校正液位传感器的方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及液位传感器，尤其是浮子液位传感器。
[0002]更具体地，本发明涉及一种校正液位传感器的方法，该传感器包括:
[0003]界定内空间的管道，所述管道浸没在液体容器(volume)中，所述内空间具有通过布置在所述管道中的开口与所述液体容器相连通的下部，所述下部填充有液体，所述内空间的上部未填充有所述液体并且通过所述液体的自由表面与所述下部相隔开；
[0004]装置，用于测量所述自由表面沿所述管道的高度；
[0005]所述方法包括以下步骤:
[0006]将所述内空间的上部放置在预定压力下。
【背景技术】
[0007]GBl, 533，655描述了一种形成液位检测器的浮子传感器。浮子浮动在液体的自由表面上。该传感器进一步具有提供用于检测该浮子已到达管道中低阈值的装置。因此，与上述装置不同，该装置进行“全有或全无”测量。GB1，533，655进一步描述了一种方法，该方法能够测试传感器的正常操作，其中，对管道的内空间的上部进行加压，从而使浮子降低至其低阈值。
[0008]US4, 465, 088描述了热水器中的最小液位传感器以及在不必排空热水器的一部分的情况下，能够测试传感器的恰当操作的方法。该方法包括通过将气体注入至管道的内空间的上部，来使环绕该传感器的管道中人为产生一个高度下降，从而使得水位降低，直至激活指示传感器的低阈值的信号。
[0009]FR-2, 694，622也描述了一种用于监控液位传感器运行的方法，该传感器检测在过压蒸气热水器中的最高水位。与前述方法不同，该方法包括使管道中容纳的环绕传感器的蒸气逸出来产生真空以升高管道中的水位，直至激活最大液位传感器。
[0010]这种方法适用于测试“全有或全无”型液位检测器的恰当操作，但是并不适用于校正提供用于以模拟方式(连续测量)测量浮子沿管道的高度的浮子液位传感器。
【发明内容】
[0011]在本文中，本发明旨在提供一种校正液位传感器的方法，该方法简单且易于实施。
[0012]为此，本发明涉及一种前述类型的方法，其特征在于，该方法进一步包括以下步骤:
[0013]基于预定压力，计算自由表面沿管道的理论高度；
[0014]获知通过测量装置测得的自由表面的测量高度；
[0015]比较理论高度和测量高度；
[0016]在将内空间的上部至少放置在第二预定压力下之后，重复计算理论高度的步骤、获知测量高度的步骤以及理论高度和测量高度的步骤。
[0017]将内空间的上部放置在预定压力下使其能够改变管道的液面高度。因此，自由表面在管道内移动。基于该预定压力，计算管道外的液体的自由表面和管道内的液体的自由表面之间的高度差。该高度差接下来能够对自由表面沿管道的理论高度求值。比较该理论高度和通过测量装置测得的高度，并且通过在若干个预定压力下重复这些操作来验证该传感器是否正确地工作，并且尤其是验证通过测量装置测得的高度是否与计算的理论高度相一致。
[0018]在本文中，校正方法是指对通过液位传感器提供的定量高度测量值的准确度进行监控的方法。在GB1，533，655和FR2，694，622中，其方法简单地旨在检测当浮子到达其低阈值或高阈值时，传感器是否有反应。
[0019]管道通常垂直定向。管道可具有多种类型的内部截面，例如，圆形、椭圆形、矩形截面等。通常，管道部分地浸没在液体容器中，管道的下段浸没在液体容器中，而上段在液体的自由表面上方突出。
[0020]开口通常对应于管道的开放性下端，内空间的下部通过开口与液体容器相连通。或者，该开口为管道中侧切的窗口。
[0021 ] 该开口具有足以允许液体在管道的内部和外部之间流动的大小，从而当管道的上部处于环境压力下时，管道中的液体高度与容器剩余部分的液体高度相同。
[0022]通常，上述液体可为水，并且可选地具有添加剂，其可为任何其它类型。
[0023]选择内空间的上部中的预定压力，使得管道的内空间中的液体高度移动至测量装置的正常测量范围。通常来讲，预定压力高于管道外的大气压力，从而降低管道中的液体高度。或者，预定压力低于管道外的压力，从而升高管道中的液体高度。在这些情况中，通常真空泵用于将内空间的上部放置在预定压力下。这就使得即使管道外的液体高度远不是正常高度，也能够测试传感器的全部测量范围。
[0024]因此，预定压力通常高于管道外的液体容器的自由表面处的气体压力。预定压力低于开口和管道外的自由液体表面之间液柱的压力。
[0025]通常，预定压力在O绝对巴和5绝对巴之间，优选在I绝对巴和3绝对巴之间。基于池中的液体高度来调整该预定压力。
[0026]管道是致密的管道，由于该管道在使内空间的下部与液体容器相连通的开口和流体入口之间没有任何其它开口，该流体入口使得能将内空间的上部放置在压力下。
[0027]为了计算自由表面的理论高度，该预定压力使得能够对管道内的自由表面的高度和管道外的液体的自由表面的高度之间的差求值。该预定压力通过一个或多个专属传感器提供的所关注的流体温度以及通过一个或多个专属传感器提供的所关注的密封压力来连续地修正。
[0028]该测量装置提供自由表面相对于参照点的高度，该参照点可为管道的底部，或开口的高度，或任何其它的点。为了进行理论高度和测量高度之间的比较，还应当考虑容器内的液体的自由表面相对于测量装置的参照点的高度。该特性可利用任何合适的构件来获知。例如，如下文所述，其可通过对内空间的上部进行加压，通过计算来求值。或者，利用在计算机中恢复的或被认为公知的临时高度测量构件来求值。
[0029]通常，如果理论高度和测量高度之间的偏差的绝对值低于预定限值时，则认为传感器的校正是令人满意的。
[0030]根据本发明的一个有利特征，上述液位传感器为浮子传感器，包括:浮子，该浮子放置在管道的内空间中且在液体的自由表面上浮动；测量装置，提供用于测量浮子沿管道的高度。
[0031]该浮子通常为密度低于液体密度的实体，其浮动在液体的自由表面上，并且在管道的内部空间中自由地移动。该浮子随着液体的自由表面的高度变化而变化。
[0032]用于测量浮子沿管道的高度的装置可为任意合适的类型。该装置允许定量测量参照点和浮子之间沿管道轴线的距离。该测量装置可为由浮子构成的磁力型，其中浮子包括绕测量装置滑动的磁体，而该测量装置包括对磁体的磁路做出反应的柔性叶片开关。开关的打开/关闭使得能够测量高度。
[0033]或者，测量装置也可位于管道外，从而浮子在管道内是自由的。
[0034]或者，上述液位传感器不是浮子型，而是电容型或热分散型，或为有线制导的雷达。
[0035]根据本发明的一个有利特征，通过注入气体来对内空间的上部进行加压。该气体通常为空气。
[0036]这就使得能够快速且精准地调节内空间的上部的压力。气体来自加压的气体源。例如，气体来自通过扩充器连接至内空间的压缩器或加压气体罐。吹入内空间的气体的压力是可调节的。
[0037]根据本发明的另一有利特征，内空间的上部被相继地放置在多个彼此不同的预定压力下，在每个所述预定压力下，重复计算自由表面沿管道的理论高度的步骤、获知通过测量装置测得的测量高度的步骤以及比较理论高度和测量高度的步骤。
[0038]因此，上述方法能够在较宽的高度范围内校正传感器。优选地，选择预定压力，使得能够测试液位传感器的全部测量范围。那么，某些预定压力对应于接近上限的自由表面的高度，其它预定压力对应于接近下限的自由表面的高度，以及还有其它预定压力对应于中间高度。
[0039]例如，通过阶段化能够增加内空间的上部的压力，并在每个阶段能够重复计算理论高度的步骤和获知测量高度的步骤。还能够反向进行，通过阶段化能够降低预定压力，并且在每个阶段能够进行理论高度的计算和测量高度的获知。
[0040]根据本发明的另一有利特征，该方法包括用于确定零点的预操作，所述预操作包括:
[0041]将所述内空间的上部放置在参照压力下，使所述液体从所述内空间排出至布置在所述管道内的开口的高度的步骤；
[0042]基于所述参照压力，计算管道外部的所述液体的自由表面与所述开口之间的参照高度差的步骤。
[0043]换句话说，在本文中，用于液位传感器的参照点对应于开口的高度。参照压力通常为出现通向管道开口的气泡时的压力。
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