液温液位测控系统技术方案

液温液位测控系统，包括主管道，液位检测模块和隔板，及压力传导管；压力传导管的前端浸入水箱，压力传导管与隔板密封连接；液位检测模块包括外壳，外壳内设有形变膜，导向活塞和电容组件，形变膜蒙于波纹管的后开口端，波纹管的前开口端与主管道固定，隔板、波纹管和形变膜围合成感应液位压力的压力腔，压力传导管的后端插入压力腔内；电容组件包括固定于外壳上的定电容片，和通过弹簧与外壳连接的动电容片；动电容片在形变膜的形变作用下接近或远离定电容片，定电容片和动电容片之间的容抗输出至信号处理器中；信号处理器将容抗转换为水箱液位。本实用新型专利技术具有适用各种液体，不影响待测液体成分，能实现液位无级连续测量，使用寿命长的优点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种液温液位测控系统。
技术介绍
目前市场上广泛应用的液位传感系统大多为电极式、串联电阻式和传统电容式，所采用的防冻系统也多采用电加热带，管道排空等，主要存在以下问题一、无法真正做到抗结垢以及待测液体中悬浮物的粘附，所以容易因为待测液体中污垢以及电化学腐蚀等因素，使得其使用寿命很短，同时由于其测量依赖于待测液体的良好导电性能，故对所测液体的导电性还有较高要求，对于导电能力不同的液体，串联电阻式的测量结果将会出现较大的误差，甚至是测量结果错误，不适宜更多液体的液位测量。 二、耐腐蚀性差，同样影响使用寿命，由于结垢和腐蚀的影响，在使用寿命的后期将出现严重漂移误差甚至是失效。三、由于待测液体中有电流通过，会与待测液体中的电解质以及电极之间产生电解作用，影响待测液体的成分，造成待测液体污染，同时其电解所产生的微量气泡会聚集在各个电极端，使得串联电阻式或电极式的各电极端之间的电阻升高，其效果等同于水位的上升或下降，随着气泡聚集量的增多或减少，测量结果会随之逐渐偏移正确液位数值。四、传统电容式液位计由于是通过测量两极板间的电容的变化来测量液面的高低，两电极间的介质是液体及其上面的气体，只有当待测液体与气体的介电常数不同且恒定时，才能准确的测量电容值随液位的变化，从而反映出水位的高低变化，但由于待测液体与液体上面的气体的介电常数在实际的环境中是不可能保持恒定不变的，而且在大多数情况下会由于受温度和湿度等外界环境的影响，其介电常数将产生较大的变化，此时即使水位无变化，电容值也会随着介电常数的变化而变化，从而使得测量的电容值无法准确反映出实际水位的高低。五、同时传统电容式液位传感系统则无法适应多种待测测液体，每测一种待测液体都需要调试传感器的参数，这是因为液体的介电常数一般来说是随着温度、时间和所在地区的不同而不同，对不同的待测液体，传感器参数也需要作与之对应的相应人工调整，且当普通的电容式液位传感系统在温度或所测液体的介电常数出现变化时，将使得所测电容出现变化，从而使得测量结果出现错误，不能适应介电常数及温度不恒定的液体测量。六、传统电容式液位传感系统需盛放液体的容器为金属导体等导电材料，且需将构成电容的一极与液体容器的外筒壁金属导体相连，因此安装不方便，且需盛放液体的容器壁为导电材料。七、电热带加热防冻能耗高，不环保，且易发生火灾。八、管道排空法则使得用户操作不便，且浪费水资源，排空阀在室外低温环境下的可靠性也比较低
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺点，本技术提供了一种测量时将电容与液体隔离，不依靠液体的导电能力，可适用于各种液体的液位测量，不影响待测液体成分，能实现对液位的无级连续测量，使用寿命长的液温液位测控系统。液温液位测控系统，包括与需检测液位的水箱连通的主管道，与所述的主管道固定连接的液位检测模块，和阻止主管道内的液体进入液位检测模块内的隔板，以及将液位上升产生的压力传递至液位检测模块的压力传导管；所述的压力传导管的前端浸入水箱，所述的压力传导管与所述的隔板密封连接；所述的液位检测模块包括固定于主管道一端的外壳，所述的外壳内设有形变膜和电容组件，所述的形变膜蒙于所述的波纹管的后开口端，所述的波纹管的前开口端与所述的主管道固定，所述的隔板、波纹管和形变膜围合成感应液位压力的压力腔，所述的压力传导管的后端插入所述的压力腔内；所述的电容组件包括固定于外壳上的定电容片，和通过弹簧与所述的外壳连接的 动电容片；所述的动电容片在形变膜以及波纹管的形变作用下接近或远离所述的定电容片，所述的定电容片和动电容片之间的电容输出至信号处理器中；所述的信号处理器将电容转换为水箱液位。进一步，所述的形变膜与动电容片之间设有导向活塞，所述的导向活塞与所述的外壳适配；所述的外壳上设有允许水汽液体溢出的水汽液体导流孔。进一步，所述的信号处理器中预设有水箱内无液体时对应的最低位电容值，和水箱内满液体时对应的最高位电容值。水箱液位以百分比表示，如水箱内满液体时液位表示为100%。电容值与液位成比例对应。进一步，所述的外壳上设有压力腔温度传感器，和包覆于压力腔外的加热电阻，所述的压力腔温度传感器的输出值输入至所述的信号处理器，所述的加热电阻受控于所述的信号处理器。当压力腔温度低于预设温度时，信号处理器开启加热电阻、以提高压力腔温度，阻止压力腔结冰，保证压力传导的灵敏度。进一步，所述的压力传导管的浸入水箱的一端连接有管径大于该压力传导管的管径的粗导管。粗导管使得液体中较大的杂质也无法阻塞压力传导管，从而使得液体的压力可以顺利传导至压力腔，完全克服水垢及杂质的对传感器的影响。进一步，所述的水箱为热水箱，所述的主管道具有分岔支管，所述的分岔支管与需要防冻的输水管道连接，所述的分岔支管与循环泵连接，所述的循环泵的入水口和出水口分别与第一软管和第二软管连接，所述的第一软管浸入热水箱中，所述的第二软管连接至输水管道中。第二软管位于输水管道内部，输水管道上设有多个管道温度传感器，当管道温度传感器测得的温度低于低温阈值时，循环泵使第一软管从热水箱内抽取热水，再由第二软管将热水输送到需要防冻的输水管道中。循环泵开启时，需要关闭输水管道的阀门，直到输水管道内的水温到达正常水温，贝U关闭循环泵。循环泵开启过程中，因输水管道的阀门关闭，管道内的水无法外流，因此，热水从热水箱内抽出、送入输水管道中将产生压差，致使管道内的冷水进入到热水箱中。循环泵持续工作，冷、热水持续循环，增强输水管道的防冻效果。进一步，所述的第一软管的浸入水箱的一端设有管径大于第一软管的粗水管。粗水管使得液体中较大的杂质也无法阻塞第一软管，从而使得热水可以顺利进入循环泵，完全克服水垢及杂质的对传感器的影响。进一步，液温液位测控系统还包括安装于水箱的溢流口的防溢流校准模块，所述的防溢流校准模块包括与所述的水箱溢流口连通的溢流壳体，和置于溢流壳体内部平行放置两个传感器电极，两个传感器电极之间有间隙；所述的溢流壳体由管接头和储水槽组成，所述的储水槽上端开口、允许液体溢出，所述的传感器电极接近所述的储水槽的底部，当储水槽内的水没过所述的传感器电极时，传感器电极向所述的信号处理器发出溢流信号，所述的信号处理器获取液位检测模块中电容组件的容抗值作为最高位电容值、并将水箱液位设为满水位。当水箱中的液体从溢流口溢出进入溢流壳体中时，由于储水槽的体积很小,液面很快就没过传感器电极，进而从储水槽的上端开口溢出，被水没过的传感器电极之间的电阻或对高频信号的容抗均会有大幅度的变化，此变化被信号处理器测的，信号处理器控制水箱入水口的进入阀停止进水。同时，信号处理器修改水箱满液位对应的最高位电容值，保 证液位检测模块的准确性。进一步，所述的信号处理器中设有能够测量两个传感器电极之间的容抗的测量电路；所述的测量电路包括向其中一个传感器电极提供输入交流信号的信号输入模块和与另一个传感器电极连接的测量模块，所述的测量模块包括与传感器电极串联的第二电容，与第二电容并联连接的第一二极管，与第二电容并联、从而对第二电容上的信号进行滤波的第三电容和第二二极管，和模数转换器，以及识别两个传感器电极之间的阻抗值的微处理器；第二二极管设置于第二电容和第三电容之间的，滤波后的电平信号从第二二极管输出，滤波后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
液温液位测控系统，其特征在于：包括与需检测液位的水箱连通的主管道，与主管道固定连接的液位检测模块，和阻止主管道内的液体进入液位检测模块内的隔板，以及将液位上升产生的压力传递至液位检测模块的压力传导管；所述的压力传导管的前端浸入水箱，所述的压力传导管与隔板密封连接；所述的液位检测模块包括固定于主管道一端的外壳，所述的外壳内设有形变膜和电容组件，形变膜蒙于所述的波纹管的后开口端，所述的波纹管的前开口端与主管道固定，所述的隔板、波纹管和形变膜围合成感应液位压力的压力腔，所述的压力传导管的后端插入压力腔内；所述的电容组件包括固定于外壳上的定电容片，和通过弹簧与外壳连接的动电容片；所述的动电容片在形变膜和波纹管的形变作用下接近或远离定电容片，所述的定电容片和动电容片之间的容抗输出至信号处理器中；所述的信号处理器将容抗转换为水箱液位。

【技术特征摘要】
1.液温液位测控系统，其特征在于包括与需检测液位的水箱连通的主管道，与主管道固定连接的液位检测模块，和阻止主管道内的液体进入液位检测模块内的隔板，以及将液位上升产生的压力传递至液位检测模块的压力传导管；所述的压力传导管的前端浸入水箱，所述的压力传导管与隔板密封连接； 所述的液位检测模块包括固定于主管道一端的外壳，所述的外壳内设有形变膜和电容组件，形变膜蒙于所述的波纹管的后开口端，所述的波纹管的前开口端与主管道固定，所述的隔板、波纹管和形变膜围合成感应液位压力的压力腔，所述的压力传导管的后端插入压力腔内； 所述的电容组件包括固定于外壳上的定电容片，和通过弹簧与外壳连接的动电容片；所述的动电容片在形变膜和波纹管的形变作用下接近或远离定电容片，所述的定电容片和动电容片之间的容抗输出至信号处理器中；所述的信号处理器将容抗转换为水箱液位。2.如权利要求I所述的液温液位测控系统，其特征在于所述的信号处理器中预设有水箱最低液位时对应的最低位容抗值，和水箱内满液体时对应的最高位容抗值。3.如权利要求2所述的液温液位测控系统，其特征在于所述的形变膜与动电容片之间设有导向活塞，所述的导向活塞与所述的外壳适配；所述的外壳上设有允许水汽液体溢出的水汽液体导流孔； 所述的外壳上设有压力腔温度传感器，和包覆于压力腔外的加热电阻，所述的压力腔温度传感器的输出值输入至所述的信号处理器，所述的加热电阻受控于所述的信号处理器。4.如权利要求1-3之一所述的液温液位测控系统，其特征在于液温液位测控系统还包括安装于水箱的溢流口的防溢流校准模块，所述的防溢流校准模块包括与所述的水箱溢流口连通的溢流壳体，和置于溢流壳体内部平行放置两个传感器电极，两个传感器电极之间有间隙；所述的溢流壳体由管接头和储水槽组成，所述的储水槽上端开口、允许液体溢出，所述的传感器电极接近所述的储水槽的底部，当储水槽内的水没过所述的传感器电极时，传感器电极向所述的信号处...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋玉兴，
申请(专利权)人：宋玉兴，
类型：实用新型
国别省市：