一种外测式液位检测装置及方法
【专利摘要】本发明公开一种外测式液位检测装置及方法，包括检测支架、超声波探头模组和步进电机，所述的检测支架上设置一对滚轴，所述的滚轴上设置有传送带，所述传送带上设置可沿检测支架上的滑轨上下移动的滑板，所述的超声波探头模组安装在滑板上，所述的步进电机与滚轴安装连接并带动滚轴转动。安装和使用过程在容器的外部进行，不会接触液体本身，也不需要打开容器，检测时探头位于容器的外壁，不需要安装到容器底部，对容器的安放方式没有特殊要求。
【专利说明】一种外测式液位检测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种检测装置，特别涉及一种利用超声波在容器外部测量容器内液体 液面位置及检测方法。
【背景技术】
[0002] 液位检测技术在化工、石油、水处理等领域具有重要的作用，但目前的液位检测装 置中，大部分都需要在容器内部安装使用，安装调试非常不方便，使用时也存在很多限制， 特别是当被测液体具有易燃、易爆、易挥发、高毒害、强腐蚀性等特点时，使用这些液位检测 技术就会更有风险。
[0003] 迄今为止也出现了利用超声波进行容器外部液位检测的装置，但目前的装置需要 安装在容器底部，如果容器底部没有空间，则无法使用，而大多数大型液体罐装容器，都是 直接安放在地面上的，和地面之间没有空隙，如果采用超声波进行液位测量，需要将罐体提 升以便将装置安放在罐体底部，但进行这项操作较困难，易爆液体进行操作时也有危险。
【发明内容】
[0004] 为了解决目前这些液位检测装置存在的问题，本发明提供一种在容器罐壁外测利 用超声波进行液位检测的装置，安装和使用过程在容器的外部进行，不会接触液体本身，也 不需要打开容器，检测时探头位于容器的外壁，不需要安装到容器底部，对容器的安放方式 没有特殊要求。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用了如下技术：一种外测式液位检测装置，包括检测支 架、超声波探头模组和步进电机，所述的检测支架上设置一对滚轴，所述的滚轴上设置有传 送带，所述传送带上设置可沿检测支架上的滑轨上下移动的滑板，所述的超声波探头模组 安装在滑板上，所述的步进电机与滚轴安装连接并带动滚轴转动。
[0006] 进一步的，所述的超声波探头模组包括模组外壳、超声波探头、电磁吸合装置和滑 杆，所述的超声波探头安装在模组外壳内，所述的电磁吸合装置吸合带动超声波探头沿滑 杆上下移动。
[0007] -种外测式液位检测方法，所述的超声波探头紧贴被检测罐壁，启动步进电机带 动超声波探头模组上下移动，电磁吸合装置吸合时，可控制超声波探头向上方微动1毫米 (位置B)，电磁吸合装置打开时，超声波探头恢复初始位置（位置A)，在这两个位置，均打开 超声波探头进行探测，如果在位置A和位置B测得的回声均强烈，说明在这两个位置都是气 体，则由步进电机控制探头模组下移，如果在两个位置测得的回声均微弱，说明在这两个位 置都是液体，则由步进电机控制探头模组上移，直到在位置A测得的回声强烈，在位置B测 得的回声微弱时，说明探头正处于气体液体交接位置，即液面位置，然后再通过其他任何的 传统距离测量方法，即可得到液面的高度。
[0008] 启动步进电机（正转一上移），电机通过齿轮皮带传动，带动超声波探头模组上 移到一定的位置后，启动超声波探头，对油罐外壁进行探测，电磁吸合装置吸合时，可控制 超声波探头向上方微动1毫米（位置B)，电磁吸合装置打开时，超声波探头恢复初始位置 (位置A)，在这两个位置，均打开超声波探头进行探测，如果在位置A和位置B测得的回声 均强烈，说明在这两个位置都是气体，则由步进电机控制探头模组下移，如果在两个位置测 得的回声均微弱，说明在这两个位置都是液体，则由步进电机控制探头模组上移，直到在位 置A测得的回声强烈，在位置B测得的回声微弱时，说明探头正处于气体液体交接位置，即 液面位置。
[0009] 本发明采用上述技术：一种在容器罐壁外测利用超声波进行液位检测的装置，安 装和使用过程在在容器的外部进行，不会接触液体本身，也不需要打开容器，检测时探头位 于容器的外壁，不需要安装到容器底部，对容器的安放方式没有特殊要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明一种外测式液位检测装置的结构示意图；
[0011] 图2为本发明一种外测式液位检测方法的示意图；
[0012] 图3本发明一种外测式液位检测装置的电磁吸合装置吸合时，超声波探头上移位 置状态不意图；
[0013] 图4本发明一种外测式液位检测装置的电磁吸合装置吸恢复初始，超声波探头下 移位置状态示意图。
【具体实施方式】
[0014] 如图1所示的一种外测式液位检测装置，包括检测支架1、超声波探头模组2和步 进电机3,所述的检测支架1上设置一对滚轴4,所述的滚轴4上设置有传送带5,所述传送 带5上设置可沿检测支架1上的滑轨上下移动的滑板6,所述的超声波探头模组2安装在滑 板6上，所述的步进电机3与滚轴4安装连接并带动滚轴4转动。
[0015] 如图3-4所述的超声波探头模组2包括模组外壳21、超声波探头22、电磁吸合装 置23和滑杆24,所述的超声波探头22安装在模组外壳21内，所述的电磁吸合装置23吸合 带动超声波探头22沿滑杆24上下移动。
[0016] 如图2所示的一种外测式液位检测方法，所述的超声波探头22紧贴被检测油罐7 壁，启动步进电机3带动超声波探头模组2上下移动，电磁吸合装置23吸合时，可控制超声 波探头22向上方微动1毫米（位置B)，见附图3,电磁吸合装置23带动超声波探头22沿滑 杆24上移动1毫米，电磁吸合装置23打开时，超声波探头22恢复初始位置（位置A)，见附 图4,电磁吸合装置23带动超声波探头22沿滑杆24下移动1毫米，在这两个位置，均打开 超声波探头22进行探测，如果在位置A和位置B测得的回声均强烈，说明在这两个位置都 是气体，则由步进电机控制探头模组2下移，如果在两个位置测得的回声均微弱，说明在这 两个位置都是液体，则由步进电机3控制探头模组2上移，直到在位置A测得的回声强烈， 在位置B测得的回声微弱时，说明超声波探头22正处于气体液体交接位置，即液面位置，然 后再通过其他任何的传统距离测量方法，即可得到液面的高度。
[0017] 启动步进电机3 (正转--上移），电机通过齿轮皮带传动，带动超声波探头模组2 上移到一定的位置后，启动超声波探头22,对油罐7外壁进行探测，电磁吸合装置23吸合 时，可控制超声波探头22向上方微动1毫米（位置B)，见附图3,电磁吸合装置23带动超 声波探头22沿滑杆24上移动1毫米，电磁吸合装置23打开时，超声波探头22恢复初始位 置（位置A)，见附图4,电磁吸合装置23带动超声波探头22沿滑杆24下移动1毫米，在这 两个位置，均打开超声波探头22进行探测，如果在位置A和位置B测得的回声均强烈，说明 在这两个位置都是气体，则由步进电机3控制探头模组2下移，如果在两个位置测得的回声 均微弱，说明在这两个位置都是液体，则由步进电机3控制探头模组2上移，直到在位置A 测得的回声强烈，在位置B测得的回声微弱时，说明探头正处于气体液体交接位置，即液面 位置。
[0018] 通过上述装置及方法，安装和使用过程在容器的外部进行，不会接触液体本身，也 不需要打开容器，检测时探头位于容器的外壁，不需要安装到容器底部，对容器的安放方式 没有特殊要求。
[0019] 以上所述仅为本发明的较佳实施一例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和 原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种外测式液位检测装置，包括检测支架、超声波探头模组和步进电机，其特征在 于：所述的检测支架上设置一对滚轴，所述的滚轴上设置有传送带，所述传送带上设置可沿 检测支架上的滑轨上下移动的滑板，所述的超声波探头模组安装在滑板上，所述的步进电 机与滚轴安装连接并带动滚轴转动。
2. 根据权利要求1所述的一种外测式液位检测装置，其特征在于：所述的超声波探头 模组包括模组外壳、超声波探头、电磁吸合装置和滑杆，所述的超声波探头安装在模组外壳 内，所述的电磁吸合装置吸合带动超声波探头沿滑杆上下移动。
3. -种外测式液位检测方法，其特征在于：所述的超声波探头紧贴被检测罐壁，启动 步进电机带动超声波探头模组上下移动； 电磁吸合装置吸合时，可控制超声波探头向上方微动1毫米在位置B，电磁吸合装置打 开时，超声波探头恢复初始状态在位置A，在这两个位置，均打开超声波探头进行探测，如果 在位置A和位置B测得的回声均强烈，说明在这两个位置都是气体，则由步进电机控制探头 模组下移，如果在两个位置测得的回声均微弱，说明在这两个位置都是液体，则由步进电机 控制探头模组上移，直到在位置A测得的回声强烈，在位置B测得的回声微弱时，说明探头 正处于气体液体交接位置，即液面位置，然后再通过其他任何的传统距离测量方法，即可得 到液面的高度。
4. 如权利要求3所述的一种外测式液位检测方法，其特征在于：启动步进电机，电机正 转超声波探头上移，电机通过齿轮皮带传动，带动超声波探头模组上移到一定的位置后，启 动超声波探头，对油罐外壁进行探测，电磁吸合装置吸合时，可控制超声波探头向上方微动 1毫米在位置B，电磁吸合装置打开时，超声波探头恢复初始状态在位置A，在这两个位置， 均打开超声波探头进行探测，如果在位置A和位置B测得的回声均强烈，说明在这两个位置 都是气体，则由步进电机控制探头模组下移，如果在两个位置测得的回声均微弱，说明这两 个位置都是液体，则由步进电机控制探头模组上移，直到在位置A测得的回声强烈，在位置 B测得的回声微弱时，说明探头正处于气体液体交接位置，即液面位置。
【文档编号】G01F23/296GK104121966SQ201410282863
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】吴小岭, 周宁 申请人:北京中电兴发科技有限公司