專利名稱：測量裝置及液位測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量裝置及液位測量系統(tǒng)，尤其涉及一種具有較高測量精度
的測量裝置及液位測量系統(tǒng)。
背景技術：
在石油、化工等領域，通常需要對容器內(nèi)的液體的容量進行監(jiān)控。 現(xiàn)有技術中通常使用密度小于液體的密度的浮子來指示液位高度，然而，浮子在
容器內(nèi)的位移方向并沒有受到限制，導致浮子指示的液位值精度較低，無法滿足精確測量
容器內(nèi)的液體的容量的要求。 此外，當該容器在生產(chǎn)時設置于較高處或者埋設于地底，操作者難以直接觀察容 器，更難以獲知容器內(nèi)的液體的容量值。 因此，有必要提供一種具有較高測量精度的測量裝置及液位測量系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容—種測量裝置，用于測量容器內(nèi)的液位。所述測量裝置包括浮子、配重塊、連接繩、 轉(zhuǎn)輪、感測器、限位筒體和處理器。所述浮子用于隨容器內(nèi)的液位變化發(fā)生位移。所述浮子 和配重塊分別連接于連接繩的兩端。所述連接繩繞設于所述轉(zhuǎn)輪。所述轉(zhuǎn)輪用于根據(jù)所述 浮子的位移而轉(zhuǎn)動從而帶動所述連接繩移動。所述配重塊用于在連接繩移動時發(fā)生與所述 浮子的位移方向相反的位移。所述感測器與所述轉(zhuǎn)輪相連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動感測容 器內(nèi)液位的變化。所述限位筒體具有相鄰設置的第一收容室和第二收容室。所述第一收容 室與所述容器相連通，用于容置所述浮子并限制其位移方向。所述第二收容室用于容置所 述配重塊并限制其位移方向。所述處理器與所述感測器電連接，用于根據(jù)所述感測器的感 測結(jié)果計算容器內(nèi)的液位值。 —種液位測量系統(tǒng)，包括容器、浮子、配重塊、連接繩、轉(zhuǎn)輪、感測器、限位筒體和處 理器。所述浮子用于隨容器內(nèi)的液位變化發(fā)生位移。所述浮子和配重塊分別連接于連接繩 的兩端。所述連接繩繞設于所述轉(zhuǎn)輪。所述轉(zhuǎn)輪用于根據(jù)所述浮子的位移而轉(zhuǎn)動從而帶動 所述連接繩移動。所述配重塊用于在連接繩移動時發(fā)生與所述浮子的位移方向相反的位 移。所述感測器與所述轉(zhuǎn)輪相連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動感測容器內(nèi)液位的變化。所述限 位筒體具有相鄰設置的第一收容室和第二收容室。所述第一收容室與所述容器相連通，用 于容置所述浮子并限制其位移方向。所述第二收容室用于容置所述配重塊并限制其位移方 向。所述處理器與所述感測器電連接，用于根據(jù)所述感測器的感測結(jié)果計算容器內(nèi)的液位 值。 相比于現(xiàn)有技術，本技術方案提供的測量裝置具有分別用于限制浮子和配重塊的 位移方向的限位筒體，從而浮子發(fā)生位移的大小可精確地反映出容器內(nèi)液位的變化。此外， 處理器可將感測器的感測結(jié)果轉(zhuǎn)換為容器內(nèi)液位的數(shù)值，因此，該測量裝置尤其適用于測 量高位液罐等不容易直接觀察的容器內(nèi)液體的容量。

圖1為本技術方案第一實施例提供的測量裝置的結(jié)構示意圖。 圖2為本技術方案第一實施例提供的測量裝置的分解示意圖。 圖3為本技術方案第一實施例提供的測量裝置的感測器和處理器的連接圖, 圖4為本技術方案第二實施例提供的液位測量系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。
具體實施方式下面將結(jié)合附圖及多個實施例對本技術方案實施例作進一步詳細說明。 請一并參閱圖1至圖3，本技術方案第一實施例提供一種測量裝置IO，用于測量容 器內(nèi)的液位。所述測量裝置IO包括限位筒體11、至少一個連通管12、轉(zhuǎn)輪13、連接繩14、 浮子15、配重塊16、感測器17、處理器18和蓋體19。 所述限位筒體11可為長方體形，其包括第一底壁110、第二底壁111、第一側(cè)壁 112、第二側(cè)壁113、第三側(cè)壁114、第四側(cè)壁115和分隔壁116。本實施例中，所述限位筒體 ll為透明材質(zhì)。所述第一底壁110靠近轉(zhuǎn)輪13。所述第二底壁111與第一底壁110相對 設置。所述第一側(cè)壁112、第二側(cè)壁113、第三側(cè)壁114、第四側(cè)壁115首尾相接，且均垂直連 接于第一底壁110與第二底壁111之間。所述第一底壁110、第二底壁111、第一側(cè)壁112、 第二側(cè)壁113、第三側(cè)壁114和第四側(cè)壁115共同構成一個收容空間117。所述分隔壁116 平行設置于第一側(cè)壁112和第三側(cè)壁114之間，且垂直連接于第二側(cè)壁113和第四側(cè)壁115 之間。所述分隔壁116將收容空間117分隔成相鄰設置的第一收容室118和第二收容室 119。所述第一收容室118靠近第一側(cè)壁112，且與所述容器相連通。所述第一收容室118 用于容置所述浮子15并限制其位移方向。所述第二收容室119靠近第三側(cè)壁114，用于容 置所述配重塊16并限制其位移方向。本實施例中，所述第一收容室118和第二收容室119 的橫截面積均為正方形。 所述第一底壁110具有第一孔1100和第二孔1101。所述第一孔1100與第一收容 室118相連通，第二孔1101與第二收容室119相連通。 所述第一側(cè)壁112具有至少一個連通孔1120。所述限位筒體11的第一收容室118 通過所述至少一個連通孔1120與容器相連通。本實施例中，所述連通孔1120為兩個，一個 連通孔1120靠近所述第一底壁110，另一個連通孔1120靠近所述第二底壁111。 當然，所述限位筒體11不一定為方形，還可以為圓柱體形、多棱柱或其他形狀。 所述至少一個連通管12用于連通容器和限位筒體11的第一收容室118。所述至 少一個連通管12與所述至少一個連通孔1120相對應。本實施例中，所述至少一個連通管 12也為兩個，一個連通管12靠近限位筒體11的第一底壁IIO，另一個連通管12靠近限位 筒體ll的第二底壁lll。 所述轉(zhuǎn)輪13用于隨所述浮子15的位移而轉(zhuǎn)動從而帶動所述連接繩14移動。所 述轉(zhuǎn)輪13設置所述限位筒體11的第一底壁110上方。所述轉(zhuǎn)輪13包括輪軸130和可轉(zhuǎn) 動的結(jié)合于輪軸130的轉(zhuǎn)輪主體131。所述輪軸130固定于所述限位筒體11的第一底壁 110上方，如，固定于蓋體19內(nèi)。所述轉(zhuǎn)輪主體131可為圓柱體形，其具有相連接的第一端 面132、側(cè)面133和第二端面134。側(cè)面133連接于第一端面132和第二端面134之間。所述第一端面132位于靠近第二側(cè)壁113的一側(cè)，第二端面134位于靠近第四側(cè)壁115的一 側(cè)。所述轉(zhuǎn)輪主體131具有沿其中心軸線方向開設的軸孔135和環(huán)繞所述轉(zhuǎn)輪主體131中 心軸線開設的滑槽136。所述軸孔135貫穿第一端面132和第二端面134。所述輪軸130 部分插入軸孔135靠近第二端面134處。所述滑槽136為自側(cè)面133向所述轉(zhuǎn)輪主體131 中心軸線方向開設的環(huán)形盲槽，所述滑槽136具有用于與連接繩14接觸的底面，所述滑槽 136與連接繩14接觸的底面與所述轉(zhuǎn)輪主體131中心軸線的間距離為R。 所述連接繩14繞設于所述轉(zhuǎn)輪13。具體的，所述連接繩14繞設于轉(zhuǎn)輪主體131 的滑槽136。所述連接繩14具有相對的第一端部140和第二端部141。所述連接繩14的 第一端部140穿過第一孔1100與浮子15相連。所述連接繩14的第二端部141穿過第二 孔1101與所述配重塊16相連。 所述浮子15的結(jié)構與所述第一收容室11的結(jié)構相匹配。所述浮子15位于所述 第一收容室11內(nèi)，且可隨容器內(nèi)的液位變化而發(fā)生相應的位移，如，在第一收容室11內(nèi)沿 限位筒體11的中心軸向上升或下降。所述浮子15可為圓柱體形，其直徑略小于所述限位 筒體ll的第一側(cè)壁112和分隔壁116之間距，從而所述浮子15在所述第一收容室11內(nèi)發(fā) 生位移時，不會因為與限位筒體11之間的摩擦而影響測量精度。 所述配重塊16的結(jié)構與所述第二收容室119結(jié)構相匹配。所述配重塊16位于所 述限位筒體11的第二收容室119內(nèi)，用于在連接繩14移動時發(fā)生與所述浮子15的位移方 向相反的位移。如，隨所述浮子15的上升或下降而沿所述限位筒體11的中心軸向下降或 上升。所述配重塊16也可為圓柱體形，其直徑略小于第三側(cè)壁114與所述分隔壁116之間 距，從而所述配重塊16在所述第二限位管12內(nèi)發(fā)生位移時，不會因為與限位筒體11之間 的摩擦而影響測量精度。 所述感測器17與所述轉(zhuǎn)輪13相連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)輪13的轉(zhuǎn)動感測容器內(nèi)液位的 變化。所述感測器17可為多圈絕對式編碼器。所述感測器17包括感測轉(zhuǎn)軸170和感測體 171。所述感測轉(zhuǎn)軸170與所述轉(zhuǎn)輪13機械連接并可在轉(zhuǎn)輪13的帶動下轉(zhuǎn)動。具體地，所 述感測轉(zhuǎn)軸170插入所述轉(zhuǎn)輪13的軸孔135靠近第一端面132處。所述感測體171用于 感測所述感測轉(zhuǎn)軸170的轉(zhuǎn)動角度，并將該感測結(jié)果，S卩，感測轉(zhuǎn)軸170的轉(zhuǎn)動角度輸出至 所述處理器18。 所述處理器18與所述感測器17電連接，用于根據(jù)所述感測器17的感測結(jié)果計算 容器內(nèi)的液位。所述處理器18包括輸入元件180、處理芯片181和顯示屏182。所述輸入 元件180用于供操作人員輸入容器的橫截面積相關參數(shù)，如，容器的長與寬、直徑等。所述 處理芯片181用于接收所述感測器17的感測結(jié)果，并結(jié)合容器內(nèi)原有液體的體積以及容器 的橫截面積計算容器內(nèi)的液位值。所述顯示屏182與所述處理芯片181電連接，用于將所 述處理芯片181計算得到液位值顯示出來。 所述蓋體19用于固定轉(zhuǎn)輪13，并將轉(zhuǎn)輪13密封于其內(nèi)。所述蓋體19設置于限 位筒體11上方，且其形狀與限位筒體11相匹配。本實施例中，所述蓋體19也為長方體形。 所述蓋體19包括的第三底壁190、第五側(cè)壁191、第六側(cè)壁192、第七側(cè)壁193和第八側(cè)壁 194。所述第五側(cè)壁191、第六側(cè)壁192、第七側(cè)壁193和第八側(cè)壁194首尾相連，且均連接 于第三底壁190。所述第三底壁190與限位筒體11的第一底壁110相對。所述第五側(cè)壁 191與所述第一側(cè)壁112平齊。第六側(cè)壁192與所述第二側(cè)壁113平齊。第六側(cè)壁192具有開口 195。所述開口 195用于供感測轉(zhuǎn)軸170穿過以與所述轉(zhuǎn)輪13機械連接。第七側(cè) 壁193與所述第三側(cè)壁114平齊。第八側(cè)壁194與所述第四側(cè)壁115平齊。所述第三底壁 190、第五側(cè)壁191、第六側(cè)壁192、第七側(cè)壁193和第八側(cè)壁194共同圍合形成用于收容轉(zhuǎn) 輪13的第三收容室196。 使用本技術方案第一實施例提供的測量裝置10測量容器液位時，可先通過至少 一個連通管12使限位筒體11的第一收容室118與容器相連通。限位筒體11與容器相連 通之后，容器100內(nèi)的液體會進入第一收容室118，所述浮子15會在液體的浮力下在第一收 容室118內(nèi)沿限位筒體11的中心軸向上升，配重塊16在連接繩14的帶動下沿第二限位管 12下降，轉(zhuǎn)輪13在連接繩14的摩擦作用下轉(zhuǎn)動并帶動感測器17的感測轉(zhuǎn)軸170順時針轉(zhuǎn) 動，感測體171將所述感測轉(zhuǎn)軸170的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為感測結(jié)果并將該感測結(jié)果輸出至處理器 18?？梢岳斫?，第一收容室118的容積相對于容器內(nèi)液體的體積是可以忽略不計的，少量液 體進入第一收容室118并不會影響測量裝置10的測量精度。 然后，通過輸入元件180向處理器18輸入容器的橫截面積相關參數(shù)，例如，長、寬 等值或直徑大小。所述處理芯片181根據(jù)容器的橫截面積相關參數(shù)以及感測體171的感測 結(jié)果計算得到容器內(nèi)的液位，并將該液位數(shù)值通過顯示屏182顯示出來。 若某一時刻處理器18顯示容器內(nèi)的液體容量為V。，當液體被消耗一部分后，限位 筒體11的第一收容室118內(nèi)的液體也會減少，所述浮子15會在液體的浮力下沿限位筒體 11下降下降一段距離，配重塊16在連接繩14的帶動下沿第二限位管12上升，轉(zhuǎn)輪13在連 接繩14的摩擦作用下轉(zhuǎn)動并帶動感測器17的感測轉(zhuǎn)軸170逆時針轉(zhuǎn)動，所述感測體171 感測出所述感測轉(zhuǎn)軸170轉(zhuǎn)動的角度為e ，并輸出至處理器18，處理芯片181經(jīng)計算得到 所述浮子15下降的距離L大小為(9AR)/2，結(jié)合輸入的橫截面積S，則減少的液體體積為
(e承MS)/2，從而最終得到更新后的液位數(shù)值v為v。-( e *r*s)/2。 相比于現(xiàn)有技術，本技術方案第一實施例提供的測量裝置10具有分別用于限制 浮子15和配重塊16的位移方向的第一收容室和第二收容室，從而浮子15發(fā)生位移的大小 可精確地反映出容器內(nèi)液位的變化。此外，處理器18可將感測器17的感測結(jié)果轉(zhuǎn)換為容
器內(nèi)液體的容量，因此，該測量裝置io尤其適用于測量高位液罐等不容易直接觀察的容器
內(nèi)液體的容量。 請參閱圖4，本技術方案第二實施例提供一種液位測量系統(tǒng)200，包括容器100和 如上所述的測量裝置IO，所述容器100與所述測量裝置10的限位筒體11的第一收容室相 連通。 所述容器100可為圓柱體形，其直徑為D。所述容器100具有相對的頂部101和底 部102。所述頂部101靠近限位筒體11的第一底壁110。所述底部102靠近限位筒體11的 第二底壁111。所述容器100具有至少一個通孔103。本實施例中，所述至少一個通孔103 為兩個，一個通孔103靠近容器100的頂部IOI，另一個通孔103靠近容器100的底部102， 分別用于靠近限位筒體11的第一底壁110和第二底壁111的連通管12相連通。 本技術方案第二實施例的液位測量系統(tǒng)200的容器100的橫截面積相關參數(shù)為已 知，在使用時，可省去通過輸入元件180向處理器18輸入容器的橫截面積相關參數(shù)步驟，該 液位測量系統(tǒng)200可直接測出容器100內(nèi)液體的容量值。 另外，本領域技術人員還可在本技術方案精神內(nèi)做其它變化，當然，這些依據(jù)本技術方案精神所做的變化，都應包含在本實用新型所要求保護的范圍之內(nèi)。
權利要求一種測量裝置，用于測量容器內(nèi)的液位，所述測量裝置包括浮子、配重塊、連接繩、轉(zhuǎn)輪和感測器，所述浮子用于隨容器內(nèi)的液位變化發(fā)生位移，所述浮子和配重塊分別連接于連接繩的兩端，所述連接繩繞設于所述轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪用于根據(jù)所述浮子的位移而轉(zhuǎn)動從而帶動所述連接繩移動，所述配重塊用于在連接繩移動時發(fā)生與所述浮子的位移方向相反的位移，所述感測器與所述轉(zhuǎn)輪相連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動感測容器內(nèi)液位的變化，其特征在于，所述測量裝置還包括限位筒體和處理器，所述限位筒體具有相鄰設置的第一收容室和第二收容室，所述第一收容室與所述容器相連通，用于容置所述浮子并限制其位移方向，所述第二收容室用于容置所述配重塊并限制其位移方向，所述處理器與所述感測器電連接，用于根據(jù)所述感測器的感測結(jié)果計算容器內(nèi)的液位值。
2. 如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述浮子的結(jié)構與所述第一收容室的 結(jié)構相匹配，所述配重塊的結(jié)構與所述第二收容室的結(jié)構相匹配。
3. 如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述限位筒體包括第一底壁、第二底 壁、多個側(cè)壁和一個分隔壁，所述第一底壁靠近轉(zhuǎn)輪，所述第二底壁與第一底壁相對，所述 多個側(cè)壁彼此首尾相接地連接于第一底壁與第二底壁之間，以使所述第一底壁、第二底壁 和多個側(cè)壁共同構成一個收容空間，所述分隔壁也連接在第一底壁與第二底壁之間，且位 于所述收容空間中，從而將所述收容空間分隔成所述第一收容室和所述第二收容室。
4. 如權利要求3所述的測量裝置，其特征在于，所述第一底壁具有第一孔和第二孔，所 述第一孔與第一收容室相連通，第二孔與第二收容室相連通，所述連接繩的一端穿過第一 孔與浮子相連，所述連接繩的相對另一端穿過第二孔與所述配重塊相連。
5. 如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，還包括至少一個連通管，所述限位筒體 具有至少一個連通孔，所述至少一個連通孔與所述至少一個連通管相對應，所述限位筒體 通過所述至少一個連通孔和至少一個連通管與所述容器相連通。
6. 如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，還包括一個蓋體，所述蓋體具有用于收 容所述轉(zhuǎn)輪的第三收容室，所述轉(zhuǎn)輪包括輪軸和可轉(zhuǎn)動的結(jié)合于輪軸的轉(zhuǎn)輪主體，所述輪 軸固定于所述蓋體。
7. 如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)輪包括輪軸和可轉(zhuǎn)動的結(jié)合于 輪軸的轉(zhuǎn)輪主體，所述轉(zhuǎn)輪主體具有沿其中心軸線方向開設的軸孔以及環(huán)繞所述中心軸線 開設的滑槽，所述輪軸通過軸孔結(jié)合于轉(zhuǎn)輪主體，所述連接繩繞設于所述轉(zhuǎn)輪的滑槽。
8. 如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述感測器包括感測轉(zhuǎn)軸和感測體，所 述感測轉(zhuǎn)軸與所述轉(zhuǎn)輪機械連接并可在轉(zhuǎn)輪的帶動下轉(zhuǎn)動，所述感測體用于感測所述感測 轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動角度。
9. 如權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述處理器包括輸入元件和處理芯片， 所述輸入元件用于輸入容器的橫截面積，所述處理芯片用于接收所述感測器感測到的所述 感測轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動角度，并結(jié)合容器內(nèi)原有液體的體積以及輸入的容器的橫截面積計算液位值。
10. 如權利要求9所述的測量裝置，其特征在于，還包括顯示屏，其與所述處理芯片電 連接，用于顯示所述處理芯片計算得到的液位值。
11. 一種液位測量系統(tǒng)，包括容器、浮子、配重塊、連接繩、轉(zhuǎn)輪和感測器，所述浮子用于 隨容器內(nèi)的液位變化發(fā)生位移，所述浮子和配重塊分別連接于連接繩的兩端，所述連接繩繞設于所述轉(zhuǎn)輪，所述轉(zhuǎn)輪用于根據(jù)所述浮子的位移而轉(zhuǎn)動從而帶動所述連接繩移動，所 述配重塊用于在連接繩移動時發(fā)生與所述浮子的位移方向相反的位移，所述感測器與所述 轉(zhuǎn)輪相連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動感測容器內(nèi)液位的變化，所述限位筒體具有相鄰設置的 第一收容室和第二收容室，所述第一收容室與所述容器相連通，用于容置所述浮子并限制 其位移方向，所述第二收容室用于容置所述配重塊并限制其位移方向，所述處理器與所述 感測器電連接，用于根據(jù)所述感測器的感測結(jié)果計算容器內(nèi)的液位值。
專利摘要本實用新型涉及一種用于測量容器內(nèi)的液位的測量裝置，包括浮子、配重塊、連接繩、轉(zhuǎn)輪、感測器、限位筒體和處理器。所述浮子用于隨容器內(nèi)液位變化發(fā)生位移。所述浮子和配重塊分別連接于連接繩的兩端。所述連接繩繞設于轉(zhuǎn)輪。所述轉(zhuǎn)輪用于根據(jù)浮子的位移而轉(zhuǎn)動從而帶動連接繩移動。所述配重塊用于發(fā)生與浮子的位移方向相反的位移。所述感測器與轉(zhuǎn)輪相連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動感測容器內(nèi)液位的變化。所述限位筒體具有相鄰設置的第一收容室和第二收容室。所述第一收容室與容器相連通，用于容置所述浮子并限制其位移方向。所述第二收容室用于容置配重塊并限制其位移方向。所述處理器與感測器電連接，用于根據(jù)感測器的感測結(jié)果計算容器內(nèi)的液位值。
文檔編號G01F23/40GK201514257SQ20092031004
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權日2009年9月10日
發(fā)明者李燕, 連云飛, 陳文村 申請人:富葵精密組件(深圳)有限公司;鴻勝科技股份有限公司