CN206974511U - 一种适应水面波动的超声波水位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型是涉及一种适应水面波动的超声波水位计，其特征在于，包括超声波水位计探头、导轨、轴承圈、浮动阀、振动传感器、电源控制器和角反射器，超声波水位计探头朝下发射检测的超声波，在检测方向上有一导轨，导轨通过轴承圈连接浮动阀，浮动阀上安装有角反射器，轴承圈上装有振动传感器，振动传感器分别连接浮动阀和电源控制器，电源控制器分别连接振动传感器和超声波水位计探头；工作时，电源控制器接收振动传感器的振动信息，获取当前的实际准确水位；本实用新型能够安装在水面任意区域的超声波水位计，能够完全避免水面波动的影响，实时准确的输出当前的水位信息。

Description

一种适应水面波动的超声波水位计

技术领域

本实用新型涉及一种自动化控制***，具体地说是涉及一种适应水面波动的超声波水位计。

背景技术

船闸的正常运行离不开对上游、闸室、下游等处的水位数据实时测量，随着船闸管理的自动化、少人化，常用的机械式、超声波等水位计因故障较频繁、维护间隔短、精度较差需要人员定期校正等问题，已经越来越无法适应船闸信息化发展的趋势。因此亟需一种综合多种水位计优点，实现无人管理、自动校正、适应多种水情、常年稳定运行的多模水位计，来替代现有的船闸用水位计。

现有技术的分析及比较：常用水位计方式有以下几种：激光水位计、超声波水位计、雷达水位计、磁性浮子水位计、静压式水位计、伺服式水位计等。从测量原理上来说可以分为接触式测量与非接触式测量、压力式原理测量等。

1、激光水位计：激光水位测控是一种非接触式高精度水位实时监测***，激光传感器与其它类型的水位测量装置相比，具有大量程、高精度、抗干扰能力强等优点。最大量程可达300米，在0～100米测量范围内，满量程误差小于3mm。特别适合用于高水头、大库容或水位变化范围大的场合使用。缺点：对使用环境要求较高，水面发生波动后容易产生错误数据；使用寿命有限，长时间、高频率使用时需要频繁更换。

2、超声波水位计：是由微处理器控制的数字物位仪表。在测量中脉冲超声波由传感器(换能器)发出，声波经水面反射后被同一传感器接收，转换成电信号。并由声波的发射和接收之间的时间来计算距离。优点是没有机械可动部分，可靠性高，安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度等影响精度比较低。缺点：超声波水位计测试容易有盲区；对温度变化敏感，需要定期进行调整和标定；不可以测量压力容器，不能测量易挥发性介质。

3、雷达水位计：采用发射、反射、接收的工作模式。雷达水位计的天线发射出电磁波，被检测水面后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，关系式如下：D=CT/2(D：雷达水位计到液面的距离C：光速T：电磁波运行时间)雷达水位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。优点是不需要传输媒介，不受大气、蒸气、槽内挥发雾影响的特点，能用于各种水面的液位测量。缺点：价格昂贵。仪表需要设置的参数较多，一旦出现问题，通常很难查出是什么原因造成的。如果天线本身不慎沾上介质会报错。如有结晶结冰现象会报错，需加热保温处理，并清理天线。最初安装需要是空仓，即空料位。

4、磁性浮子水位计：根据浮力原理和磁性耦合作用研制而成。当水面升降时，水位计本体管中的磁性浮子也随之升降，从而实现液位清晰的指示。磁性浮子水位计可以做到高密封，防泄漏和适用于高温、高压、耐腐蚀的场合。对高温、高压、有毒、有害、强腐蚀介质更显其优越性。缺点：磁性浮子水位计与介质直接接触，浮球密封要求要严格，不能测量粘性介质。磁性材料如退磁易导致水位计不能正常工作，翻板容易卡死，造成无法远传指示。磁性材料如退磁易导致水位计不能正常工作。

5、静压式水位计：其利用均匀液体的压强与高度成正比的关系通过测量液体底部的压力来折算液位高度。P=ρgh(P压强)；根据被测介质的密度及液体测量范围计算出压力或压差范围，再选用量程、精确度等性能合适的压力表或差压表。缺点：由于其受介质密度和温度影响很大，所以常常精度比较差，而为消除这些影响，需要很多其他测试仪表，结果搭建一套完善的静压测量***价格很高。由于液柱的静压与液位成正比，因此利用压力表测量基准面上液柱的静压就可测得液位。普及范围广，容易校准。

6、伺服式水位计：是最近比较成功的新型水位计，主要应用在轻油品的高精度测量中。与雷达水位计形成比较强的竞争。基本原理相同钢带式水位计，但具有精确的力传感器以及伺服***，形成闭环调节***，通过考虑钢带自身重力，精确地调节浮子高度以达到平衡浮力和重力，得到精确的当前液面到罐顶高度，以得到液位值。热电技术联盟精度高，能够达到1mm，满足计量级要求。使用于平静的轻质无腐蚀性液体。缺点：安装调试比较麻烦，同样有接触式水位计的各种不利因素且价格高昂。

为了能够本实用新型提出了一种适应水面波动的超声波水位计，能充分发挥现有多种水位传感设备的优势。

实用新型内容

为了克服上述船闸运行中的各种缺陷，本实用新型的目的在于提供一种适应水面波动的超声波水位计，能够通过一套稳定检测设备，消除水面波浪、溅起浪花对超声波水位计的干扰，同时通过廉价的导轨和振动传感器，能够检测出当前的环境状态，在需要检测的时候开机输出数据，从而大大延长超声波水位计的使用寿命。

本实用新型采用的技术方案为：一种适应水面波动的超声波水位计，其特征在于，包括超声波水位计探头、导轨、轴承圈、浮动阀、振动传感器、电源控制器和角反射器，超声波水位计探头朝下发射检测的超声波，在检测方向上有一导轨，导轨通过轴承圈连接浮动阀，浮动阀上安装有角反射器，轴承圈上装有振动传感器，振动传感器分别连接浮动阀和电源控制器，电源控制器分别连接振动传感器和超声波水位计探头。

进一步的，所述电源控制器接收振动传感器的振动信息，浮动阀在一段时间内的振幅小于规定数值，则启动超声波水位计探头，检测当前超声波水位计探头至角反射器的距离。

进一步的，还设置有水压传感器，所述水压传感器连接电源控制器，水压传感器可时时检测水压，避免水面波动对本实用新型的影响。

进一步的，还设置有壳体，壳体设置于导轨、轴承圈、浮动阀外部，壳体一端接超声波水位计探头，另一端连接水面。

进一步的，所述壳体为不锈钢材质或木质材质。

进一步的，超声波水位计探头、导轨、轴承圈、浮动阀、振动传感器、电源控制器和角反射器均为可拆卸安装。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型所述一种适应水面波动的超声波水位计能够通过一套稳定检测设备，消除水面波浪、溅起浪花对超声波水位计探头的干扰，同时通过导轨和振动传感器，能够检测出当前的环境状态，在需要检测的时候开机输出数据，从而大大延长超声波水位计的使用寿命，能够安装在水面任意区域的超声波水位计探头，能够完全避免水面波动的影响，实时准确的输出当前的水位信息。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示，一种适应水面波动的超声波水位计，其特征在于，包括超声波水位计探头1、导轨2、轴承圈3、浮动阀4、振动传感器5、电源控制器6和角反射器7，超声波水位计探头1朝下发射检测的超声波，在检测方向上有一活动导轨2，导轨2通过轴承圈3连接浮动阀4，浮动阀4上安装有角反射器7，轴承圈3上装有振动传感器5，振动传感器5分别连接浮动阀4和电源控制器6，电源控制器6分别连接振动传感器5和超声波水位计探头1；所述电源控制器6接收振动传感器5的振动信息，浮动阀4在一段时间内的振幅小于规定数值，则启动超声波水位计探头，检测当前超声波水位计探头1至角反射器7的距离；还设置有水压传感器，所述水压传感器连接电源控制器，水压传感器可时时检测水压，避免水面波动对本实用新型的影响；还设置有壳体8，壳体设置于导轨、轴承圈、浮动阀外部，壳体一端接超声波水位计探头1，另一端连接水面9，所述壳体为不锈钢材质或木质材质；超声波水位计探头、导轨、轴承圈、浮动阀、振动传感器、电源控制器和角反射器均为可拆卸安装,

超声波水位计探头1可以朝下发射检测的超声波，在检测方向上有一活动导轨2，导轨通过轴承圈3连接浮动阀4，同时，轴承圈3上装有振动传感器5，可以检测浮动阀4的振动情况，并实时传输给电源控制器6，浮动阀4上安装有角反射器7，同时导轨2、轴承圈3、浮动阀4外部安装有保护的壳体8，壳体8一端接超声波探头，另一端连接水面，可以减少外部风浪对浮动阀4的干扰。

***的工作方式为：***工作时，电源控制器6接收振动传感器5的振动信息，如果浮动阀4在一段时间内的振幅小于规定数值，则启动超声波水位计探头1，检测当前探头至角反射器7的距离，从而大大提高超声波水位计的探测精度和稳定性。水位计获得的数据，通过进一步的线性换算，即可获取当前的实际准确水位。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种适应水面波动的超声波水位计，其特征在于，包括超声波水位计探头、导轨、轴承圈、浮动阀、振动传感器、电源控制器和角反射器，超声波水位计探头朝下发射检测的超声波，在检测方向上有一导轨，导轨通过轴承圈连接浮动阀，浮动阀上安装有角反射器，轴承圈上装有振动传感器，振动传感器分别连接浮动阀和电源控制器，电源控制器分别连接振动传感器和超声波水位计探头。

2.根据权利要求1所述的一种适应水面波动的超声波水位计，其特征在于，所述电源控制器接收振动传感器的振动信息，浮动阀在一段时间内的振幅小于规定数值，则启动超声波水位计探头，检测当前超声波水位计探头至角反射器的距离。

3.根据权利要求1所述的一种适应水面波动的超声波水位计，其特征在于，还设置有水压传感器，所述水压传感器连接电源控制器。

4.根据权利要求2所述的一种适应水面波动的超声波水位计，其特征在于，还设置有壳体，壳体设置于导轨、轴承圈、浮动阀外部，壳体一端接超声波水位计探头，另一端连接水面。

5.根据权利要求4所述的一种适应水面波动的超声波水位计，其特征在于，所述壳体为不锈钢材质或木质材质。

6.根据权利要求1所述的一种适应水面波动的超声波水位计，其特征在于，超声波水位计探头、导轨、轴承圈、浮动阀、振动传感器、电源控制器和角反射器均为可拆卸安装。