超声波接点式液位计的制作方法

本实用新型属于液位测量用具技术领域，更具体地说，是涉及一种超声波接点式液位计。

背景技术：

目前，液位测量已经成为很多生产领域中的必要检测项目，尤其是污水等腐蚀性、挥发性液体的液位高度进行测量，是污水处理等领域的重要课题。

现有的液位测量仪器，主要采用直接接触式液位计进行测量，其安装过程较为复杂，使用场合有限。还有一些非接触式的测量仪器，如超声波液位计也在逐步推广中。超声波液位计的工作原理主要是采用超声脉冲回波法测量液位，其对液体的成分、超声波在该液体中的传播速度都需要预先进行测量，但在复杂又不均匀的时候，这项工作很难进行；且由于发射的超声波脉冲有一定的宽度，使得距离换能器较近的小段区域内的反射波与发射波重迭，无法识别，不能测量其距离值，这个区域称为测量盲区，尤其是在液位较低时，盲区的影响更大，这两项因素都影响着测量的准确度，会产生较大的测量误差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种超声波接点式液位计，旨在解决现有技术中存在的液位计适用范围有限，测量过程复杂的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种超声波接点式液位计，包括：金属密封测量筒、下连通管、上连通管、至少两个超声波探头及超声波信号接收仪，所述金属密封测量筒的底部通过所述下连通管与储液仓的连通，所述金属密封测量筒的上部通过所述上连通管与所述储液仓的上部连通，所述金属密封测量筒外侧壁上设有所述超声波探头，且所述超声波探头发出的超声波信号垂直于所述金属密封测量筒的长轴，所述超声波探头均与所述超声波信号接收仪连接，至少两个所述超声波探头在所述金属密封测量筒的长轴所在平面内的正投影区域不重合。

进一步地，所述超声波探头沿所述金属密封测量筒的长轴分分布有至少两个。

进一步地，所述超声波探头沿所述金属密封测量筒的外壁呈螺旋状分布有至少三个，位于两端的所述超声波探头在平行于所述金属密封测量筒底面的平面内的正投影的中轴在该平面内呈110°-130°的钝角。

进一步地，所述超声波探头具有沿竖直方向设置的两个，所述超声波探头可沿与所述金属密封测量筒的长轴平行的方向相对于所述金属密封测量筒的外壁滑动。

进一步地，所述金属密封测量筒的外侧设有丝杠，所述丝杠的长轴与所述金属密封测量筒的长轴平行，所述丝杠上套装有与所述丝杠匹配且能与所述金属密封测量筒的外壁滑动连接的螺母座，所述螺母座能与所述超声波探头连接，所述丝杠下端设有升降电机。

进一步地，所述升降电机能沿所述金属密封测量筒的径向方向滑动。

进一步地，相邻的所述超声波探头在所述金属密封测量筒的长轴方向上的间距为0.5mm-100mm。

进一步地，所述上连通管及所述下连通管上分别设有上密封阀门及下密封阀门。

进一步地，所述金属密封测量筒包括金属筒体及用于密封所述金属筒体上部开口的密封上盖。

进一步地，所述金属筒体的内部空腔的横截面面积为25cm²-100cm²。

本实用新型提供的超声波接点式液位计的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型超声波接点式液位计通过在储液仓外部外接金属密封测量筒，储液仓与金属密封测量筒形成连通器的结构，储液仓中的液面与金属测量筒内的液面平齐，在金属测量筒外部设置横向发射超声波的超声波探头，利用空气的声阻抗与液体的声阻抗差距较大的原理，超声波穿过金属壁后接收到的反射信号差距非常大，因此能够快速确定该超声波探头是位于液相面只下还是液相面之上，确定最后一个是液相空间和第一个是气相空间的探头的位置，进而能快速的确定液位的高度，得出的数据也比较准确，且由于是非接触式的设计，测试前后的装卸非常方便，应用范围广。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的超声波接点式液位计的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的超声波接点式液位计的结构示意图；

图3为本实用新型的工作原理图一；

图4为本实用新型的工作原理图一。

图中：1、金属密封测量筒；2、下连通管；3、上连通管；4、超声波探头；5、超声波信号接收仪；6、储液仓；7、丝杠；8、升降电机；9、上密封阀门；10、下密封阀门；11、空气；12、液体。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的超声波接点式液位计进行说明。所述超声波接点式液位计，包括金属密封测量筒1、下连通管2、上连通管3、至少两个超声波探头4及超声波信号接收仪5，金属密封测量筒1的底部通过下连通管2与储液仓6的连通，金属密封测量筒1的上部通过上连通管3与6储液仓的上部连通，金属密封测量筒1外侧壁上设有超声波探头4，且超声波探头4发出的超声波信号垂直于金属密封测量筒1的长轴，超声波探头4均与超声波信号接收仪5连接，至少两个超声波探头4在金属密封测量筒1的长轴所在平面内的正投影区域不重合。

具体使用时，其原理请参阅图3及图4，超声波探头4发出超声波，超声波通过技术密封测量筒1的侧壁，如果该位置内部为液相空间，超声波传入液位，再传入对侧侧壁，由于空气声阻抗比金属及液体大很多，超声波在测量筒/空气界面反射，超声波信号接收仪5在距始波较远处接收到超声波信号。如果该位置内部为气相空间，由于空气的声阻抗比金属的声阻抗大很多，声压反射率趋于“-1”，透射率趋于“0”，声压几乎全反射，超声波在测量筒/空气界面反射，超声波信号接收仪在距始波较近处接收到超声波信号或者淹没在始波里。由此可以判断该测量位置内部是液相还是气相空间。

本实用新型提供的超声波接点式液位计，与现有技术相比，通过设置通过在储液仓6中外接金属密封测量筒1，储液仓6与金属密封测量筒1形成连通器的结构，储液仓6中的少量液体流向金属密封测量筒1中，且液面与金属测量筒1内的液面达到平齐，在金属测量筒1外部设置横向发射超声波的超声波探头4，利用空气的声阻抗与液体的声阻抗差距较大的原理，超声波穿过金属壁后接收到的反射信号差距非常大，因此能够快速确定该超声波探头是位于液相面只下还是液相面之上，确定最后一个是液相空间和第一个是气相空间的探头的位置，进而能快速的确定液位的高度，得出的数据也比较准确，且由于是非接触式的设计，测试前后的装卸非常方便，使用安全性更好，应用范围广。

进一步地，请一并参阅图1，作为本实用新型提供的超声波接点式液位计的一种具体实施方式，超声波探头4沿金属密封测量筒1的长轴分分布有至少两个。根据实际测量情况及所需的测量精度选择超声波探头4的设置数量及间距，该分布结构最简单直观，测量精度一般能够达到实际需求。

进一步地，图中未示出，作为本实用新型提供的超声波接点式液位计的一种具体实施方式，超声波探头4沿金属密封测量筒1的外壁呈螺旋状分布有至少三个，位于两端的超声波探头4在平行于金属密封测量筒1底面的平面内的正投影的中轴在该平面内呈110°-130°的钝角。此分布结构可以提供多角度的测量数据，方便进一步改善测量误差。

优选地，位于两端的超声波探头4在平行于金属密封测量筒1底面的平面内的正投影的中轴在该平面内呈120°的钝角。

上述两种超声波探头4的装配，可预先在将金属密封测量筒1的位置调整成适宜装配的位置，再进行探头的组装，随后将金属密封测量筒1与储液仓6连通，再将超声波探头4与超声波信号接收仪5连接，打开上密封阀门9及下密封阀门10即可开始进行测量。该组装方式能在很大程度上提高装配效率及工作的安全性，工作人员无需登高进行组装。

进一步地，参阅图2，作为本实用新型提供的超声波接点式液位计的一种具体实施方式，超声波探头4具有沿竖直方向设置的两个，超声波探头4可沿与金属密封测量筒1的长轴平行的方向相对于金属密封测量筒1的外壁滑动。使用时，将两个超声波探头4定位到一个较低的初始位置先进行试探性的测试，随后逐渐升高位置，每升高到一个位置就进行一次测量，直至使得上部的探头测定数据为气相空间，下部的探头测定为液相空间，这样，通过数量较少的超声波探头4也能达到同样的测试效果，降低测试成本。

进一步地，请参阅图2，作为本实用新型提供的超声波接点式液位计的一种具体实施方式，为使超声波探头4能够高效的升降，金属密封测量筒1的外侧设有丝杠7，丝杠7的长轴与金属密封测量筒1的长轴平行，丝杠7上套装有与丝杠7匹配且能与金属密封测量筒1的外壁滑动连接的螺母座，螺母座能与超声波探头4连接，丝杠7下端设有升降电机8。丝杠升降结构简单，升降动作的连续性好，使超声波探头4的升降距离得到较为精确的调控，能够有效保证测量的精度。

进一步地，图中未示出，作为本实用新型提供的超声波接点式液位计的一种具体实施方式，升降电机8能沿金属密封测量筒1的径向方向滑动。由于超声波探头4需要与金属密封测量筒1的外壁紧密接触才能达到理想的测量效果，前述的可升降的超声波探头4均事先与测量筒的外壁紧密抵接，但直接升降容易磨坏探头，因此，在要升降时，可事先通过移动升降电机8而使超声波探头4稍微远离测量筒的外壁，达到指定位置后，再靠近测量筒的外壁，能够有效降低探头的损坏程度。

进一步地，图中未示出，作为本实用新型提供的超声波接点式液位计的一种具体实施方式，相邻的超声波探头4在金属密封测量筒1的长轴方向上的间距为0.5mm-100mm。该间距可根据实际测量精度的需求而选择，精度要求高，泽间距设置的较小，精度要求低，则间距设置的较大。

进一步地，请参阅图1至图2，作为本实用新型提供的超声波接点式液位计的一种具体实施方式，上连通管3及下连通管2上分别设有上密封阀门9及下密封阀门10。在金属密封测量筒1与储液仓6进行连通时，上连通管3及下连通管2在未连接好时应当处于关闭状态，防止液体泄漏污染环境，通过上密封阀门9及下密封阀门10的启闭即能调控金属密封测量筒1的连通状态，提高使用的安全性。

进一步地，图中未示出，作为本实用新型提供的超声波接点式液位计的一种具体实施方式，金属密封测量筒1包括金属筒体及用于密封金属筒体上部开口的密封上盖。

进一步地，图中未示出，作为本实用新型提供的超声波接点式液位计的一种具体实施方式，为了尽量时储液仓6中的液体保持原有的高度水平，金属测量筒1中应当尽可能的少容纳液体，但测量筒的高度应保持在较高的水平，因此对测量筒的内腔横截面进行控制，金属筒体的内部空腔的横截面面积为25cm²-100cm²。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。