一种基于超声波的分体式液位测量装置的制作方法

1.本发明涉及超声波测距、数字信号传输技术等领域，具体地说，是一种基于超声波的分体式液位测量装置。


背景技术：

2.超声波拥有在遇到障碍物会产生信号反射的特性，其非接触的测距，避障方式在石油、化工、污水处理，车辆方面被广泛应用，但传统超声波液位计安置在液体外部，容易受外部干扰，且体积相对较大，不便于在空间较小的环境下安装，大体积传感器集成安装难以拆卸，用户对盛放液体的容器，不便操作。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于设计一种基于超声波的分体式液位测量装置，具有内置化、体积更小、测距精准的特性，可分体式拆卸安装。
4.本发明通过下述技术方案实现：一种基于超声波的分体式液位测量装置，包括呈分体状态设置且通过无线信号传输方式连接的液位测试从机和液位测试主机，所述液位测试从机布设在待测液体内，在液位测试从机上安装有超声波换能器，液位测试主机采用感应供电的方式为液位测试从机供电。
5.进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述液位测试从机上设置有信号放大电路、整流电路、单片机b、无线接收线圈和通讯发送模块，信号放大电路信号连接超声波换能器和单片机b，无线接收线圈连接整流电路，整流电路连接单片机b，单片机b连接通讯发送模块。
6.进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述通讯发送模块采用红外发射器。
7.进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述液位测试主机设置有单片机a、通讯接收模块、无线供电发射电路及无线发射线圈，所述单片机a和无线供电发射电路通过连接外部电源供电，无线供电发射电路连接无线发射线圈，无线发射线圈无线供电连接液位测试从机，通讯接收模块无线信号连接液位测试从机，通讯接收模块信号连接单片机a。
8.进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述通讯接收模块采用红外接收器。
9.进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述液位测试从机布设在待测液体的底部。
10.本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：本发明摆脱以往集成化、固定化的安装模式，摆脱电线连接的束缚，给人更便捷方便、灵活的使用方式。
11.针对传统超声波液位计安置在液体外部，且集成安装，难以拆卸，用户对盛放液体
的容器，不便操作，设计本款分体式液位测量装置，不再通过电线传输电能，具有很强的可拆卸性，且体积更加小，装配便捷，排除外部干扰，测距更加准确。
附图说明
12.图1为本发明的应用结构示意图。
13.图2为本发明所述液位测试主机和液位测试从机通信结构示意图。
14.图3为本发明的电路原理框图。
15.其中，1-可移动式水箱、2-液位测试从机、3-液位测试主机、4-基台、5-超声波换能器、6-无线接收线圈、7-无线发射线圈、8-通讯发送模块、9-通讯接收模块。
具体实施方式
16.下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
17.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
18.在本发明的描述中，需要理解的是，术语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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
19.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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
20.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“布设”、“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，或成一体，具体通过什么手段不限于螺接、过盈配合、铆接、螺纹辅助连接等各种常规机械连接方式。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本发明中的具体含义。
21.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
22.实施例1：如图1~图3所示，一种基于超声波的分体式液位测量装置，具有内置化、体积更小、
测距精准的特性，可分体式拆卸安装，包括呈分体状态设置且通过无线信号传输方式连接的液位测试从机2和液位测试主机3，所述液位测试从机2布设在待测液体内，在液位测试从机2上安装有超声波换能器5，液位测试主机3采用感应供电的方式为液位测试从机2供电。
23.作为优选的设置方案，该分体式液位测量装置设置有处于分体状态的液位测试从机2和液位测试主机3，在液位测试从机2侧安装有有超声波换能器5，液位测试主机3采用感应供电的方式为液位测试从机2供电。
24.在应用时，将液位测试从机2和超声波换能器5布设在待测液位内，如图1所示，假如对一可移动式水箱1内的液体进行液位测量，该可移动式水箱1固定在一基台4上，超声波换能器5选用高频超声波特性、且为扁平式的封装结构。传统超声波换能器，由于适用环境在空气等干扰较多的环境中，谐振频率较低且由于技术生产原因，余震时间长，导致在余震时间无法观察超声波回波从而导致盲区增大，而采用高频超声波换能器，其拥有余震小，测距盲区也会相对更短，而且高频超声波在液体中能够良好的传导，从而超声波信号在液体中的衰减相对变小，超声波换能器接收的回波强度与精确度更高。
25.工作时，液位测试主机3通过感应供电的方式为液位测试从机2供电，液位测试从机2进一步的为超声波换能器5供电，超声波换能器5供电工作后将测试的数据传输给液位测试从机2，液位测试从机2进一步的将数据无线传输给液位测试主机3，使得液位测试主机3侧的工作人员能够知晓所测液位的具体测试数据（比如液位深度）。
26.实施例2：本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1~图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述液位测试从机2上设置有信号放大电路、整流电路、单片机b、无线接收线圈6和通讯发送模块8，信号放大电路信号连接超声波换能器5和单片机b，无线接收线圈6连接整流电路，整流电路连接单片机b，单片机b连接通讯发送模块8。
27.作为优选的设置方案，液位测试从机2从本质上来说是一块安装于待测液体内部（可移动式水箱1底部）的，连接超声波换能器5的电路板，设有信号放大电路、整流电路、单片机b、无线接收线圈6和通讯发送模块8，由于分体式的设计结构，无法直接对液位测试从机2供电，所以利用电磁感应现象，采用无线供电的方式进行分体式供电，这样更能够使液位测试主、从机摆脱线束连接的束缚，也避免了液体因各种原因泄露导致的漏电、短路等事故的发生，保证整体使用的安全性与便捷性。无线接收线圈6是电磁感应必要组成，无线接收线圈6匝数是电磁转换效率的重要参数；整流电路将电磁感应产生的交流电转化为可供单片机b与信号放大电路、通讯发送模块8使用的直流电；单片机b用于产生使超声波换能器5发生谐振的电信号，亦接收信号放大电路的返回信号，并进行数据处理，通过通讯发送模块8与液位测试主机3通讯实现分体式测量效果；信号放大电路用于消除信号传输过程中的杂波干扰，并对回波信号进行放大到可供单片机b检测的范围内；通讯发送模块8用于发送液位测量信息给与液位测试主机3。
28.实施例3：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1~图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述通讯发送模块8采用红外发射器。
29.实施例4：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1~图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述液位测试主机3设置有单片机a、通讯接收模块9、无线供电发射电路及无线发射线圈7，所述单片机a和无线供电发射电路通过连接外部电源供电，无线供电发射电路连接无线发射线圈7，无线发射线圈7无线供电连接液位测试从机2，通讯接收模块9无线信号连接液位测试从机2，通讯接收模块9信号连接单片机a。
30.作为优选的设置方案，液位测试主机3是安装在用户侧的装置，其由无线供电发射电路、单片机a、通讯接收模块9、无线发射线圈7构成。无线供电发射电路发射一定频率、幅度的谐振信号给无线发射线圈7，从而产生磁场，为液位测试从机2的无线接收线圈6提供磁场环境；通讯接收模块9将液位测试从机2中的通讯发送模块8的信号转化为能够被液位测试主机3单片机a识别的信号；单片机a将接收的信号进行解析，并通过预先设置好的通讯协议与客户端通讯，发送液位数据。
31.实施例5：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1~图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述通讯接收模块采用红外接收器。
32.实施例6：本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，与前述技术方案相同之处在此不再赘述，如图1~图3所示，进一步的为更好地实现本发明所述的一种基于超声波的分体式液位测量装置，特别采用下述设置方式：所述液位测试从机2布设在待测液体的底部。
33.在现有基台4和可移动式水箱1的结构上，可移动式水箱1随时都可能被移动与用于固定的基台4分离开，为测量液位，超声波传感器固定在水箱底部，无法通过导线的方式与基台系统连接，超声波传感器无法得到电源且无法与基台系统通信；传统方法是通过金属触点的方式连接超声波传感器和基台，但金属触点容易被磨损，容易被腐蚀，可移动式水箱1底部不能完全处于干燥状态，无法避免金属触点漏洞等问题。
34.本发明解决可移动式水箱1液位检测的现实问题，提出了一套安全有效的完整方案：液位测试从机2安装在可移动式水箱1底部，通过基台4上安装的无线发射线圈7把能量传递到无线接收线圈6，无线接收线圈6得到的电压通过整流电路得到超声波换能器5所需要的电压。超声波换能器5测量可移动式水箱1中水位后，通过通讯发送模块（红外发射器）8将信息传递至通讯接收模块（红外接收器）9，从而完成了超声波换能器5和固定在基台1上的液位测试主机3通信。
35.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均在本发明的保护范围之内。