一种沉浸式液位计的制作方法

本实用新型涉及液位测量设备领域，尤其涉及一种沉浸式液位计。

背景技术：

在物联网和工业控制领域，常常需要对实际液位进行检测，以实现对液位的监视与控制。常见的液位计的种类及其实现原理如下：

波形反射类：如超声波液位计、雷达液位计。检测的原理是通过使用传感器(超声波或雷达等)检测液面与传感器器件的距离，根据槽深换算出实际的液位。

流体静力学类：如压差式液位计、投入液位计。检测原理是通过使用压力敏感元件，检测出不同液位时水的压力，利用压强＝压力/面积,换算出实际的液位。

浮力原理类：如浮子液位计，浮筒液位计。浮子液位计检测原理是浮子的位置随液位的高低变化，当浮子在不同的位置时，浮子所在位置的磁簧开关闭合，引起串联电阻个数的变化，通过阻值的变化，间接反映实际液位的高低；浮筒液位计是利用不同的液位时，置入被测液体中的浮筒所受的浮力不同来检测液位的。

一般的工业环境下，常用的液位计已经能很好的实现液位监控的目的，但是在一些特定的使用场景，如在化工和电镀等领域，传统的液位计存在以下一个或多个缺点：

精度不高：如浮子式液位计，虽然能够适应不同的环境，但是测量精度为±10mm左右，同时输出的信号线性度不好，呈阶梯形。

稳定性不好：如波形反射类的超声波传感器，实际使用中，当检测加热槽的温度时，极不稳定。原因有两方面，一是水面在波动，二是液面有一层水蒸气。

环境适应性差：如投入式液位计，由于测压力的部分，为金属材质，在强酸，强碱或腐蚀性比较强的液体中是不能使用的。

技术实现要素：

实用新型为解决现有的液位计测量精度低、输出信号线性度不好的问题，所采用的技术方案是：一种沉浸式液位计，包括：稳流管、沉浸式浮筒、测量盒、底座、称重传感器和测量电路板，所述沉浸式浮筒设置于所述稳流管内，所述测量盒设置于所述稳流管上端，所述底座设置于所述测量盒内，所述称重传感器和所述测量电路板均设置于所述底座上，且所述沉浸式浮筒通过一连接绳连接所述称重传感器，所述测量盒和所述底座上均设有用于穿过连接绳的测量孔。

进一步改进为，所述测量孔直径为0.2mm-5mm。

进一步改进为，所述稳流管的上部设有连通所述稳流管内腔的排气孔。

进一步改进为，所述排气孔至少为一个。

进一步改进为，所述排气孔为两个，两个所述排气孔之间具有高度差。

进一步改进为，所述稳流管的下端设有固定孔。

进一步改进为，所述稳流管下端设有调整孔，所述调整孔的位置低于所述固定孔的位置。

进一步改进为，所述稳流管下端设有限位孔，所述限位孔的位置低于所述调整孔的位置。

进一步改进为，所述稳流管和所述沉浸式浮筒均采用非金属材质。

进一步改进为，所述稳流管下端设有进水孔。

实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的沉浸式液位计中，采用称重传感器直接测得浮筒受到浮力作用后重量的变化，进行进而测得液位，其不仅精度高，而且通过采用沉浸式的沉浸式浮筒测量原理，还避免了水面波动和液体蒸汽对测量结果的影响，具有测量稳定性高的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的沉浸式液位计结构示意图；

图2为本实用新型的沉浸式液位计爆炸结构示意图；

图3为本实用新型的沉浸式浮筒及稳流管剖视图；

图4为本实用新型的底座结构示意图；

图5为本实用新型的测量盒壳体结构示意图；

图6为本实用新型的稳流管结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明实用新型的基本结构，因此其仅显示与实用新型有关的构成。

在实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在实用新型中的具体含义。

如图1至图3所示，实用新型提供了一种沉浸式液位计，包括：稳流管1、沉浸式浮筒2、测量盒3、底座4、称重传感器5和测量电路板(图中未示)，所述沉浸式浮筒2设置于所述稳流管1内，所述稳流管1的顶端固定安装有安装板6，所述测量盒3为一密封盒体，该测量盒3通过螺栓或其它固定方式安装于所述稳流管1上端的安装板6上，所述底座4设置于所述测量盒3内，所述称重传感器5和所述测量电路板均设置于所述底座4上，且所述沉浸式浮筒2通过一连接绳8连接所述称重传感器5，如图4和图5所示，所述测量盒3和所述底座4上均设有用于穿过连接绳的测量孔7。称重传感器5与测量电路板相连接。其中，本液位计在使用过程中，沉浸式浮筒的重力始终大于其所受到的浮力。本技术方案中的测量盒3由壳体31和上盖32通过连接构成。

本液位计在使用时，稳流管置于被测液体中，而测量盒时始终保持在液面之上的。其中，沉浸式浮筒在使用过程中，其重力始终大于浮力，即连接绳是始终处于被拉伸状态，随着液位变化，连接绳上的应力会随之发生变化，进而，称重传感器上所受到的连接绳的拉力便会发生变化，称重传感器在受力发生变化时，其输出的信号数值会随着受力的变化而发生相应的线性的变化，同时，称重传感器的精度能够达到0.1g甚至更高。在一具体应用例中，当称重传感器的精度为0.1g，浮筒直径为32mm时，经计算，本液位计能够测出±0.125mm液位的变化。

本实用新型提供的沉浸式液位计中，采用称重传感器直接测量浮筒受到浮力作用后重量的变化，其不仅精度高，而且通过采用沉浸式的沉浸式浮筒测量原理，还避免了水面波动和液体蒸汽对测量结果的影响，具有测量稳定性高的优点。

进一步改进为，所述稳流管1的顶端密封，但同样开设有用于穿过连接绳的测量孔6。从而避免了稳流管内的水蒸气大量进入到测量盒内，对电路及称重传感器产生腐蚀。

进一步改进为，所述测量孔6直径为0.2mm-5mm。为了避免稳流管内的水蒸气通过测量孔大量进入到测量盒内，本技术方案中的测量孔通常以能够穿过连接绳为宜，不宜直径过大，在实际使用过程中根据连接绳直径不同，测量孔的直径通常在0.2mm-5mm之内。

如图6所示，进一步改进为，所述稳流管1的上部设有连通所述稳流管1内腔的排气孔11。为了使本液位计使用时，防止产生气穴而使测量不准，稳流管内的液体液位变化更加稳定，且与外界液位同步变化，本技术方案中，在稳流管的上部开设有排气孔，一般液位上升时通过该排气孔排气，液位下降时通过该排气孔吸入气体，用以确保稳流管内外的液体液位实时同步变化，始终保持一致。

进一步改进为，所述排气孔11至少为一个。具体地，为避免液位变化较为迅速时，单个进气孔排气较慢，造成稳流管内液位变化相对稳流管外的液位变化较为迟滞，造成液位计的实时测量结果不准确，本技术方案中将排气孔设置为两个，以避免上述问题的发生。

进一步改进为，所述两个所述排气孔11之间具有高度差。为了避免液位高于排气孔而导致无法向稳流管外排气，造成液位测量失准，本技术方案中的两个排气孔中，其中一个排气孔的开设位置靠近安装板，即稳流管的最顶端，而另一个排气孔的位置要低些。

本液位计在运输过程中，其受到震动、晃动等外力时，浮筒作用在连接绳上的拉力可能会大于称重传感器的量程，进而造成称重传感器的损坏，导致其测量结果不准确；同时，在运输过程中，浮筒晃动幅度多大会导致连接绳被拉断。为了避免这些问题的发生，本液位计的进一步改进为，所述稳流管1的下端设有固定孔12。在本液位计在运输过程中或不使用时，可取一螺栓固定在固定孔12上，将浮筒(沉浸式浮筒)2向上托起，使得连接绳保持放松状态，从而避免了上述问题的发生。

如图6所示，进一步改进为，所述稳流管1下端设有调整孔13，所述调整孔13的位置低于所述固定孔12的位置。根据所测液体的不同，以及浮筒的重量，本液位计在使用之初会根据所测液体密度、稳流管直径、浮筒重量等因素计算出所需连接绳的长度，称重传感器与浮筒通过调整好长度的连接绳连接在一起。但重新连接连接绳时，在不知道连接绳所需长度及没有任何参照物时，极易造成连接绳长度不符合初始长度，造成所测液位不准确。本技术方案为了解决这一问题，在测量目标液体液位时的初始连接绳长度下，浮筒被自然下垂时，浮筒底端对应位置处的稳流管上开设调整孔，当使用者需要重新连接连接绳时，只需在调整孔上通过螺栓将浮筒托住，而后便可很方便地将连接绳调整为初始长度，并将称重传感器与浮筒连接在一起。

如图6所示，进一步改进为，所述稳流管1下端设有限位孔14，所述限位孔14的位置低于所述调整孔13的位置。为了避免所测液体液位过低，浮筒作用在连接上的力大于称重传感器的量程，导致称重传感器损坏，本技术方案中，在液位计使用时，通过螺栓穿过限位孔，限制了浮筒能够下降的最低位置，以确保浮筒作用在连接绳上的作用力不会超过称重传感器的量程。

如图6所示，进一步改进为，所述稳流管1下端还设有一进水孔15。用以使的所测液体液位上升时，稳流管1内的进水更加顺畅。

进一步改进为，所述稳流管1和所述沉浸式浮筒2均采用非金属材质。在化工或电镀行业所用的液位计测量的液体通常为具有一定腐蚀性的液体，为了使得本液位计能够适用于包括腐蚀性液体在内的不同液体液位的测量，本技术方案中的稳流管和浮筒均采用了非金属材质。

本液位计中，稳流管1与测量盒3采用可拆卸的连接方式连接，这样，在运输过程中，可将稳流管与测量盒拆分开，以便于运输。

本液位计中，测量电路板安装在底座4上的安装槽41内，且为了表面其被腐蚀性气体腐蚀，测量电路板需用密封材料密封于安装槽内。同时，底座采用绝缘和耐腐蚀的材料，如电木板、pp等。

以上述依据实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。