一种导电液体液位测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种导电液体液位测量装置，包括液面检测模块、电机驱动模块、处理与控制模块以及与输出显示模块，所述的处理与控制模块包括单片机以及可以控制单片机中载有程序的开关，单片机的INT0管脚和GND管脚分别通过导线连接有可组成液面检测模块的探头和金属块，单片机可控制步进电机带动联轴器转动，从而使其端部连接探头、且缠绕在联轴器上的金属细线上下移动，其特征在于：所述电机驱动模块还包括设置在单片机与步进电机之间的步进电机细分驱动器。整个装置操作简单，精度高，使用效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种导电液体液位测量装置
本技术涉及一种导电液体液位测量装置。
技术介绍
随着科学技术的高速发展，液位测量工作在工农业生产、生活，以及科学研究领域内应用广泛，在水工或河工模型实验中涉及大量的模型边界条件控制及各种水力要素的实时高精度测量。目前测量水位的仪器较先进的有跟踪式光栅水位仪以及包括步进电机和液面检测模块的液位测量装置，其中跟踪式光栅水位仪因其光栅尺及测杆高度而对使用工作环境比较苛刻，也因测杆的高度不宜过长而限制了适用范围。而申请公布号为CN1776376的专利技术专利申请公开了一种导电液体的液位测量装置，由步进电机(16)、电机轴(8)、卷绕轮(7)、金属线(6)、过轮(5)、重垂基面(3)，重垂(2)、液面检测电极(1)、基面检测传感器(4)、接地电极、液面检测模块(10)、电机驱动电路(14)、处理与控制部分(12)、基面检测电路(11)、显示电路(13)及工作电源(15)组成。在使用该装置测量时，接地电极放入被测液体且通过导线连接液面检测模块(10)，处理与控制部分(12)通过电机驱动电路(14)控制电机转动，测量从检测到重垂基准面(3)开始到检测到液面为止的卷出卷绕轮(7)的金属线或金属带(6)的长度，即为液面高程。虽然该技术解决了跟踪式光栅水位仪中较大测量量程与仪器外形高度之间的矛盾，但是通过步进电机每转整步步距角，即1.8°，带动卷绕轮(7)转动，从而液面检测模块中的金属线产生一定位移，最终计算检测出液面高度，整个测量过程存在一定的间隔性，不能精确连续地对液面进行检测，而当卷绕轮(7)过细时，纵然精度可以提高，但是也增加了制造时的困难程度与制备成本。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种使用方便、精度较高的导电液体液位测量装置。本技术的导电液体液位测量装置，包括液面检测模块、电机驱动模块、处理与控制模块以及与输出显示模块，所述的处理与控制模块包括单片机以及可以控制单片机中载有程序的开关，单片机的INT0管脚和GND管脚分别通过导线连接有可组成液面检测模块的探头和金属块，单片机可控制步进电机带动联轴器转动，从而使其端部连接探头、且缠绕在联轴器上的金属细线上下移动，其特征在于：所述电机驱动模块还包括设置在单片机与步进电机之间的步进电机细分驱动器。本装置在测量导电液体液位时，首先通过单片机控制步进电机带动探头先归零位，然后在程序控制下，步进电机带动探头慢慢下移，当探头接触到液面时，单片机INT0脚接低电平，触发单片机外部中断0，单片机响应中断，即可在中断服务程序中通过计算得到液面高度，并通过显示屏输出显示。其中步进电机细分驱动器可以细分驱动步进电机转动，从而带动位移的金属细线由原本的大间距式下降过程更加细化，每步移动距离更短，从而提高整个装置的测量精度。进一步，本技术的导电液体液位测量装置，所述的的步进电机细分驱动器的细分系数为100时，此时步进电机每转动一次，角距离由原本的1.8°细化为0.018°，当其他条件不变时，使整个装置的测量精度在原来的基础上提高100倍。进一步，本技术的导电液体液位测量装置，所述的输出显示模块包括显示屏，通过整个装置测量计算后，直接通过显示屏输出液面相对高度，简单直观，使用方便。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术在测量导电液体液位时，首先通过单片机控制步进电机带动探头先归零位，然后在程序控制下，步进电机带动探头慢慢下移，当探头接触到液面时，触发外部中断，单片机即可通过计算得到液面高度，并通过显示屏输出显示。其中步进电机细分驱动器可以细分驱动步进电机转动，从而带动位移的金属细线由原本的大间距式下降过程更加细化，每步移动距离更短，从而提高整个装置的测量精度，当步进电机细分驱动器的细分系数为100时，步进电机每转动一次，角距由原本的1.8°细化为0.018°，当其他条件不变时，使其测量精度在原来的基础上提高100倍。整个装置简单直观，使用方便。附图说明图1为本技术使用示意图。图中：1探头，2金属块，3导线，4单片机，5步进电机细分驱动器，6步进电机，7联轴器，8显示屏，9金属细线，10容器，11导电液体，12开关。具体实施方式下面结合具体的实施例对本技术做进一步的详细说明。本技术的一种导电液体液位测量装置，如图1所示，包括液面检测模块、电机驱动模块、处理与控制模块以及与输出显示模块，所述的处理与控制模块包括单片机4以及可以控制单片机4中载有程序的开关12，开关12包括S1和S2，单片机4的INT0管脚和GND管脚分别通过导线3连接有可组成液面检测模块的探头1和金属块2，单片机4可控制步进电机6带动联轴器7转动，从而使其端部连接探头1、且缠绕在联轴器7上的金属细线9上下移动，而且在单片机4与步进电机6之间的步进电机细分驱动器5。在本实施例中，首先采用思为(SHSIWI)电子数显卡尺测量探头1初始位置与盛装在容器10内的导电液体11底部的距离H，该电子数显卡尺的量程为0-300mm,精度为0.01mm，并将H设为程序中的定值参数；将单片机4的INT0管脚初始化为高电平。当闭合开关S1时，在程序控制下，步进电机6转动，从而带动探头1“归零位”，即回到初始位置；然后闭合开关S2，在程序控制下，步进电机6正转且带动探头1缓慢下移开始测量液位；当探头1接触到导电液体11的液面时，由于液体通过导线3接地，探头1也变成接地，使单片机4的INT0管脚由原来的高电平变为低电平，从而触发单片机4产生中断；中断后，单片机4通过其上载有的程序计算出液位高度，并最终通过LCD液晶显示器显示输出。程序设计原理如下：通过步进电机转动的步进数、步进电机细分驱动器5的细分系数以及联轴器半径，可以计算出探头下移的位移量Hx。式中：Hx为探头下移的位移量,单位为毫米(mm)；M为步进电机细分驱动器5的细分数；R为联轴器半径，单位为毫米(mm)；N为步进电机正转的步进脉冲数。从而计算出液位高度：YEWEI＝H-Hx(2)式中：YEWEI为液位高度，单位为毫米(mm)；H为探头初始位置与液体底部的距离，单位为毫米(mm)；Hx为探头下移的位移量,单位为毫米(mm)；在本最佳实施例中，单片机4型号为AVRMEGA16，显示屏8采用LCD1602，步进电机细分驱动器5的细分系数为100，联轴器7的半径为10mm，此时装置测量精度高，可达0.003mm，且单片机4中载有的程序要始终记录正转和反转步进数，从而实现当闭合开关S1时，在程序控制下，步进电机6转动，从而带动探头1“归零位”操作，整个装置操作简单，精度高，使用效果好。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电液体液位测量装置，包括液面检测模块、电机驱动模块、处理与控制模块以及与输出显示模块，所述的处理与控制模块包括单片机(4)以及可以控制单片机(4)中载有程序的开关(12)，单片机(4)的INT0管脚和GND管脚分别通过导线(3)连接有可组成液面检测模块的探头(1)和金属块(2)，单片机(4)可控制步进电机(6)带动联轴器(7)转动，从而使其端部连接探头(1)、且缠绕在联轴器(7)上的金属细线(9)上下移动，其特征在于：所述电机驱动模块还包括设置在单片机(4)与步进电机(6)之间的步进电机细分驱动器(5)。

【技术特征摘要】
1.一种导电液体液位测量装置，包括液面检测模块、电机驱动模块、处理与控制模块以及与输出显示模块，所述的处理与控制模块包括单片机(4)以及可以控制单片机(4)中载有程序的开关(12)，单片机(4)的INT0管脚和GND管脚分别通过导线(3)连接有可组成液面检测模块的探头(1)和金属块(2)，单片机(4)可控制步进电机(6)带动联轴器(7)转动，从而使其端部连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：权建军，闫姝，刘伟，陈宏希，
申请(专利权)人：兰州石化职业技术学院，
类型：新型
国别省市：甘肃,62