浮子式溶液深度测量装置的制作方法

本发明涉及一种溶液深度的连续检测装置，具体是浮子式溶液深度测量装置，用于精确测量溶液深度。

背景技术：

为监测江河湖海的水位，以及化工等行业生产应用中的液位，目前，广泛应用的测量方法是直接测量、超声波、远红外、电导以及通过安装在液体内的压力传感器转换测量等方式，这些方式虽然方便快捷，但安装及使用场所限制较大，尤其是在溶液浓度有较大变化的时候，精度难以保证。

直接透明管或电导法测量，液位准确，但使用场合受限，且无法获取溶液浓度。超声波、远红外适用于测量液面的高度位置；在线液体深度测量装置，由安装在容器内的液深传感器实现，但仍需预先获得溶液浓度，当溶液浓度变化时，所测量的深度误差较大，也有采用多点布置传感器，但其安装受限。最直观的测量液体深度的装置为安装于容器外面，并与容器底端保持直接连通的透明管。但如果需要测量河流深度等情形，这个方法难以实现测量，也无法远程监控。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供浮子式溶液深度测量装置，以解决上述现有技术存在的问题，使溶液的深度和浓度数据可同时得到，装置简单、方便快捷且精度提高。

本发明的具体技术方案如下：

浮子式溶液深度测量装置，包括至少一个浮子(1)、连接管(2)、外罩(3)、下固定(4)、电池(5)和数据处理和发射装置(6)，其特征在于：

所述浮子(1)设置在下固定(4)的上方，浮子(1)、下固定(4)分别与连接管(2) 连接；所述浮子(1)、下固定(4)中分别设置有压电陶瓷，压电陶瓷与所述电池 (5)、数据处理和发射装置(6)电连接；所述数据处理和发射装置(6)用于向外部的接收装置发射检测结果。

优选地，所述浮子(1)由上盖(11)、压电陶瓷(12)、上活塞(13)、油缸(15)、连接座(16)、受压活塞(17)及浮子外壳顺序安装构成；所述连接管(2)固接在上盖(11)上；在所述上活塞(13)、油缸(15)形成的腔体中充满液压油，当外部压力使受压活塞(17)移动时，液压油受挤压，驱动上活塞(13)，使压电陶瓷(12) 产生电信号。

优选地，所述下固定(4)由连接活塞(41)、固定端盖(42)、下活塞(43)、压电陶瓷、下盖(44)及外壳顺序安装构成；所述连接管(2)固定在连接活塞(41) 上；在所述连接活塞(41)、固定端盖(42)和下活塞(43)形成的腔体中充满液压油，当浮子(1)的浮力使连接管(2)带动连接活塞(41)上升时，液压油受挤压，驱动下活塞(43)使压电陶瓷产生电信号。

优选地，所述由连接管(2)连通的浮子(1)和下固定(4)的内部空间充满氮气；所述下固定(4)中设置有温度传感器，温度传感器与所述数据处理和发射装置 (6)电连接。

优选地，所述下固定(4)外部设有外罩(3)，防止浮子(1)脱离下固定(4)；所述外罩(3)上端设置有绳索或连接螺钉，用于改变装置在溶液中的位置。

优选地，所述浮子(1)为能够浮在液体表面的密封体；所述下固定(4)为能够使所述浮子式溶液深度测量装置沉没入溶液的密封体。

本发明的有益技术效果是：

本发明的浮子式溶液深度测量装置，通过压电陶瓷分别检测浮子所承受的液体的压力、浮子本身的浮力，获得当前位置溶液的压强、浓度，从而获得溶液的深度，并由数据处理和发射装置发射信号。本发明适用于各种溶液深度、不均匀浓度的在线检测，检测精度高，结构简单，尤其适用于不便于取样、危险地点的溶液深度、浓度等数据的在线检测、监测或遥测，被检测溶液与检测信号不直接接触，避免了腐蚀、电化学腐蚀等缺陷。

附图说明

图1为本发明浮子式溶液深度测量装置的结构示意图；

图2为本发明浮子式溶液深度测量装置的浮子的结构示意图；

图3为本发明浮子式溶液深度测量装置的固定体的结构示意图；

图4为本发明浮子式溶液深度测量装置的三维结构示意图。

图中：1—浮子；2—连接管；3—外罩；4—下固定；5—电池；6—数据处理和发射装置；11—上盖；12—压电陶瓷；13—上活塞；14—液压油；15—油缸；16—连接座；17—受压活塞；41—连接活塞；42—固定端盖；43—下活塞； 44—下盖。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述和说明。

如图1所示，本发明的浮子式溶液深度测量装置，包括浮子(1)、连接管(2)、外罩(3)、下固定(4)、电池(5)和数据处理和发射装置(6)，其中浮子(1)设置在下固定(4)的上方，浮子(1)、下固定(4)分别连接在连接管(2)上，内部由连接管(2)连通，对外密封；电池(5)和数据处理和发射装置(6)安装在下固定(4) 中，避免了检测电信号与溶液接触，电池(5)和数据处理和发射装置(6)主要功能是向外部的接收装置发射压电陶瓷检测的信号；在下固定(4)的外部设有固定的外罩(3)，防止浮子(1)脱离下固定(4)，同时也便于装置与其它可移动本装置的物体连接，在保证装置的整体性的同时，控制装置的位置。

如图2所示，浮子(1)由上盖(11)、压电陶瓷(12)、上活塞(13)、油缸(15)、连接座(16)、受压活塞(17)及浮子外壳顺序安装构成，连接管(2)固接在上盖(11) 上，中空的连接管可以方便的将浮子(1)采集的信号传到数据处理和发射装置 (6)上，减轻浮子(1)的重量，同时便于平衡浮子(1)和下固定(4)的内部压力；受压活塞(17)在连接座(16)上滑动连接，上活塞(13)在油缸(15)滑动连接，液压油 (14)充满由上活塞(13)、油缸(15)构成的腔体中，由于受压活塞(17)的下端直径大于上端直径，因此形成了油缸增压连接，当外部压力使受压活塞(17)移动时，液压油(14)受挤压，通过增压，驱动上活塞(13)使压电陶瓷(12)产生较大电信号，这个增压可以提高浮子(1)中压电陶瓷的检测精度。

如图3所示，下固定(4)由连接活塞(41)、固定端盖(42)、下活塞(43)、压电陶瓷、下盖(44)及外壳顺序安装构成；连接管(2)固接在连接活塞(41)上；在连接活塞(41)、固定端盖(42)和下活塞(43)形成的腔体中充满液压油，由于连接活塞(41)下端直径大于上端直径，因此连接活塞(41)、固定端盖(42)、下活塞(43)形成了增压油缸连接，当浮子(1)的浮力使连接管(2)带动连接活塞(41) 上升时，液压油受挤压，通过增压，驱动下活塞(43)使压电陶瓷产生电信号，这个增压则提高了下固定(4)中压电陶瓷的检测精度。

如图1所示，由于氮气容易获得，且接近理想气体，为降低成本，同时便于修正因温度变化引起的装置内部压力变化，因此在由连接管(2)连通的浮子(1) 和下固定(4)的内部空间充满氮气，数据处理和发射装置(6)包含温度检测则是便于及时修正因为温度变化而引起的装置内部压力变化数据。如果温度变化不足以引起测量精度变化，也可以不充填氮气和安装温度检测装置，进一步简化结构。

由于检测溶液浓度是通过测量浮子的浮力来实现的，因此浮子(1)为能够浮在液体表面的密封体，为确保数据的一致性，所以下固定(4)为能够使整个装置沉没入溶液的密封体。当然，也可以通过外罩(3)上端设置绳索或连接螺钉，固结在其它移动物体上，达到改变装置在溶液中的位置的目的。考虑到连接活塞(41)上端露在溶液中会受到溶液压力，增加数据处理量，因此，将连接活塞(41)与受压活塞(17)滑动密封连接，简化数据处理过程。

虽然已经对本发明的优选实施例进行了详细的描述和说明，但是本发明并不局限于此。应当知道，本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神和原理的条件下进行多种修改和变化，而不脱离其由权利要求书所限定的本发明的保护范围。