一种本安型主动检测液位的方法及液位传感器与流程

本技术涉及本安型检测设备，尤其是涉及一种本安型主动检测液位的方法。本技术还涉及一种本安型主动检测液位的液位传感器。

背景技术：

1、本安也叫本质安全，是电气设备的一种防爆要求，它将设备内部和暴露于潜在爆炸性环境的连接导线可能产生的电火花或热效应能量限制在不能产生点燃的水平。本安型设备通过限制电气设备电路的各种参数，或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能，使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物，从而实现了电气防爆，因而能够使用在煤矿、油气的开采加工等易燃易爆环境中。

2、液位传感器是一种用于检测容器内液面高度的传感器，通过位于传感器能够检测无法直接观察到的容器中的各种液体的量，保证液体的使用需要。根据检测方法的不同，液位传感器可以分为主动检测和被动检测两类，通过液位感应头的移动来检测液面高度的液位传感器称为主动检测传感器，而液位感应头固定不动的液位传感器称为被动检测传感器。主动检测液位传感器通过液位感应头的移动来检测液面的位置，受外界因素的干扰更小，检测灵敏度更高。随着智能控制技术的发展，液位传感器得到了越来越广泛的应用，而在易燃易爆等危险场所需要使用本安型液位传感器。

3、现有的本安型液位传感器通常是将普通的液位传感器所使用的零部件替换为本安型零部件制成，也有的本安型液位传感器还进行了防撞设计，以实现液位传感器的本质安全。但现有的主动检测液位传感器，通常在液位感应头接近液面时液位感应头会产生触点跳变，容易产生影响使用安全的电火花，液位感应头的特征影响了现有本安传感器的本质安全性。尽管使用霍尔传感器作为液位感应头进行液面位置检测可以避免触电的跳变，但使用霍尔传感器进行检测需要交变的磁场，交变的磁场通常由永磁铁的旋转产生，而驱动永磁铁旋转又会影响液位传感器的安全性。

技术实现思路

1、为了提高液位传感器的安全性，本技术提供一种本安型主动检测液位的方法及液位传感器。

2、本技术提供的本安型主动检测液位的方法采用如下的技术方案：

3、一种本安型主动检测液位的方法，包括如下步骤：s10、在液面上设置轴向充磁的磁环；s20、使得韦根传感器以合金丝倾斜状态穿过所述磁环；s30、检测所述韦根传感器产生电脉冲时的高度位置，得到第一高度d1；s40、使得所述韦根传感器以相同的状态反向穿过所述磁环；s50、检测所述韦根传感器产生电脉冲时的高度位置，得到第二高度d2；s60、根据所述第一高度d1和所述第二高度d2的中间值，得到液位高度d。

4、通过采用上述技术方案，利用轴向充磁的磁环，能够在韦根传感器以合金丝倾斜状态接近时，在距离磁环一定距离的位置触发合金丝的磁化方向瞬间变化，韦根传感器输出一个微弱的脉冲电信号，该脉冲电信号由线圈感应磁场产生，没有触点的跳变，且电信号的强度符合本安标准，保证了液位传感器的本质安全；而当韦根传感器反向接近磁环时，合金丝的磁化方向在距离磁环相同距离位置发生反向变化，韦根传感器输出另一个微弱的脉冲电信号，根据韦根传感器两侧输出脉冲电信号的高度位置，就能够得到磁环中心的高度位置，将磁环的中心保持在液面位置，就能够检测到液面的高度位置，具有检测灵敏度高，抗干扰能力强的优点。

5、在一个具体的可实施方案中，在s10中，通过将所述磁环设置在浮子内部的设定位置的方法，使得所述浮子漂浮在液面上时，所述磁环的中心位于液面高度。

6、通过采用上述技术方案，利用漂浮在液面上的浮子，能够方便地对磁环形成支撑，使得磁环的位置随着液位高度的变化而变化；通过调整磁环设置在浮子内部的高度，能够调整磁环的中心相对于液面的高度，使得磁环的中心高度与液位的高度相同，便于液位高度的检测。

7、在一个具体的可实施方案中，本技术的本安型主动检测液位的方法还包括步骤：s15、设置穿过所述磁环的液体隔离通道；在s20中，使得韦根传感器在所述液体隔离通道中穿过所述磁环；在s40中，使得所述韦根传感器在所述液体隔离通道中反向穿过所述磁环。

8、通过采用上述技术方案，利用韦根传感器在液体隔离通道中的移动，能够减小液体对韦根传感器移动的阻力，防止液体流动对韦根传感器位置的影响，并防止韦根传感器在液体阻力作用下的旋转和扭转。

9、在一个具体的可实施方案中，将所述韦根传感器固定在升降控制线上，通过控制升降控制线的收放控制所述韦根传感器的移动方向，通过检测升降控制线长度的方法检测所述韦根传感器的高度位置。

10、通过采用上述技术方案，利用将韦根传感器固定在升降控制线上的设置，不仅能够通过升降控制线的收放方便地控制韦根传感器的升降运动，使得韦根传感器主动接近磁环，还能够减小对韦根传感器牵引力方向的限制，根据需要方便地设置牵引韦根传感器升降的驱动机构的位置。

11、本技术提供的本安型主动检测液位的液位传感器采用如下的技术方案：

12、一种本安型主动检测液位的液位传感器，包括浮子、磁环、液体隔离管、韦根传感器和升降驱动器，所述磁环磁极位于所述磁环的端面上，所述磁环设置在所述浮子上，所述浮子上设置有与所述磁环的环孔至少部分对齐的检测孔，所述浮子设置在待测液体的液面上，使得所述磁环的端面平行于所述待测液体的液面，所述液体隔离管穿过所述检测孔和所述环孔延伸至所述待测液体的底部，所述韦根传感器设置在所述液体隔离管内，且所述韦根传感器的合金丝与所述液体隔离管的横截面倾斜相交，所述升降驱动器与所述韦根传感器相连接，以能够驱动所述韦根传感器在所述液体隔离管内升降。

13、通过采用上述技术方案，利用将磁环设置在浮子上的设置，能够使得磁环随着浮子漂浮在液面上，从而能够通过磁环的位置判断液面的位置；利用磁环的磁极位于端面上、磁环的端面平行于液面和韦根传感器的合金丝与液体隔离管的横截面倾斜相交的设置，能够使得韦根传感器能够在接近磁环时产生脉冲电信号，从而能够以此判断磁环的位置；利用液体隔离管的设置能够形成韦根传感器与待检测液体的隔离，减小液体对韦根传感器位置状态的影响，并能够限定韦根传感器的移动轨迹，提高液位检测的准确性。

14、在一个具体的可实施方案中，所述韦根传感器的合金丝与所述液体隔离管的横截面所成的交角为40-50°。

15、通过采用上述技术方案，利用韦根传感器的合金丝与液体隔离管的横截面成40-50°交角的设置，能够提高合金丝对竖直磁场的敏感性，提高韦根传感器对磁环位置的检测灵敏度，提高检测结果的准确性和可靠性。

16、在一个具体的可实施方案中，所述液体隔离管为一端开口的盲管，所述升降驱动器设置在所述液体隔离管的外部，通过升降控制线与所述韦根传感器相连接，所述升降控制线内设置有牵引线和输出信号线。

17、通过采用上述技术方案，利用连接在升降驱动器与韦根传感器之间的升降控制线，能够从液体隔离管外部的不同方位形成对韦根传感器的牵引，有利于提高升降驱动器设置的灵活性；利用设置在升降控制线内的牵引线能够提高升降控制线的牵引强度，防止输出信号线在外力作用下产生损伤；利用设置在升降控制线内的输出信号线有利于韦根传感器产生的脉冲电信号的输出，减小牵引线与输出信号线之间的相互影响。

18、在一个具体的可实施方案中，所述液体隔离管的开口端设置有支撑件，所述升降驱动器设置在所述支撑件上，所述支撑件上还设置有控制线转向轮，所述控制线转向轮对应于所述液体隔离管的开口设置，所述升降控制线跨过所述控制线转向轮分别与所述韦根传感器和所述升降驱动器相连接。

19、通过采用上述技术方案，利用设置在液体隔离管开口端的支撑件，不仅能够对液体隔离管形成支撑，有利于提高液隔离管的位置稳定性，还有利于升降驱动器的定位，形成液体隔离管与升降驱动器之间的固定的相对位置，有利于韦根传感器位置的定位；利用对应于液体隔离管开口设置的控制线转向轮，能够改变升降控制线的走向，将升降驱动器牵引力转换为沿液体隔离管轴向牵引的作用力。

20、在一个具体的可实施方案中，所述升降控制线上设置有标记块，所述支撑件上设置有距离传感器，所述距离传感器相对于所述标记块设置。

21、通过采用上述技术方案，利用与标记块相对设置的距离传感器，能够方便地检测标记的移动距离，从而得到升降控制线的收放长度，并据此得到韦根传感器的实时高度，有利于液体隔离管外部液体液位的检测。

22、在一个具体的可实施方案中，所述升降驱动器为程控电机。

23、通过采用上述技术方案，利用程控电机能够准确的得到电机的旋转角度，并据此得到与程控电机相连接的升降控制线的收放长度，从而能够得到韦根传感器输出脉冲电信号的高度位置，便于进行液位高度的检测。

24、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

25、1.利用将轴向充磁的磁环设置在液面上、韦根传感器以合金丝倾斜状态穿过磁环上下运动的方法，使得韦根传感器能够在磁环上下相同的距离产生脉冲检测信号，从而能够根据韦根传感器产生脉冲检测信号的高度位置，得到磁环的高度位置，进行液位高度的检测，韦根传感器无需电源驱动，所产生的检测信号也符合本安要求，整个检测过程没有触点的跳变，有效提高了液位检测的安全性；

26、2.利用穿过磁环设置的液体隔离通道,能够在液体隔离通道内形成一个没有液体的检测空间，使得韦根传感器能够在该检测空间内移动，对液体隔离通道外部的液位进行主动检测，防止液体流动造成韦根传感器位置的偏移，提高了液位检测的准确性；

27、3.利用程控电机通过升降控制线驱动韦根传感器移动，能够准确的获得韦根传感器的实时位置，有利于韦根传感器被磁场触发时对韦根传感器的准确定位，提高液位检测的准确性，利用升降控制线的使用能够自由的设置程控电机的驱动方向，有利于提高程控电机位置设置的灵活性。