本發(fā)明涉及一種檢測(cè)裝置，具體一種高精度液位檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科技的發(fā)展，液位測(cè)量在科學(xué)勘測(cè)中一直是一門比較重要的研究課程。在科學(xué)的發(fā)展史中，有過很多種的水位測(cè)量法，比如說：浮標(biāo)測(cè)量法、超聲波反射法、電容式水位測(cè)量法、電阻應(yīng)變片的壓力感應(yīng)法等等。其中，

1)浮標(biāo)測(cè)量法是目前應(yīng)用得較為廣泛的一種，它是根據(jù)漂浮在液面上的浮子(也稱浮標(biāo))受到水的浮力作用。隨水位的變化而產(chǎn)生位移來進(jìn)行液位測(cè)量的，水位上升時(shí)浮球向上浮；水位下降時(shí)，浮球向下浮。其缺點(diǎn)是安裝復(fù)雜，測(cè)量精度低，不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)浮子卡死不動(dòng)和傳感器堵塞導(dǎo)致測(cè)不準(zhǔn)；同時(shí)維維修工作量大，安裝、調(diào)試不便。

2)電容式液位計(jì)：在容器內(nèi)插入電極，當(dāng)液位變化時(shí)，電極內(nèi)部介質(zhì)改變，電極間(或電極與容器壁之間)的電容也隨之變化，該電容量的變化再轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的直流電信號(hào)，其精確度為±(0.5～1.5)％。電容式液位計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精確度高，檢測(cè)端消耗電能小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、維護(hù)方便的顯著特點(diǎn)；其缺點(diǎn)是常常因被測(cè)液體的介電常數(shù)不穩(wěn)定而引起測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差。

3)超聲波反射法液位計(jì)的傳感器由一對(duì)發(fā)射、接收換能器組成。發(fā)射換能器面對(duì)液面發(fā)射超聲波脈沖，超聲波脈沖從液面上反射回來，被接收換能器接收。根據(jù)發(fā)射至接收的時(shí)間可確定傳感器與液面之間的距離，即可計(jì)算出液位的高度，其精確度為±0.5％。這種液位計(jì)安裝簡(jiǎn)單、方便，屬于非接觸測(cè)量，且不受液體的粘度、密度等影響，多用于藥池、藥罐、排泥水池等的液位測(cè)量。但其存在的缺點(diǎn)是：有一定的盲區(qū)，且價(jià)格較貴。

4)頻率計(jì)法，由于需要采用模擬電路和數(shù)字電路技術(shù)，涉及硬件較多，電路復(fù)雜，穩(wěn)定性差，使得其測(cè)試的精度以及可靠性、穩(wěn)定性均不能滿足野外工程的需要。

上述用于測(cè)量液位高度的裝置各有各的特點(diǎn)、同時(shí)也存在著缺陷，研究一種測(cè)量液位的高度簡(jiǎn)單、方便，測(cè)量數(shù)據(jù)精確，且成本低廉的液位測(cè)量方法是現(xiàn)有研究的一大熱點(diǎn)。而目前并未出現(xiàn)采用壓強(qiáng)這一原理來測(cè)量液位高度的液位測(cè)量裝置的相關(guān)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種測(cè)量精度高、智能程度高、且維修方便、成本低廉的高精度液位檢測(cè)裝置。

為解決上述問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高精度液位檢測(cè)裝置，包括用于盛裝液體的容器和用于實(shí)時(shí)測(cè)量液體高度的控制器，所述容器從上至下依次標(biāo)記有上極限位置、下極限位置，在容器的下方設(shè)有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口通過管道連接有一驅(qū)動(dòng)裝置；所述控制器包括處理器、控制開關(guān)和安裝于容器底部外側(cè)的壓力傳感器，所述壓力傳感器與處理器的輸入端連接、用于實(shí)時(shí)測(cè)量容器底部外側(cè)受到的壓力值，所述控制開關(guān)的輸入端與處理器的輸出端連接、其輸出端與驅(qū)動(dòng)裝置連接。

上述方案中，在處理器的輸入端上連接有一按鍵模塊。

上述方案中，在處理器的輸出端還有顯示器和報(bào)警器，所述顯示器用于顯示測(cè)量到的液體高度值。

上述方案中，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控被測(cè)液體高度的目的，所述處理器上的SPI總線接口通過無線傳輸模塊連接有一遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。

上述方案中，所述控制開關(guān)可以為繼電器。

上述方案中，進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)裝置可以為水泵。

上述方案中，沿容器自下而上的方向上，所述下極限位置設(shè)于容器的四分之一的高度位置處、上極限位置設(shè)于容器的四分之五的高度位置處。

本發(fā)明的有益效果為：

1)本發(fā)明利用壓強(qiáng)與液體的密度、高度的關(guān)系，并結(jié)合壓力傳感器的使用，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量得到液體的液面高度值，并將檢測(cè)的液面高度值通過無線傳輸模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，檢測(cè)到的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，系統(tǒng)反應(yīng)靈敏、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)；

2)本發(fā)明通過在容器上設(shè)置的上極限位置和下極限位置，并結(jié)合水泵和控制開關(guān)的使用，來實(shí)現(xiàn)是否向容器內(nèi)添加液體的目的，達(dá)到了在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液體的液面高度的同時(shí)，還做到了智能添加液體的功能，智能化程度高、實(shí)用性強(qiáng)，有益于推廣。

附圖說明

圖1為本高精度液位檢測(cè)裝置的連接結(jié)構(gòu)圖。

圖中標(biāo)號(hào)為：1、容器；2、管道；3、驅(qū)動(dòng)裝置；4、上極限位置；5、下極限位置。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種高精度液位檢測(cè)裝置，包括用于盛裝液體的容器1和用于實(shí)時(shí)測(cè)量液體高度的控制器，所述容器1從上至下依次標(biāo)記有上極限位置4、下極限位置5，本實(shí)施例中，沿容器1自下而上的方向上，所述下 極限位置5設(shè)于容器1的四分之一的高度位置處、上極限位置4設(shè)于容器1的四分之五的高度位置處。在容器1的下方設(shè)有進(jìn)水口，所述進(jìn)水口通過管道2連接有一驅(qū)動(dòng)裝置3，所述驅(qū)動(dòng)裝置3具體為水泵。

所述控制器包括處理器、控制開關(guān)和安裝于容器底部外側(cè)的壓力傳感器，所述壓力傳感器與處理器的輸入端連接、用于實(shí)時(shí)測(cè)量容器底部外側(cè)受到的壓力值，所述控制開關(guān)的輸入端與處理器的輸出端連接、其輸出端與驅(qū)動(dòng)裝置連接。所述控制開關(guān)具體為繼電器，用于接收處理器發(fā)來的控制指令，從而控制驅(qū)動(dòng)裝置3的啟閉。

在處理器的輸入端上連接有一按鍵模塊，用以輸入液體的密度值ρ、容器1的重力值G和容器1的底部面積值S。在處理器的輸出端還有顯示器和報(bào)警器。所述處理器上的SPI總線接口通過無線傳輸模塊連接有一遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。

所述處理器具體可以為含有運(yùn)算模塊的單片機(jī)或PLC控制器。

在壓力傳感器的輸出端上還依次連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器、信號(hào)放大器。

本發(fā)明測(cè)量液面的高度h的過程及原理如下：

1、首先，利用壓力傳感器測(cè)得容器1的底部受到的壓力F(而所述壓力F包括容器的重力G和液體對(duì)容器底部的壓力F1)，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器、放大器的處理后，發(fā)送至處理器中；

2、處理器根據(jù)壓強(qiáng)P＝F1*S(S為容器的底部面積，通過按鍵模塊輸入)，即得壓強(qiáng)P＝(F-G)*S，其中G通過按鍵模塊輸入，得到壓強(qiáng)值P；

3、由物理學(xué)中壓強(qiáng)P＝ρ*g*h(ρ為液體的密度，通過按鍵模塊輸入)，從而計(jì)算得到液體的液面高度值h，并在顯示器上顯示，且通過無線傳輸模塊發(fā)送至遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)中。

對(duì)于得到的液體的液面高度值是在處理器中完成，具體是采用現(xiàn)有單片機(jī)/PLC等芯片中的常規(guī)運(yùn)算處理器來實(shí)現(xiàn)。

在完成上述步驟3的情況下，當(dāng)檢測(cè)得到的液體高度值h達(dá)到或低于下極限位置時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，處理器向繼電器發(fā)出打開水泵的控制指令，使水泵開始工作，向容器1內(nèi)注入液體；而當(dāng)檢測(cè)得到的液體高度值h達(dá)到上極限位置時(shí)，報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，處理器向繼電器發(fā)出關(guān)閉水泵的控制指令，使水泵關(guān)閉，停止向容器1內(nèi)注入液體。

以上僅為說明本發(fā)明的實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。