一种基于浮子式传感器的智能位置测量系统

本发明涉及液位测量，尤其涉及一种基于浮子式传感器的智能位置测量系统。

背景技术：

1、浮子式液位计，指利用浮子跟踪液位升降，以机械方式直接传动记录，测量液位高度。

2、中国专利公开号：cn103983326a，公开了一种浮子水位计，包括，安装支架、浮子结构、电机、转盘结构、编码器、解码器，控制电路，所述的转盘结构安装在所述的安装支架上，所述的电机带动转盘结构转动，电机与编码器相连，所述的编码器与输出装置相连，所述的浮子结构通过线缆连接在转盘结构上，所述的浮子结构包括壳体、霍尔开关以及浮子，所述的霍尔开关包括两个，分别设置在所述的壳体的上下端，所述的浮子设置两个霍尔开关之间，并可以上下浮动，所述的壳体上设置有开口。

3、当前利用浮子进行液位检测往往只是获取一个大致的液位区间，检测数据不准确。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于浮子式传感器的智能位置测量系统，用以克服现有技术中利用浮子进行液位检测往往只是获取一个大致的液位区间，检测数据不准确的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于浮子式传感器的智能位置测量系统，包括，

3、管柱，其竖直设置，所述管柱为中通结构，管柱内部分为若干检测区间，对于任一检测区间，包括，位于检测区间底部的第一感应模块，位于检测区间顶部的第二感应模块，位于检测区间左半部的第一电路组件，位于检测区间右半部的第一电磁组件，位于管柱外壁的不锈钢滑轨，对于相邻的两个检测区间，其中间设置有连接区，所述连接区的中通直径大于检测区间的中通直径，所述连接区设置有位于管柱外壁的橡胶滑轨，所述橡胶滑轨与所述不锈钢滑轨相连接，连接区设置有圆形钢圈，所述圆形钢圈中间有绝缘层，将圆形钢圈分为左右两个半圆形状；

4、浮子，其套设在所述管柱上，并能够沿所述不锈钢滑轨和所述橡胶滑轨上下移动，包括，环形磁铁，电源模块，位于浮子左侧的第二电路组件，位于浮子右侧的第二电磁组件，中控模块，信号收发模块；所述电源模块与所述第二电路组件、所述第二电磁组件、所述中控模块和所述信号收发模块分别相连，用于向各部件进行供电；

5、所述第二电路组件和所述第二电磁组件分别于所述所述电源模块相连，第二电路组件能够与所述第一电路组件相连接，第二电磁组件能够与所述第一电磁组件相连接；所述浮子位于液面上表面，并能够随着液面升降进行上下移动；

6、所述浮子移动过程中，能够对各感应模块进行触发，获取浮子模糊位置，并能够将所述第一电路组件和所述第二电路组件相连接，生成闭合电路，通过闭合电路的电流值与浮子模糊位置，所述中控模块能够确定浮子的准确位置。

7、进一步地，所述管柱中间设置有中心管，所述圆形钢圈套设在所述中心管上并能沿中心管上下移动，当圆形钢圈向上移动至极限点位时，圆形钢圈与所述第一感应模块相接触，第一感应模块相接触向所述信号收发模块发送点位信息，所述中控模块根据点位信息获取浮子模糊位置。

8、进一步地，所述不锈钢滑轨底端连接有延伸至所述连接区内部的不锈钢片，不锈钢滑轨分为左侧不锈钢滑轨和右侧不锈钢滑轨；所述右侧不锈钢滑轨与所述第一电磁组件相连接，所述左侧不锈钢滑轨与所述第一电路组件相连接；

9、所述浮子上还设置有能够与所述不锈钢滑轨相接触的不锈钢条，所述不锈钢条设置有两组，能够分别与所述左侧不锈钢滑轨和所述右侧不锈钢滑轨相接触；

10、所述圆形钢圈向上移动至极限点位与所述不锈钢片相接触，当所述浮子继续向上移动，所述第一电磁组件和所述第二电磁组件通过所述右侧不锈钢滑轨和所述所述不锈钢条相连接，生成电磁铁并对所述圆形钢圈的右侧进行吸附，使圆形钢圈固定至所述检测区间底端，所述第一电路组件和所述第二电路组件通过所述右侧不锈钢滑轨和所述所述不锈钢条相连接，并与所述圆形钢圈的左侧形成闭合电路，所述中控模块能够通过闭合电路的电流情况，获取所述浮子位置到当前检测区间底端的距离。

11、进一步地，所述中控模块能够根据获取的所述浮子模糊位置信息，与浮子位置到当前检测区间底端的距离确定浮子的精确位置，并确定液面高度，并将相关信息通过所述信号收发模块发送至远端上位机。

12、进一步地，所述左侧不锈钢滑轨分为四条，分别为左侧第一不锈钢滑轨、左侧第二不锈钢滑轨、左侧第三不锈钢滑轨、左侧第四不锈钢滑轨，其中，当所述第一电路组件和所述第二电路组件通过所述右侧不锈钢滑轨和所述所述不锈钢条相连接时，所述左侧第一不锈钢滑轨和所述左侧第三不锈钢滑轨能够与所述电源模块负极相连，所述左侧第二不锈钢滑轨和所述左侧第四不锈钢滑轨能够与所述电源模块正极相连，所述圆形钢圈在所述左侧第二不锈钢滑轨和所述左侧第三不锈钢滑轨之间的位置设置有绝缘层将圆形钢圈的左半部分分为两个相等区域，所述闭合电路分位第一闭合电路和第二闭合电路；

13、所述右侧不锈钢滑轨分为两条，分别为右侧第一不锈钢滑轨、右侧第二不锈钢滑轨，当所述第一电磁组件和所述第二电磁组件通过所述右侧不锈钢滑轨和所述所述不锈钢条相连接时，所述右侧第一不锈钢滑轨与所述电源模块负极相连，所述右侧第二不锈钢滑轨与所述电源模块正极相连。

14、进一步地，所述中控模块获取第一闭合电路的电流值和第二闭合电路的电流值，并计算二者之间的差值，中控模块中设置有电流差值评价值；

15、若计算的电流差值小于电流差值评价值，所述中控模块判定第一闭合电路和第二闭合电路工作正常，获取的电流数值合理；

16、若计算的电流差值大于电流差值评价值，所述中控模块判定第一闭合电路和第二闭合电路中存在工作不正常电路。

17、进一步地，若所述中控模块判定所述第一闭合电路和所述第二闭合电路工作正常，中控模块根据第一闭合电路和第二闭合电路的电流平均值计算所述浮子位置到当前检测区间底端的距离。

18、进一步地，所述中控模块中设置有第一预设保护电流值和第二预设保护电流值，

19、若所述中控模块判定第一闭合电路和第二闭合电路中存在工作不正常电路，中控模块分别将第一闭合电路获取的电流值和第二闭合电路获取的电流值与第一预设保护电流值和第二预设保护电流值逐一进行对比，

20、若所述第一闭合电路获取的电流值小于第一预设保护电流值或大于第二预设保护电流值，且所述第二闭合电路获取的电流值在第一预设保护电流值与第二预设保护电流值之间，所述中控模块判定第一闭合电路为工作不正常电路，中控模块控制所述电源模块停止对第一闭合电路进行供电，并通过第二闭合电路的电流值计算所述浮子位置到当前检测区间底端的距离，同时，中控模块将相关信息通过所述信号收发模块发送至远端上位机，反之亦然；

21、若所述中控模块判定第一闭合电路和第二闭合电路中存在工作不正常电路，且所述第二闭合电路获取的电流值与所述第一闭合电路获取的电流值均在第一预设保护电流值与第二预设保护电流值之间，所述中控模块判定浮子发生倾斜或破损，中控模块将浮子模糊位置信息通过所述信号收发模块发送至远端上位机，并向上位机发送报警信息。

22、进一步地，当所述浮子继续上升通过当前检测区间，所述第一电磁组件和所述第二电磁组件断开，所述圆形钢圈在自身重力作用下掉落至其所位于的所述连接区底部，所述中控模块将当前检测区间所述第二感应模块位置作为浮子所在位置，并通过所述信号收发模块将位置信息发送至远端上位机，直至下一连接区的圆形钢圈与下一检测区间所述第一感应模块相接触。

23、进一步地，所述连接区底部设置有磁块，所述磁块和所述环形磁铁之间磁性相斥，磁块的两端均连接有弹簧，分为内侧弹簧和外侧弹簧，所述内侧弹簧的另一端连接有与所述不锈钢滑轨相连的钢块，所述钢块能够与所述圆形钢圈连接，当液面下降时，所述浮子下降至连接区时，所述磁块在所述环形磁铁作用下压缩所述内侧弹簧，内侧弹簧推动所述钢块使其与所述圆形钢圈相接触，所述第一电路组件和所述第二电路组件相连接，生成闭合电路，所述第一电磁组件和所述第二电磁组件相连接，所述钢块在第一电磁组件和第二电磁组件生成的电磁铁作用下持续与圆形钢圈相接触，在所述钢块与所述圆形钢圈连接过程中对所述第二感应模块进行触发，所述中控模块根据第二感应模块位置与闭合电路的电流信息确定浮子位置，当浮子持续下降至下一连接区时，第一电磁组件和第二电磁组件断开，所述外侧弹簧带动所述磁块运动，并带动所述钢块与所述圆形钢圈断开。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过电磁结构，将检测的区域划分为一个个检测区间，通过触发感应模块获取浮子的大致模糊位置，通过形成闭合电路与检测电路中的电流值对浮子所处检测区间的位置进行计算，从而准确的确定浮子所在位置，进而精准的确定液面高度。

25、进一步地，当浮子升高时，通过浮子内的磁铁带动圆形钢圈对感应模块进行触发，从而确定浮子所处于的检测区间，将液面高度进行分区，使得即使浮子其他组件发生问题也能够获取大致的液面位置，保障了检测的计时性与有效性。

26、进一步地，当电压不变的情况下，电阻加大电流减小，在一个检测区间内，闭合电路接入的不锈钢滑轨越长，电阻越大，从而通过检测电流值能够确定接入的轨道长度，通过对闭合电路的电流进行检测确定浮子在一个检测区间内的准确位置，保障了检测结果的准确性。

27、进一步地，通过设置多条闭合电路，增加保障了检测的准确性，同时，能够对出现的问题进行及时的发现，保障问题处理的及时性。通过对不同闭合电路间的电流差值进行评判，能够判定浮子与管柱的各组件是否工作正常，方便对不正常问题进行计时处理。对于获取的电流数值合理的两条闭合电路，通过其平均值计算浮子的位置，减少液面波动带来的误差，保障计算结果的准确性。

28、进一步地，对于不同的数据对比结果，进行不同的判定，从而初步对发生的问题进行评估，减少后期维修的问题查找时间，从而延长系统的使用周期。

29、进一步地，当浮子上升经过一个区域后，各部件恢复初始状态，使得浮子下一次经过该区域时获取准确的数据信息。

30、进一步地，在浮子下降过程中通过磁体同性相斥的特点，连接生成电磁铁与闭合电路，并对感应模块进行触发，通过触发感应模块获取浮子的大致模糊位置，通过形成闭合电路与检测电路中的电流值对浮子所处检测区间的位置进行计算，确定浮子位置，并在浮子下降经过一个区域后，各部件恢复初始状态，使得浮子下一次经过该区域时获取准确的数据信息。