超声波液位计保护装置和超声波液位测量设备的制作方法

1.本实用新型涉及超声波测量的技术领域，具体而言，涉及一种超声波液位计保护装置和超声波液位测量设备。


背景技术：

2.超声波液位计是由微处理器控制的数字液位仪表。在测量中超声波脉冲由传感器(超声波换能器)发出，声波经液体表面反射后，被同一传感器或超声波接收器接收，通过电晶体或磁致伸缩器件转换成电信号，并由声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测液体表面的距离。
3.在我国的东北或内蒙古的高寒地区，不但在冬季，气温极低值经常在零下十几摄氏度甚至零下二十多摄氏度，而且，冬季漫长，全年低温天候多。这种情况下，水蒸气蒸发后，如果在室外很容易在裸露的设备上结霜或结冰，即使在室内，也很容易凝结。
4.当上述的超声波液位计被应用于这样的环境中，测量室内外水池、水箱中的液位时，经常出现测量值波动严重或者测量的数值长期不变的现象。究其原因，当探头表面凝结水滴或者结霜时，声波在其表面和探头之间能形成多次反射传播。当这种多次回波在超声波液位计的有效测量范围内时。就会被探头的接收器接收，从而得到错误的测量值。而且超声波液位计的使用环境温度一般要求
‑
10℃—60℃，在室外的极寒环境中，可能导致超声波液位计的电子测量元件故障，从而使其不能正常工作。超声波液位计测量不准确时，可能影响设备的正常运行，甚至严重威胁设备和人身安全。


技术实现要素：

5.本实用新型的第一个目的在于提供一种超声波液位计保护装置，以解决超声波液位计在高寒地区使用容易发生故障的技术问题。
6.本实用新型提供的超声波液位计保护装置，用于超声波液位计，所述超声波液位计包括探头，所述超声波液位计保护装置包括加热组件和风扇组件，所述加热组件用于设置在所述探头的外周面的外侧且对所述探头的外周面加热，所述风扇组件的出风口朝向所述探头安装。
7.本实用新型的超声波液位计保护装置带来的有益效果是：
8.通过设置加热组件于探头的外周面的外侧，可以提高探头表面的温度，从而避免超声波液位计用在室外时，空气中的水蒸气在探头的表面凝结成水滴或结霜、结冰，从而使得探头所发出的超声波可以在遇到真正的液面后再反射回接收器，从而可以得到正确的测量值。而且，采用风扇组件，可以吹走探头附近的潮湿空气，以降低探头附近的水蒸气浓度，极大地减少了水蒸气凝结在探头表面成为水滴的可能性，也可以提高超声波液位计在高寒地区使用的可靠性。
9.进一步优选的技术方案中，还包括箱体，所述箱体的侧面设置有进气口和出气口，所述进气口和所述出气口分别位于所述箱体的相对的两侧面，所述风扇组件安装在所述箱
体的内侧，且所述风扇组件的进风口与所述进气口对应。
10.进一步优选的技术方案中，所述箱体的进气口和出气口均为活动插口，所述活动插口用于可拆卸地连接镂空插板或充填有保温材料的密封插板。
11.进一步优选的技术方案中，所述箱体上设置有第一连接法兰，所述第一连接法兰上设有阳螺纹连接件，所述阳螺纹连接件用于与所述超声波液位计的第二连接法兰连接。
12.进一步优选的技术方案中，所述加热组件包括陶瓷加热套，所述陶瓷加热套与所述探头同轴设置，且设置在所述探头的外周面的外侧。
13.进一步优选的技术方案中，还包括转换开关，所述转换开关与所述加热组件和所述风扇组件电连接，所述转换开关用于切换所述加热组件和所述风扇组件的通电状态。
14.进一步优选的技术方案中，还包括温控开关，所述温控开关与所述加热组件电连接。
15.进一步优选的技术方案中，还包括继电器，所述继电器包括加热继电器和风扇继电器，所述加热继电器与所述加热组件和所述转换开关电连接，所述风扇继电器与所述风扇组件和所述转换开关电连接。
16.本实用新型的第二个目的在于提供一种超声波液位测量设备，以解决超声波液位计在高寒地区使用容易发生故障的技术问题。
17.本实用新型提供的超声波液位测量设备，包括超声波液位计和上述任一项所述的超声波液位计保护装置。
18.本实用新型的超声波液位测量设备带来的有益效果是：
19.由于本实用新型包括了上述任一项所述的超声波液位计保护装置，因此具有了上述任一项的超声波液位计保护装置的相应技术效果，在此不再赘述。
20.进一步优选的技术方案中，所述超声波液位计包括探头，所述加热组件设置在所述探头的外周面的外侧，所述风扇组件朝向所述探头。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例一提供的超声波液位计保护装置的剖视结构示意图；
23.图2为实施例一的超声波液位计保护装置的外观示意图；
24.图3为实施例一的电路示意图；
25.图4为本实用新型实施例二提供的超声波液位测量设备的剖视结构示意图；
26.图5为实施例二的超声波液位测量设备的外观示意图。
27.附图标记说明：
28.100
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加热组件；200
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风扇组件；300
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箱体；310
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进气口；320
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出气口；330
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镂空插板；340
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第一连接法兰；350
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阳螺纹连接件；410
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转换开关；420
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断路器；430
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加热继电器；440
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风扇继电器；450
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温控开关；460
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加热指示灯；470
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风扇指示灯；500
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超声波液位计；510
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探头；520
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第二连接法兰。
具体实施方式
29.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。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。
30.实施例一：
31.如图1
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图3所示，本实施例提供的超声波液位计保护装置，用于超声波液位计500，超声波液位计500包括探头510，超声波液位计保护装置包括加热组件100和风扇组件200，加热组件100用于设置在探头510的外周面的外侧且对探头510的外周面加热，风扇组件200的出风口朝向探头510安装。
32.通过设置加热组件100于探头510的外周面的外侧，可以提高探头510表面的温度，从而避免超声波液位计500用在室外时，空气中的水蒸气在探头510的表面凝结成水滴或结霜、结冰，从而使得探头510所发出的超声波可以在遇到真正的液面后再反射回接收器，从而可以得到正确的测量值。而且，采用风扇组件200，可以吹走探头510附近的潮湿空气，以降低探头510附近的水蒸气浓度，极大地减少了水蒸气凝结在探头510表面成为水滴的可能性。
33.具体地，本实施例中的风扇组件200的功率为25w，即使风扇组件200一直保持运行状态，其耗电量也仅为每小时0.025千瓦时，耗能较小。
34.进一步优选的，还包括箱体300，箱体300的侧面设置有进气口310和出气口320，进气口310和出气口320分别位于箱体300的相对的两侧面，风扇组件200安装在箱体300的内侧，且风扇组件200的进风口与进气口310对应。具体地，本实施例中，箱体300可以为立方体形，立方体的一个侧面设置进气口310，与该侧面的相对的侧面设置出气口320。
35.通过在箱体300的相对的两个侧面设置进气口310和出气口320，并使得风扇组件200位于其中进气口310内，有利于实现对流，可以利用风扇组件200的吹风，带动箱体300内的空气流动，从而使得探头510周围的湿度较大的空气可以被排出。
36.进一步优选的，箱体300的进气口310和出气口320均为活动插口，活动插口用于可拆卸地连接镂空插板330或充填有保温材料的密封插板。
37.通过将进气口310和出气口320均设置为活动插口，可以选择性的安装镂空插板330或密封插板。当超声波液位计500需要在室外环境工作，利用加热组件100工作，防止探头510表面结霜结冰时，可以将密封插板安装在进气口310和出气口320中，以防止空气从箱体300的侧面流进或流出箱体300内的空间。当超声波液位计500需要在室外环境工作，利用风扇组件200吹走潮湿空气时，可以将镂空插板330插在活动插口中，使得空气可以正常地从箱体300的侧面流进或流出箱体300内的空间，以保证探头510附近的良好通风条件。
38.具体地，在本实施例中，可以先按照风扇的大小设计在箱体300上的开口尺寸，用角磨机在箱体300的表面进行切割，然后在开口的四个边或四个角处用电钻开孔，用于安装固定插板用的螺丝，最后将插板和风扇安装固定好。
39.进一步优选的，箱体300上设置有第一连接法兰340，第一连接法兰340上设有阳螺纹连接件350，阳螺纹连接件350用于与超声波液位计500的第二连接法兰520连接。
40.通过设置阳螺纹连接件350，可以使得第一连接法兰340与第二连接法兰520进行固定，进而，使得箱体300与超声波液位计500进行固定，从而以保证箱体300安装牢固。
41.具体地，本实施例中，阳螺纹连接件350可以为螺丝或螺栓，具体选用螺丝或螺栓可以根据安装条件来做相应的选择。
42.进一步优选的，加热组件100包括陶瓷加热套，陶瓷加热套与探头510同轴设置，且设置在探头510的外周面的外侧。
43.采用陶瓷加热套来完成加热功能，安装简单，可以直接破坏结霜条件，并且，可以保证超声波液位计500上的电子元件的工作温度，避免这些电子元件因为温度过低而失效。
44.具体地，陶瓷加热套，为呈筒形的陶瓷加热器，其可以套装在探头510的外侧，其底部位于箱体300的底部，箱体300的底部开设通孔，以供探头510来探测液位高度。由于陶瓷加热套为中空结构，不会影响探头510收发超声波。而且，陶瓷加热套可以采用220v的电源，方便直接取用现场的电源。另外，陶瓷加热套的圆筒结构，加热面积大，加热效果好。而且，陶瓷散热器，在实现相同的加热效果时，体积小、轻便，不会显著地增加超声波液位计保护装置的重量，便于安装拆卸。
45.具体地，本实施例中，可以选择陶瓷加热套的恒定功率为60w，如果连续不停的运转，每小时耗电量为0.06千瓦时，也就是0.06度电，耗电量较低。如果配合温控开关450，使得陶瓷加热套变成间歇工作，总耗电量将会更低。
46.进一步优选的，还包括转换开关410，转换开关410与加热组件100和风扇组件200电连接，转换开关410用于切换加热组件100和风扇组件200的通电状态。
47.采用转换开关410，可以将加热组件100和风扇组件200均设置在箱体300内，当需要在室外对超声波液位计500进行保护时，可以启动加热组件100，当需要在室内对超声波液位计500进行保护时，可以启动风扇组件200。从而实现了相同的产品，针对不同的场合需要使用相应的功能时，分别启动相应的功能，以保证装置的最佳使用效果。有利于实现产品的标准化，减少备品备件的数量，提高保障的便捷程度。
48.具体地，本实施例中的转换开关410，可以实现“0”、“1”、“2”三档的切换，“0”档为全不通的档位，对应装置停止运行；“1”档可以为加热组件100通电、风扇组件200断电的档位；“2”档可以为风扇组件200通电、加热组件100断电的档位。
49.进一步优选的，还包括温控开关450，温控开关450与加热组件100电连接。
50.通过设置温控开关450，可以利用温控开关450的根据环境温度自动进行投切的功能，在温度低于设定温度时再启动加热组件100，使得加热组件100由连续工作变成间断工作，有利于延长诸如陶瓷加热套的加热组件100的使用寿命，而且也可以在避免超声波液位计500温度过高——高于60℃，另外，还可以减少电能的消耗，节省使用成本。
51.具体地，本实施例中，温控开关450采用普雷jwt6011系列温控开关450，jwt6011r温控器，该温控器为常闭温控器。当温度超过设定数值时断开电路。将jwt6011r温控器设置为20℃，即可实现当环境温度小于20℃时，加热继电器430通电，加热组件100回路闭合，加热组件100通电进行加热；当环境温度高于20℃时，加热继电器430断电，加热组件100回路断开,加热组件100断电不进行加热。这种设计有利于正常运行时节约电耗。
52.另外，本实施例中的温控开关450，在其四角设有螺丝孔，便于利用螺丝将温控开关450进行安装。
53.进一步优选的，还包括继电器，继电器包括加热继电器430和风扇继电器440，加热继电器430与加热组件100和转换开关410电连接，风扇继电器440与风扇组件200和转换开
关410电连接。
54.采用继电器，可以隔绝控制回路和工作回路，保证装置的安全运行。而且，继电器带有接线底座，方便安装、接线。
55.另外，在转换开关410的上口，还设置断路器420，断路器420的设计可以保证装置的安全，当线路故障甚至短路时，可以及时切断电源；同时为检修时需要断电的情形提供方便。
56.此外，还与风扇组件200并联设置风扇指示灯470，与加热组件100并联设置加热指示灯460，可以指示相应的组件是否处于通电状态。
57.其中，需要说明的是，包括转换开关410、各个指示灯、断路器420、继电器、温控开关450在内的上述电子元件，均位于控制箱内，控制箱位于箱体300的正前方，便于检修维护人员观察和检修。
58.需要说明的是，图3仅示出了超声波液位计保护装置的部分控制电路，可以理解的是，在实际使用中，电路中还设置有电源，由于该设置并非本实用新型的改进，因此不再附图赘述。
59.另外按照以某发电厂平均每月产生10条因结霜导致超声波液位计500故障的缺陷计算，每次处理需工作班成员2人，每次处理取平均2小时计算，那么每月处理类似缺陷就需要40工时。使用了本实施例的超声波液位计保护装置，就可以每月减少40工时左右的检修量。
60.综上所述，采用上述的超声波液位计保护装置，可以有效的解决水汽凝结和结霜导致超声波液位计500测量故障的问题，由此杜绝了部分由于液位测量不准确导致的设备误启误停、设备故障甚至威胁人身安全的问题。该装置由此方面创造的经济效益是巨大的。
61.实施例二：
62.如图4和图5所示，本实施例提供的超声波液位测量设备，包括超声波液位计500和上述任一项的超声波液位计保护装置。
63.由于本实施例包括了上述任一项的超声波液位计保护装置，因此具有了上述任一项的超声波液位计保护装置的相应技术效果，在此不再赘述。
64.进一步优选的，超声波液位计500包括探头510，加热组件100设置在探头510的外周面的外侧，风扇组件200朝向探头510。
65.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
66.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.上述实施例中，诸如“上”、“下”等方位的描述，均基于附图所示。
68.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。例如：
69.变例：实施例一中，是选用陶瓷加热套作为加热组件，设置于探头的外周面的外侧，实际上，还可以选用红外加热器的方式来对探头进行加热，相应的，用于通知陶瓷加热套的控制元件也可以用于红外加热器上。但是需要说明的是，这种加热方式，同样，也是长时间接触水汽有损坏的风险，而且其耗电量要比采用陶瓷加热套的方案更大，所以该方案不如实施例一所用的陶瓷加热套的方案更优。
70.因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。