利要求2所述的液位检测器，其特征在于，

所述控制电路设置在所述液体压力检测部中，并且所述大气压力检测部将所检测到的压力信号通过所述电缆传递至所述控制电路。

4.根据权利要求2所述的液位检测器，其特征在于，

所述控制电路设置在所述大气压力检测部中，并且所述液体压力检测部将所检测到的压力信号通过所述电缆传递至所述控制电路。

5.根据权利要求1或2所述的液位检测器，其特征在于，

所述液位检测器还包括温度传感器，所述温度传感器设置于所述液体压力检测部和所述大气压力检测部中的至少一方。

6.根据权利要求1或2所述的液位检测器，其特征在于，

所述大气压力检测部还包括湿度传感器。

7.根据权利要求1所述的液位检测器，其特征在于，

所述电缆以可拆卸的方式安装于所述液体压力检测部和所述大气压力检测部。