一种气压传感液位计及其测量方法技术

本发明专利技术是一种气压传感液位计，包括：测压空气管，测压空气管的上端连接引压管；测压模块，测压模块测量管内气体压强及管内气体压强与没入深度的对应关系；计算模块，该计算模块计算出被测液体的液位高度数值；第一标定模块和第二标定模块，第一标定模块用于标定气体压强，第二标定模块用于标定气体压强；与计算模块连接的用于显示数值的显示模块。本发明专利技术还公开了气压传感液位计的测量方法，包括系统参数设置、标定、计算模块建立及液位测量步骤。本发明专利技术能够大大降低对环境的敏感性，测量时受环境的影响小，提高测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种气压传感液位计及其测量方法
本专利技术属于液体测量领域，涉及一种液位测量装置和其使用方法，特别是涉及一种气压传感液位计及其测量方法。
技术介绍
现有的对容器内的液位高度的测量装置主要有压差式液位计，压差式液位计在使用时先测量容器底部的压强，利用压强和被测液体的比重反算出液位高度，相当于通过对容器底部的压力信号进行再处理再得到液位信号，甚至直接就是一台压力表现场指示，压差式液位计所使用的压力感知部分主要形式有以下几种：a)膜片式：用一个充满液体的膜腔测压，使测压室和被测液体分开，测压测的是膜腔的压强，这就要求膜腔内的液体热膨胀系数很小，膜自身不能产生张力或张力可知，而且测压室必须和膜腔在同一高度，如果测压室高于或低于膜腔，充填液体会产生静压，造成测量偏差，因此这类传感器必须和测压室做成一体，其引出部分为信号电缆，在复杂的工作环境下，传感器的稳定性不高，影响测量的精度；b)等压皮膜式：包括传感器和其上的引出线及与传感器相连接的通气管和法兰盘，传感器结构是一长方形腔体，有相互连接的传感器外壳、主夹板、副夹板，传感器两侧感压面通过主夹板、副夹板分别感受被测液面上方气压和液态介质内被测液位点处的压力，当被测介质的压力分别通入传感器高低压室的感压面时，两侧的感压面产生不相等的位移，其位移和压差成正比，通过传感器上引出线输出测量的压力信号，该方式对密封性能提出了很高的要求，受温度变化的影响也很大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种气压传感液位计及其测量方法，该气压传感液位计及其测量方法能够大大降低对环境的敏感性，测量时受环境的影响小，提高测量精度。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的。本专利技术是一种气压传感液位计，其特点在于，包括：用于竖直地插入容器内的被测液体中的测压空气管，所述的测压空气管的上端连接引压管；与所述的引压管的上端连接的测压模块，当测压空气管下端插入被测液体内时，所述的测压模块测量所述的测压空气管的管内气体压强及管内气体压强与该测压空气管在被测液体中的没入深度的对应关系；信号输入端与所述的测压模块的信号输出端连接的计算模块，该计算模块根据测压模块采集到的管内气体压强数据及测压空气管的特性参数计算出被测液体的液位高度数值；信号输出端与所述的计算模块的信号输入端连接的第一标定模块和第二标定模块，所述的第一标定模块用于标定测压空气管处于已知高液位点时的没入深度及所对应的测压空气管内的气体压强，所述的第二标定模块用于标定测压空气管处于已知低液位点时的没入深度及所对应的测压空气管内的气体压强；与所述的计算模块连接的用于显示数值的显示模块。本专利技术一种气压传感液位计技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：所述的测压空气管外面套设有套管，所述的套管的下端靠近所述的测压空气管的下端，所述的套管的上端伸出被测液体的液面。本专利技术一种气压传感液位计技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：所述的测压空气管的底部设有气囊，所述的气囊的气口与所述的测压空气管的下端口连接。本专利技术一种气压传感液位计技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：所述的容器的底部侧面外接有与容器组成连通器的封闭容器，所述的气囊设在所述的封闭容器内。本专利技术还公开了一种上述的气压传感液位计的测量方法，其特点在于，包括如下的步骤：(a)设置气压传感液位计的系统参数：将测压空气管的截面积S和测压空气管容积V0的数值输入数据存储模块内存储；(b)标定步骤：将所述的测压空气管的下端先后对准已知的没入深度分别为H1和H2的高液位点和低液位点，然后通过测压模块测量测压空气管处于该两个位置时所对应的管内气体压强P1和P2，然后通过第一标定模块和第二标定模块将H1、P1和H2、P2的数值输入数据存储模块内存储；(c)通过计算模块建立液位求取方程：根据理想气体的状态方程：及测压空气管的参数特性，得到测压空气管内的空气压强和液位深度的方程式：P0.V0＝Pi.Vi＝(P0+pi).Vi(1)其中，P0为标准大气压强，以mmH2O计；V0为测压空气管原始容积，以mmH2O计，Pi为测压状态时测压空气管内的气压绝对压强变量，以mmH2O计，pi为测压状态时测压空气管内的气压相对压强变量，以mmH2O计，Vi为测压状态时测压管内气体体积变量，以mm3计；根据测压空气管的特性，有Vi＝V0-ΔH.S＝V0-(Hi-pi).S(2)，其中，ΔH为进入测压管内的水深变量，以mmH2O计，S为测压空气管的截面积，以mm2计，Hi为测压空气管的没入深度变量，以mm计；将(2)式带入(1)式，得P0.V0＝Pi.Vi＝(P0+pi).[V0-(Hi-pi).S)]，化简得关于测压空气管的没入深度变量Hi的方程式：计算模块将步骤(b)中的高液位点和低液位点所对应的管内气体压强P1和P2的数值及没入深度H1和H2的数值带入公式(3)，求得V0和P0的值Vc和Pc；将V0和p0的代入(3)式，可得：(d)液位测量步骤：将所述的测压空气管的底端接触所述的容器的底面，通过测压模块测量测压空气管内的管内气体压强pi数值，再通过计算模块将pi数值输入公式(4)计算出Hi值，该Hi值就是容器内被测液体的液位高度。与现有技术相比，本专利技术具有如下的技术效果：本专利技术通过测压空气管、引压管、测压模块、计算模块、第一标定模块、第二标定模块和显示模块有机地组合在一起构成了一种气压传感液位计，由于采用了上述的结构，本专利技术装置的电子模块如测压模块和计算模块均与被测液体相隔离，作为液体浮力传感器的液位探测部件对环境和被测液体的性质不敏感，受环境的影响小，保证测量精度，而且还具有造价低廉，适应性强，维护方便等优点，特别适合污水、酸碱盐强氧化性等腐蚀性液体、高温液体、液体化学原料储罐等的液位检测。附图说明图1为本专利技术的实施例结构示意图；图2为本专利技术的实施例2结构示意图；图3为本专利技术的实施例4结构示意图。具体实施方式以下参照附图，进一步描述本专利技术的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本专利技术，而不构成其权力的限制。实施例1，参照图1-3，一种气压传感液位计，包括：用于竖直地插入容器1内的被测液体2中的测压空气管3，测压管的形状最好规则，液体进入的部分截面积不能变化，否则会产生测量偏差，所述的测压空气管的上端连接引压管31；与所述的引压管31的上端连接的测压模块57，当测压空气管下端插入被测液体2内时，所述的测压模块57测量所述的测压空气管的管内气体压强及管内气体压强与该测压空气管在被测液体中的没入深度的对应关系，测压模块57采用型号为XGZP6847的气体压力变送器模块；信号输入端与所述的测压模块的信号输出端连接的计算模块54，该计算模块54根据测压模块57采集到的管内气体压强数据及测压空气管的特性参数计算出被测液体的液位高度数值，计算模块54采用型号为CC2530芯片；信号输出端与所述的计算模块54的信号输入端连接的第一标定模块51和第二标定模块52，所述的第一标定模块54用于标定测压空气管处于已知高液位点时的没入深度及所对应的测压空气管内的气体压强，所述的第二标定模块52用于标定测压空气管处于已知低液位点时的没入深度及所对应的测压空气管内的气体压强，计算模块54可以与无线传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气压传感液位计，其特征在于，包括：用于竖直地插入容器内的被测液体中的测压空气管，所述的测压空气管的上端连接引压管；与所述的引压管的上端连接的测压模块，当测压空气管下端插入被测液体内时，所述的测压模块测量所述的测压空气管的管内气体压强及管内气体压强与该测压空气管在被测液体中的没入深度的对应关系；信号输入端与所述的测压模块的信号输出端连接的计算模块，该计算模块根据测压模块采集到的管内气体压强数据及测压空气管的特性参数计算出被测液体的液位高度数值；信号输出端与所述的计算模块的信号输入端连接的第一标定模块和第二标定模块，所述的第一标定模块用于标定测压空气管处于已知高液位点时的没入深度及所对应的测压空气管的管内气体压强，所述的第二标定模块用于标定测压空气管处于已知低液位点时的没入深度及所对应的测压空气管的管内气体压强；与所述的计算模块连接的用于显示数值的显示模块。

【技术特征摘要】
1.一种气压传感液位计，其特征在于，包括:用于竖直地插入容器内的被测液体中的测压空气管,所述的测压空气管的上端连接引压管；与所述的引压管的上端连接的测压模块,当测压空气管下端插入被测液体内时,所述的测压模块测量所述的测压空气管的管内气体压强及管内气体压强与该测压空气管在被测液体中的没入深度的对应关系;信号输入端与所述的测压模块的信号输出端连接的计算模块,该计算模块根据测压模块采集到的管内气体压强数据及测压空气管的特性参数计算出被测液体的液位高度数值；信号输出端与所述的计算模块的信号输入端连接的第一标定模块和第二标定模块,所述的第一标定模块用于标定测压空气管处于己知高液位点时的没入深度及所对应的测压空气管的管内气体压强,所述的第二标定模块用于标定测压空气管处于己知低液位点时的没入深度及所对应的测压空气管的管内气体压强;与所述的计算模块连接的用于显示数值的显示模块；采用气压传感液位计进行测量的方法包括如下的步骤：(a)设置气压传感液位计的系统参数:将测压空气管的截面积S和测压空气管容积Vo的数值输入数据存储模块内存储;(b)标定步骤:先选定没入深度分别为Ｈ1和Ｈ2的高液位点和低液位点,测量Ｈ1和Ｈ2的数值,然后将所述的测压空气管的下端先后对准该高液位点和低液位点,然后通过测压模块测量测压空气管处于该两个位置时所对应的管内气体压强Ｐ1和Ｐ2,然后通过第一标定模块和第二标定模块将Ｈ1、Ｐ1和Ｈ2、Ｐ2的数值输入数据存储模块内存储;(c)通过计算模块建立液位求取方程:根据理想气体的状态方程:及测压空气管的参数特性,得到测压空气管内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁武斌，
申请(专利权)人：连云港大发环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32