水位测量仪制造技术

本发明专利技术涉及一种水位测量仪，包括：检测电极、显示器电路、检测控制电路、电源电路，检测电极不少于二个，其中包括液位电极与一个设在液位底部的回路电极，而检测控制电路包括脉冲发生电路、由半导体开关管组成的处理电路和与每个液位电极相连接的耦合电路，耦合电路具有三头，该三头分别与脉冲发生电路的输出端、处理电路的输入端以及液位电极之一相联接；而回路电极与电源的地线相连接；脉冲发生电路经过耦合电路向液位电极发出具有一定占空比的脉冲电波，处理电路通过相应耦合电路处理液位电极的电位，并向显示器电路和／或外电路发出液位信号。本发明专利技术的水位测量仪测量适应范围广、测量耗能少、电极腐蚀很小、便于液位控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水位的检测控制装置，更具体地说，本专利技术涉及一种水液栽培中液位的监控调节装置。
技术介绍
水液栽培在现今的花卉以及工厂化种植、栽培中已经被广泛采用。水类液体作为一种导电性、弱极性的液体，对于自然界以及人类社会的存在以及发展、延续具有决定性的作用，各种各样的水类液体在工业、农业、医院、家庭日常生活等各个领域、各个方面被广泛地采用，相应地水位的监控调节装置，对于人们的方方面面的社会活动与发展也具有相当重要的意义，在此领域的技术和设备也纷繁复杂、多种多样，这些现有的技术和设备各自具有一定的优点和缺点，例如浮球探头在许多水类储装容器之内被广泛采用，但浮球探头的浮力受到液体浓度、温度的影响测量值不精确，且如杂质存在，会在浮球表面产生沉淀，粘死浮球影响使用；又如圆筒式液位计，可以直接观察得到液体储槽中的液位，但圆筒式液位计对使用环境有亮度方面的要求，而且，圆筒式液位计与液体储槽间的连接状况、液体内的杂质等因素也会影响圆筒式液位计对液体储槽中真实液位的反映。综上所述，上述两大类型的液位计的应用受到条件限制，且由于液体探头不插入到导电液体中，不能测得液位的直接数据，也不能对所测得液位信号进行补偿和后续处理，因此，只能对导电液位作大概、粗糙的测量和监控，难于实现液位的自动化监测控制。对于上述液位测量技术的不足，电子监控提供了克服上述缺点的可能性；电子监控将各种类型的电极之间接插入导电液体中，利用电极之间的电阻或电容等类电信号随液位的变化来进行测量，由于采用电信号来跟踪液位，故适宜于自动控制，且便于对测量误差进行补偿。但是，由于导电液体通常具有很强的极性，加之通常导电液体中还会溶解进入一些强极性的电解质、正负离子或杂质，这些强极性的电解质、正负离子或杂质以及导电液体自身会对液体探头产生一些难以消除的负面影响，如测量电流即耗电量较大，电极探头在具有强极性电解质、正负离子溶液中容易被测量电流电解、腐蚀、结垢，从而导致电极寿命缩短、测试误差过大乃至失灵。针对目前电子监控液位计存在的上述缺点，已有各种技术解决方案见于相关的技术文献中中国专利90109887.6的文件公开了一种电极报警水位计，该装置是针对双电极套管式探头的情况，因为双电极之间积累水垢会令原有的绝缘套层短路而使双电极探头向检测电路发出错误的信号，为了解决上述问题，该装置采用了一些电路方面的补救措施，即在原有放大电路的液位信号输入回路上加分流电阻和稳压二极管，从而使其输出回路输出电平不会因为双电极之间积累水垢而产生误信号。该装置的分流电阻必须根据人工发现产生水垢积累的探头所在后，再找到该探头对应的处理分电路进行人工手动调节分流电大小来实现补偿，显然，该装置补偿的方式非常落后，而且在探头的电极之间流过的是直流电，仍然存在耗电较大、电极腐蚀问题。中国专利号为94236213.6的文件揭示了一种在电极周围带有防波套的用于电加热蒸汽锅炉中水位检测控制的高精度探头，其在电极组周围设有一个把电极罩在其中间的防波套及旋塞头组成的防护隔层，在这个防波套的下端面设置有阻尼进水孔，采取这样的结构的确可以一定程度上阻止沸腾水中的杂质在电极表面上的结垢，但由于在阻尼进水孔表面同样可能结垢，阻尼进水孔的阻挡会使水位的测量精度以及补偿计算精度均受到影响，故只适合于对液位测量精度要求不高的场合，而且该技术解决方案并不能解决在经年累月不间断地测量过程中测量电流对金属电极的电解腐蚀作用，电极寿命将很难持久；同理，测量所耗费的电能也有相当部分耗费在电极的电解上，徒增了许多无用功消耗。又如中国专利01244538.X的文件公开了一种采用单片机加电阻和探针的水位检测装置，该装置的电阻串联在单片机的I/O接口上，并在I/O接口上建立了5伏特的输入电压，当两根探针由于水位上升而互相连通时，相当于在所述电阻及I/O接口20与18之间并联了一个较低值的分流电阻，从而使原有电阻上的电压降低到4伏特以下，向单片机发出水满信号；这种装置尽管采用了计算机单片机作为检测/控制电路，但在深入到水中的两根探针之间流经的仍然是直流电流，直流电流在两根金属探针间的消耗较大且相应的电解腐蚀作用仍然存在。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述缺点与不足，本专利技术所要解决的技术问题是要提供一种测量适应范围广、测量耗能少、电极腐蚀很小、便于液位控制的水位测量仪。为此，本专利技术的技术解决方案是一种水位测量仪，该仪器包括如下部件检测电极、显示器电路、检测控制电路、电源电路，其中，电源电路向其它电路提供电源，检测电极不少于二个，其中包括液位电极与一个设在液位底部的回路电极，而检测控制电路包括脉冲发生电路、由半导体开关管组成的处理电路和与每个液位电极相连接的耦合电路，其中，耦合电路具有三头，该三头分别与脉冲发生电路的输出端、处理电路的输入端以及液位电极之一相联接；而回路电极与电源的地线相连接；所述脉冲发生电路经过耦合电路向液位电极发出具有一定占空比的脉冲电波，处理电路通过相应耦合电路处理液位电极的电位，并向显示器电路和/或外电路发出液位信号。本专利技术的水位测量装置采用脉冲发生电路向所有液位电极的裸露导电芯体发出检测脉冲电波，并通过与电源地线相连接的回路电极的裸露导电芯体形成检测回路；由某一耦合电路流出的检测脉冲电波与液面接触后在该液位电极和耦合电路上形成电位变化，由处理电路对该液位电极和耦合电路上的电位进行如下处理包括锁存、扫描、解锁存、输入、转换锁存电位成为相应液位信号，然后发出液位信号给显示器电路或送外电路。较之现有技术中普遍采取的利用恒定电流发生和取得液位电极信号的方式，本专利技术利用脉冲电波形成液位信号的检测方式显著地具有节省电能的优点，而且上述电路结构以及脉冲电波的检测方式还具有进一步形成周期性的反向电流以保护电极免受极性液体的电解腐蚀的结构基础及优点。为得到较为实用的测定结果，本专利技术的液位电极及其连接的耦合电路数目不少于2个，不同的液位电极装设在所述测量仪纵向的不同高度上。为实现更为精密的液位测定，液位电极及其连接的耦合电路数目可以超过2个甚至更多。本专利技术的脉冲发生电路是由二个反相电路不对称连接构成的多谐振荡器，其电路中采用一定取值的电阻和电容，使得脉冲发生电路输出占空比为1～6∶1200的脉冲电波，优选占空比为3∶1200。这样，在以年度计量的时间长度上既尽可能地精密、同时又尽可能地减少采样的次数和时间以节约测量所需电能。本专利技术的装置采用多谐振荡器产生的间歇时间很长而接通时间很短即占空比很低的脉冲作为测试液位的金属电极的测试信号源，这样对于常年累月的液位检测来说，能量的节约将非常显著，电能消耗是非常低的。本专利技术装置进一步的改进包括回路电极与电源地线之间串连有大容量的电容器，而液位电极通过电阻电路连接在所述的脉冲发生电路的输出端，也就是说，前述的耦合电路为电阻性电路。本专利技术进一步在回路电极与电源的地线之间增加串连大容量电容器，同时借助脉冲发生电路的输出端与液位电极的电阻电路形成的充/放电回路，这样，大容量电容器能够将流经液位电极的电能储存其内，当检测电路处于检测脉冲信号空置期间，大容量电容器将其储存的电能通过充放电回路进行周期性充放电，使金属电极上周期地流过反向电流，金属电极在上一周期被电解疏松的表层就被下一周期反向电流反向沉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水位测量仪，该仪器包括如下部件：检测电极（１００）、显示器电路（２００）、检测控制电路（３００）、电源电路（４００），其中，电源电路（４００）向其它电路提供电源，所述的检测电极（１００）不少于二个，其中包括液位电极（１１０）与一个设在液位底部的回路电极（１２０），其特征在于：所述的检测控制电路（３００）包括脉冲发生电路（３１０）、由半导体开关管组成的处理电路（３２０）和与每个液位电极（１１０）相连接的耦合电路（３３０），其中，所述耦合电路（３３０）具有三头，该三头分别与所述脉冲发生电路（３１０）的输出端、所述处理电路（３２０）的输入端以及液位电极（１１０）之一相联接；而所述回路电极（１２０）与电源的地线相连接；所述的脉冲发生电路（３１０）经过耦合电路（３３０）向液位电极（１１０）发出具有一定占空比的脉冲电波，所述处理电路（３２０）通过相应耦合电路（３３０）处理液位电极（１１０）的电位，并向显示器电路（２００）和／或外电路发出液位信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李虬，
申请(专利权)人：李虬，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]