液位检测系统的制作方法

1.本公开涉及一种液位检测系统，更具体地涉及一种用于在水质环境恶劣的情况下检测液位的液位检测系统。


背景技术：

2.汽车制造中在对车身等零件进行各种处理工艺后需要对车辆进行清洗，清洗用水通常储存在密封的容器中，并且随着清洗的进行需要对水位进行监测以及时补充清洗用水，避免因为水位过低导致无法清洗并最终导致整条产线生产效率降低。因此，需要一种能够及时、准确且耐用的液位检测装置。


技术实现要素：

3.本公开涉及一种液位检测系统，所述液位检测系统能够实现实时检测液位、准确检测液位、耐用且便宜中的至少一者。
4.一方面，本公开提供了一种液位检测系统，所述液位检测系统包括容器，所述容器容纳有待测量液位高度的液体；
5.其特征在于，所述液位检测系统包括定滑轮机构，所述定滑轮机构包括：
6.至少两个定滑轮；
7.漂浮件，所述漂浮件位于所述容器内；
8.第一配重，所述第一配重位于所述容器外；
9.定滑轮绳索，所述定滑轮绳索一端连接至所述漂浮件，然后横跨所述至少两个定滑轮延伸，另一端连接到所述第一配重。
10.通过定滑轮机构能够将水箱内的液位以机械方式等效转换到水箱外，如此不仅能够准确实时检测液位，而且便宜耐用。
11.根据本公开的一个或多个方面，所述第一配重包括操作中质量能够由使用者调节的变重件。
12.通过设置质量可调节的变重件，使用者能够根据现场实际情况对定滑轮机构的平衡进行方便地调节。
13.根据本公开的一个或多个方面，所述第一配重为其中容纳有水的另一容器。
14.通过将变重件设置成水，只需要添加或者排出水就能够容易地对第一配重的质量进行调节。
15.根据本公开的一个或多个方面，所述至少两个定滑轮中的第一定滑轮在竖直方向上的投影与所述容器的水平截面重合，并且所述至少两个定滑轮中的第二定滑轮在竖直方向上的投影布置在所述容器的水平截面之外。
16.通过对定滑轮的位置进行设置，使用两个定滑轮即能够实现容器内液位的输出，结构简单。
17.根据本公开的一个或多个方面，所述第一配重包括固定到其外表面的高度传感
器。
18.通过设置高度传感器，能够与定滑轮机构配合避免高度传感器设置在容器内，并且高度传感器可以直接以电子方式输出液位，更加直观。
19.根据本公开的一个或多个方面，所述容器内的液体为循环利用的工业清洁用水并且含有使得水质极差的大量杂质。
20.本公开尤其在水质极差的环境中更为有效，在此种环境下，容器内的传感器、观察窗、连通器等均无法有效起作用。
21.根据本公开的一个或多个方面，所述漂浮件的重力等于所述第一配重件的重力。
22.通过将漂浮件的重力设置成等于所述第一配重件的重力例如适用于只有一个定滑轮机构的情况，如此可以在此情况下有效地维持整个定滑轮机构的平衡。
23.根据本公开的一个或多个方面，所述液位检测系统还包括附加定滑轮机构，所述附加定滑轮机构包括：
24.至少两个附加定滑轮；
25.附加配重，所述附加配重位于容器外；
26.附加定滑轮绳索，所述附加定滑轮绳索的一端连接至所述附加配重，然后横跨所述至少两个附加定滑轮延伸，另一端部连接到所述第一配重。
27.通过设置附加定滑轮机构，能够使得容器内液位的输出更加直观，附加配重的高度与容器内的漂浮件的高度可以同步变化，而非沿相反方向变化，更符合使用者的习惯，方便观测。
28.根据本公开的一个或多个方面，所述定滑轮绳索和所述附加定滑轮绳索的连接到所述第一配重的区段均成竖直取向，并且所述附加配重和所述漂浮件的重力之和等于所述第一配重的重力。
29.通过将连接到所述第一配重的区段设置成竖直取向，可以以更加简单的方式对定滑轮机构的平衡进行设置。
30.根据本公开的一个或多个方面，所述定滑轮绳索和所述附加定滑轮绳索的连接到所述第一配重的区段均成倾斜取向，并且所述定滑轮绳索上的力的竖直分量与所述附加定滑轮绳索上的力的竖直分量之和等于所述第一配重的重力。
31.通过将连接到所述第一配重的区段设置成倾斜取向，可以为附加定滑轮机构的设置位置提供更多选择。
附图说明
32.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员来说将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
33.图1是根据本公开的液位检测系统的第一实施例的示意图；
34.图2是根据本公开的液位检测系统的第二实施例的示意图；
35.图3是根据本公开的液位检测系统的第三实施例的示意图；
36.图4是根据本公开的液位检测系统的第四实施例的示意图；
具体实施方式
37.以下将参照附图描述本公开，其中的附图示出了本公开的若干实施例。然而应当理解的是，本公开可以以多种不同的方式呈现出来，并不局限于下文描述的实施例；事实上，下文描述的实施例旨在使本公开的公开更为完整，并向本领域技术人员充分说明本公开的保护范围。还应当理解的是，本文公开的实施例能够以各种方式进行组合，从而提供更多额外的实施例。
38.应当理解的是，在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件。在附图中，为清楚起见，某些特征的尺寸可以进行变形。
39.应当理解的是，说明书中的用辞仅用于描述特定的实施例，并不旨在限定本公开。说明书使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)除非另外定义，均具有本领域技术人员通常理解的含义。为简明和/或清楚起见，公知的功能或结构可以不再详细说明。
40.说明书使用的单数形式“一”、“所述”和“该”除非清楚指明，均包含复数形式。说明书使用的用辞“包括”、“包含”和“含有”表示存在所声称的特征，但并不排斥存在一个或多个其它特征。说明书使用的用辞“和/或”包括相关列出项中的一个或多个的任意和全部组合。说明书使用的用辞“在x和y之间”和“在大约x和y之间”应当解释为包括x和y。本说明书使用的用辞“在大约x和y之间”的意思是“在大约x和大约y之间”，并且本说明书使用的用辞“从大约x至y”的意思是“从大约x至大约y”。“上游”和“下游”是相对于气体或者液体的流动方向进行描述的。此外，在附图中，管线交叉处为实心的表示交叉管线之间在交叉点处是连通的，管线交叉处为空白的表示交叉管线之间在交叉点处未连通。
41.当前对于液位检测来说，通常使用的方式为例如直接在水箱内直接安装液位传感器、或者例如通过连通器来显示液位等。但无论是安装在水箱内的液位传感器还是连通器均只适用于水质环境较好的情况，当水质环境很差时，液位传感器极易出现故障并且连通器也极易堵塞，使得液位检测功能失效。此外，液位传感器和连通器通常也只适用于检测水的液位，对于其他液体的液位由于液体的化学性质或者粘度等原因也可能导致液位传感器和连通器无法长时间准确检测液位。
42.汽车制造过程中的清洗用水即属于水质环境很差的情况。这是因为汽车制造过程中需要经常对进行各种处理后的汽车零部件进行清洗，而通常为了节约用水，清洗用水并非每次均单次使用，而是会循环使用，因此，清洗用水存储在密封容器或水箱中，并且清洗之后再次返回到水箱中，这就使得清洗后的水中会存在大量杂质，例如泥沙、防腐蚀蜡、油污、清洗剂残留等，并且随着水的循环次数的增加导致水质越来越差。而水只有在循环一定次数之后或者一定时间之后才会定期更换。清洗过程中需要时刻监测水位，在水位过低的情况下需要及时回流或者补充水以避免影响后续的清洗，也要避免水位过高的情况下不停注水对水箱产生不必要的压力。而由于水箱内水质较差，导致水箱内的液位传感器使用一段时间之后变会故障，连通器也由于泥沙、油污等会造成堵塞。同时如果在容器侧壁上直接开设玻璃观察窗也是不可行的，水质过差的情况下很快泥沙油污等会粘附到观察窗上使得无法继续进行观察。
43.本公开提出了一种液位检测系统，所述液位检测系统本质上通过机械方式将水箱内的液位等效转换到水箱外，由此对液位进行直接观测或者进行检测，由此避开了水箱内的恶劣环境。更具体地，本公开通过定滑轮系统将水箱内的液位等效转换到水箱外，不仅避
开了水箱内的恶劣环境，而且通过机械的方式能够实时且直观准确地直接将液位展示或者输出给使用者。相对于水箱内的液位传感器等，滑轮系统更加耐用且更加准确。因此，根据本公开的液位检测系统能够实现实时检测液位、准确检测液位、耐用且便宜中的至少一者，并且优选地能够实现上述所有目的。此外，虽然本公开中的液位检测系统针对水箱内的水位进行描述，但应当理解，在符合本领域基本常识的前提下，液位检测系统可以用于检测其他各种液体的液位并且在一定程度上相较于传统检测方法不受液体的种类、性质等的影响。
44.[第一实施例]
[0045]
参照图1，图1是根据本公开的液位检测系统1000的第一实施例的示意图。如图1所示，液位检测系统1000包括容器1，容器1内储存有清洗用液体。本实施例中，清洗用液体为工业用水，应当理解，容器1中可以存储有其他种类的液体。容器1包括进水口14和出水口15。所述出水口15可以连接到喷枪或喷头等以对汽车的相应部件进行清洗。清洗后的水被收集之后经由进水口14再次返回到容器1中循环利用。如此可以节约大量水资源，但如上所详细阐述地也导致容器1内的水质越来越差，不适用于传统的水位检测方式。所述容器1包括上壳体11和下壳体12，上壳体11可拆卸地连接到下壳体12。容器1还包括救生装置13，汽车制造车间内容器1的体积很大，在对工业用水循环使用一定时间后需要对容器进行清洁，所述救生装置13防止清洁人员进行清洁时可能产生的危险。救生装置13例如为救生圈。
[0046]
如图1所示，液位检测系统1000包括液位检测机构2。所述液位检测机构2包括定滑轮机构。所述定滑轮机构包括漂浮件20、第一配重21、滑轮绳索22以及至少两个定滑轮240、241。漂浮件20设置在容器内并且其质量和体积设置成能够在不受外力的情况下漂浮在容器1内的液面上。第一配重21设置在容器外部，并且通过滑轮绳索22连接到漂浮件20。滑轮绳索22如图1所示横跨定滑轮240、241连接在漂浮件20和第一配重21之间。滑轮绳索22由柔性但不可伸缩的材料制成，使得滑轮绳索各处的受力相同。所述第一配重21的重力设置成与漂浮件20相同。如此，在不受外力且初始状态静止的情况下，包括漂浮件20、第一配重21、滑轮绳索22以及定滑轮240、241的定滑轮机构将保持静止的稳定状态。当将定滑轮机构设置在液体检测系统1000中时，定滑轮机构将最终保持在如图1所示的状态，也即滑轮绳索22张紧并且漂浮件20漂浮在在容器1内液体表面上的状态。此时随着容器内液位的升降漂浮件20将伴随着升降，并且经由滑轮绳索22与漂浮件20相连的第一配重21将随之沿相反方向升降。如此，通过观察位于容器1外部的第一配重21的高度即可以直接得知容器1内的液位。液位检测系统1000还可以包括位于容器1外的刻度23。刻度23可以用于与第一配重21相配合对液位进行指示。图1的实施例中，由于漂浮件20与第一配重21的升降以及高度是相反的，也即漂浮件20处于高位时第一配重21处于低位，漂浮件20处于低位时第一配重21处于高位，因此，刻度23的高液位标度在下方，而低液位标度在上方。
[0047]
随后将针对液位检测机构2保持在如图1所示的状态的原理进行解释。应注意，针对定滑轮，定滑轮的中心轴固定不动，定滑轮的功能是改变力的方向，但并不改变力的大小，绳索两端的拉力相等。关于定滑轮的结构以及相应的原理属于本领域公知常识，在此不再对此进行详细阐述。
[0048]
为了使得液位检测机构2能够起作用，漂浮件20的初始状态需要设置成不高于液面，即需要与液面接触，例如如果漂浮件20过高可以通过提升第一配重21来降低漂浮件20
的高度。如果漂浮件20位于液面下方，则此时漂浮件20受到来自下方的浮力、自身的重力以及来自上方的滑轮绳索22的拉力，由于漂浮件20和第一配重21的重力相同并且滑轮绳索各处的拉力相同，因此，来自上方的滑轮绳索22的拉力等于漂浮件20自身的重力，此时漂浮件20处于不平衡状态并且将由于浮力而向上升直至恰好刚刚离开液面也即浮力为0的状态停止。因此，此时处于平衡状态的漂浮件20可以准确地表示液面的高度。
[0049]
单个定滑轮机构的滑轮绳索包括一个水平区段和两个竖直区段，竖直区段分别连接两个重物，例如漂浮件20和第一配重21，水平区段横跨两个定滑轮。连接两个重物的竖直区段由于受到重力作用沿竖直方向下垂。本实施例中通过设置至少两个定滑轮240、241并且两个定滑轮沿水平方向错开，即将定滑轮240设置在容器1上方，并且将定滑轮241设置在容器1外侧(更具体地定滑轮240在竖直方向上的投影与容器的水平截面重合，并且定滑轮241在竖直方向上的投影布置在容器的水平截面之外)，使得能够将位于容器1内的漂浮件20的高度转换到位于容器1外的第一配重21的高度。并且由于第一配重21与漂浮件20沿相反方向升降，可以经由刻度23通过第一配重21的位置将容器1内的液位实时准确地读取出来。
[0050]
通过如上解释可以看出，本实施例中漂浮件20能够实时且准确地将液位输出，并且由于读数的进行是在容器1外进行的，因此不受容器1内部环境的影响。
[0051]
图1中两个定滑轮240、241设置成竖直高度一致，应当理解，根据定滑轮的相关原理，两个定滑轮240、241的高度可以设置成不一致，依然不影响整个液位检测系统的正常使用。
[0052]
[第二实施例]
[0053]
将参照图2描述第二实施例。在本实施例中，除了第一配重21之外，其他构造和操作类似于上述第一实施例中的构造和操作，并且因此，类似的组成元件由相同的附图标记或符号表示，并且将从图示和描述中省略或者将简要地描述。在下文中，将主要描述与第一实施例不同的点。
[0054]
如图2所示，第二实施例中，第一配重21包括定重件210和变重件211。操作中，定重件210的质量固定不可变，变重件211的质量可以由使用者根据需求进行改变。例如，定重件210可以为中空容器，变重件211可以为容纳在容器内的液体，使用者可以通过添加或者排出液体来改变变重件211的质量。设置变重件211的优点在于使用者操作中可以根据需求改变第一配重21的质量。实际操作中由于滑轮绳索的摩擦阻力、液体粘度等影响，无法达到理论中的完美情况，因此实际平衡状态下第一配重21和漂浮件20的重力并非完全相同，因此，可以微调第一配重21的重力来达到实际平衡状态。此外，实际使用中随着时间的变长由于滑轮绳索的磨损以及漂浮件20上粘附的污渍变多，也可能导致液位检测机构2不能维持初始的平衡状态，此时可以对第一配重21进行微调。应当理解，也可以直接省略定重件210，第一配重21设置成整体质量可变。变重件211设置成液体的优点在于可以更加方便快捷地调节质量。
[0055]
[第三实施例]
[0056]
将参照图3描述第三实施例。在本实施例中，除了液位检测机构2之外，其他构造和操作类似于上述第一实施例中的构造和操作，并且因此，类似的组成元件由相同的附图标记或符号表示，并且将从图示和描述中省略或者将简要地描述。在下文中，将主要描述与第
一实施例不同的点。
[0057]
图3的第三实施例中与图1的第一实施例的主要不同在于图1中刻度23的高液位标度在下方，而低液位标度在上方。图3中刻度23的低液位标度在下方，而高液位标度在上方，也即与正常读取习惯相同，更加方便使用者进行观测和读取。
[0058]
为了实现相对于图1的第一实施例中的刻度23的反转，相对于图1中的一组定滑轮机构(包括两个定滑轮和一个滑轮绳索)，图3中的第三实施例还包括附加的定滑轮机构。附加的定滑轮机构与定滑轮机构串联。
[0059]
具体地，附加定滑轮机构包括附加定滑轮242、243、附加定滑轮绳索221以及附加配重25。定滑轮绳索220横跨定滑轮240、241连接在漂浮件20和第一配重21之间，附加定滑轮绳索221横跨附加定滑轮242、243连接在第一配重21和附加配重25之间。本实施例中，漂浮件20的重力设置成等于附加配重25的重力，并且第一配重21的重力设置成等于漂浮件20重力的两倍，也即漂浮件20的重力加上配重25的重力。图3中定滑轮绳索220和附加定滑轮绳索221的竖直区段均成竖直取向，具体地，定滑轮绳索220和附加定滑轮绳索221的连接到第一配重21的竖直区段均成竖直取向。如此设置，图3的第三实施例中的液位检测系统2也能够如图1中的液位检测系统一样进行液位检测，并且通过增加附加定滑轮机构，不仅能够将刻度23反转，而且能够更加灵活地对附加配重25的距离等进行调整，例如根据工厂环境等调整以更加方便使用者进行读数。
[0060]
此外，定滑轮绳索220和附加定滑轮绳索221的长度优选地设置成相同，如此附加配重25的高度能够直接等同于漂浮件20的高度。应当理解，定滑轮绳索220和附加定滑轮绳索221的长度也可以设置成不同，通过简单的换算和对刻度的调整也能实现相同的目的。
[0061]
此外，定滑轮绳索220和附加定滑轮绳索221的连接到第一配重21的竖直区段优选地设置成竖直取向，在竖直取向下，竖直区段仅具有沿竖直方向的力，并且因此不需要考虑水平方向上的分力在第一配重21上的平衡。但应当理解，定滑轮绳索220和附加定滑轮绳索221的连接到第一配重21的竖直区段也可以设置成相对于竖直方向成倾斜取向，但应当注意，此时第一配重21、附加配重25以及漂浮件20的重力关系需要进行调整，因为定滑轮绳索220上的力等于漂浮件20的重力，而附加定滑轮绳索221上的力等于附加配重25上的力，但由于连接到第一配重21的竖直区段成倾斜取向，定滑轮绳索220上的力的水平分力等于附加定滑轮绳索221上的力的水平分力，并且为了维持整个液位检测系统在不受外力状态下的平衡，定滑轮绳索220上的力的竖直分力与附加定滑轮绳索221上的力的竖直分力之和需要等于第一配重21。
[0062]
[第四实施例]
[0063]
将参照图4描述第四实施例。在本实施例中，除了刻度23之外，其他构造和操作类似于上述第一实施例中的构造和操作，并且因此，类似的组成元件由相同的附图标记或符号表示，并且将从图示和描述中省略或者将简要地描述。在下文中，将主要描述与第一实施例不同的点。
[0064]
图4中，刻度23设置成电子刻度，并且第一配重21的外表面上设置有高度传感器26。所述高度传感器26可以用于检测第一配重21的高度并经过简单的换算输出到电子刻度23。由此，刻度23的低液位标度在下方，而高液位标度在上方，也即与正常读取习惯相同，更加方便使用者进行观测和读取。并且由于高度传感器26位于容器1外，也避免了容器1内的
恶劣环境对于高度传感器26的影响。
[0065]
根据以上描述可知，本公开提供了一种液位检测系统，其能够准确实时地检测恶劣环境下的液位。上述虽然描述了多个实施例，但应当理解，多个实施例的技术方案可以根据需要相互组合，例如，图1的第二实施例中的变重件可以应用于第一实施例、第三实施例和第四实施例。
[0066]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。