基于网络通信的远程液位控制系统、抽水装置的制作方法

1.本发明涉及电子液位检测和自动抽水控制领域，具体涉及一种基于网络通信的远程液位控制系统、抽水装置。


背景技术：

2.在一些没有铺设自来水管网、但地下水丰富的地区，例如农村或山村，通常需要通过抽水装置将地下水抽至高处的蓄水池，然后再通过水管将蓄水池的水引流至卫生间、厨房等用水区域。
3.现有的抽水装置利用水的弱导电性能，分别在低水位、高水位处设置导电探头，当水位低于低水位的探头时，低水位探头的两个探针之间由于没有水导通，控制器检测到该信号自动控制抽水；当水位高于高水位时，高水位探头的两个探针之间由于有水导通，控制器检测到该信号自控停止抽水。该抽水装置仅仅能够实现高低水位的检测，不能检测蓄水池中其他位置的液位；此外，该抽水装置不能实现远程的实时监控蓄水池液位，不能随时随地地对抽水装置实现控制。
4.因此，市场需要一种能够准确检测液位，同时能够实现基于网络通信的远程实时监控蓄水池液位、以及实时控制抽水动作的控制系统和抽水装置。


技术实现要素：

5.为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于网络通信的远程液位控制系统、抽水装置，通过设置使用光折射原理测算液位的原理，实现准准确监测液位，并且通过检测到液位值精确控制蓄水池抽水的目的。
6.本发明通过以下的技术方案来实现：一种基于网络通信的远程液位控制系统，包括相互电连接的控制模块和液位检测模块，所述控制模块与一电子设备信号交换，所述液位检测模块具有一安装框和安装在所述安装框的至少一探头，所述安装框为中空状的长方体且由由透明材料制作而成，所述安装框具有相对的一第一面和一第二面，每一所述探头包括一光发射器和对应的一光接收器，所述光发射器安装于所述第一面的外壁，所述光接收器安装于所述第二面的内壁，其中，所述光发射器的光束射出方向与所述第一面不垂直，且所述光接收器能够接收到所述光发射器发出光束的光信号，借由所述光接收器接收对应所述光发射器发出光束的光信号的变化，使得所述探头识别所述安装框中液位的变化。
7.进一步地，同一所述探头所述光接收器的安装位置位于对应所述光发射器发出光束的光路方向上。
8.进一步地，同一所述探头的所述光接收器的安装位置位于对应的所述光发射器发出光束经过液体折射后的折射光的光路方向上。
9.进一步地，所述安装框上安装有多个探头。
10.进一步地，多个所述探头对应的所述光发射器于竖直方向线阵阵列分布于所述第一面的外壁上，多个所述探头对应的所述光接收器于竖直方向线阵阵列分布于所述第二面
的内壁上。
11.进一步地，所述控制模块实时接收所述液位检测模块的液位检测数值，并将其传输至所述电子设备，所述电子设备根据液位结果生成关于液位值的三维图形。
12.进一步地，所述控制模块通过一数据线与所述液位检测模块连接且其包括一处理器和一无线模块，所述处理器处理计算所述探头传回的液位数值和执行所述电子设备的指令，所述无线模块通过无线网络连接所述电子设备。
13.本发明的另一种技术方案为：
14.一种抽水装置，安装有上述的基于网络通信的远程液位控制系统，包括：一水泵，信号连接所述控制模块，使得所述控制模块控制所述水泵工作状态；一蓄水池，收容所述液位检测模块；一进水管道，连接所述水泵和所述蓄水池，使得所述水泵抽水于所述蓄水池中；一供水管道，连接楼宇水龙头和所述蓄水池，使得所述蓄水池为楼宇供水。
15.进一步地，所述液位检测模块具有至少一探头检测的液位值对应所述蓄水池的最低液位，至少一探头检测的液位值对应所述蓄水池对应的最高液位。
16.进一步地，所述电子设备通过所述控制模块控制所述水泵的开关。
17.相比于现有技术，本发明能达到的有益效果为：
18.利用光在水中的折射特性，使用液位检测装置的光发射器阵列和光接收器，准确检测蓄水池中的液位，检测精度高；控制装置根据液位检测装置的检测信号，处理和计算液位高度，并将液位信息通过通信模块发送到远程监控电子设备，实现远程实时监控。抽水控制装置，通过控制装置处理液位检测装置的信号来识别液位高度，并根据液位高度实现自动控制水泵的抽水动作；电子设备不仅具有实时监控界面，还具有控制界面，可通过网络操作控制装置来控制水泵的抽水动作，从而实现随时随地的远程控制，控制方便快捷，安全可靠。
附图说明
19.图1所示为本发明基于网络通信的远程液位控制系统的结构示意图；
20.图2所示为本发明基于网络通信的远程液位控制系统的所述液位检测模块于蓄水池中的示意图；
21.图3所示为本发明基于网络通信的远程液位控制系统第一实施例的一个所述探头的工作原理示意图；
22.图4所示为本发明基于网络通信的远程液位控制系统第二实施例的一个所述探头的工作原理示意图；
23.图5所示为本发明基于网络通信的远程液位控制系统的所述液位检测模块中的所述探头布置结构示意图；
24.图6所述为本发明抽水装置的结构示意图。
具体实施方式
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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装置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。
26.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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
27.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”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
28.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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式
30.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
31.如图1和图5所示，本发明公开了一种基于网络通信的远程液位控制系统，包括相互电连接的控制模块和液位检测模块，所述控制模块与一电子设备信号交换，在本实施例中，所述控制模块通过一数据线与所述液位检测模块连接且其包括一处理器和一无线模块，所述处理器处理计算所述探头传回的液位数值和执行所述电子设备的指令，所述无线模块通过无线网络连接所述电子设备。在其他实施例中，所述控制模块与所述液位检测模块和所述电子设备的连接方式不做限制，只要满足其功能即可。进一步的，所述控制模块实时接收所述液位检测模块的液位检测数值，并将其传输至所述电子设备，所述电子设备根据液位结果生成关于液位值的三维图形。
32.参见附图2-5，对液位检测模块进行详细说明。所述液位检测模块具有一安装框和安装在所述安装框的多个探头，所安装框为中空状的长方体且由由透明材料制作而成，所述安装框的壁面具有一定厚度且其具有相对的一第一面和一第二面，每一所述探头包括一光发射器和对应的一光接收器；所述光发射器安装于所述第一面的外壁，所述光接收器安装于所述第二面的内壁。
33.一个所述探头安装的第一实施例，参见附图3，对所述安装框上的一个所述探头进行详细说明。以水平面上一点作为原点，相垂直的两个方向为x、y方向，以所述安装框的竖
直方向为z方向建立坐标系。所述光发射器安装在所述安装框的所述第一面(如图3所述的a面)的外壁上，其在xy平面上发射光束，且光出射方向与a面不垂，所述光接收器安装在与所述安装框的所述第二面(如图所述b面)的内壁上的o点。
34.探头检测原理：参见附图3，当所述安装框中间的中空部没有水时，所述第一面(a面)的所述光发射器的发出射光线会沿着虚线出射到达所述光接收器所在的第二面(b面)的o点，所述光接收器检测到光信号从而将检测信号通过数据线传送给所述控制模块，所述控制模块能够识别该液位高度位置没有水。当所述安装框中间的中空部有水时，所述第一面(a面)的所述光发射器的出射光线会沿着实线出射到达所述光接收器所在的所述第二面(b面)的p点，所述光接收器检测不到光信号从而将检测信号通过数据线传送给所述控制模块，所述控制模块能够识别该液位高度有水。
35.一个所述探头的另一实施，参见附图4，所述光发射器的安装位置不变，将所述光接收器安装在所述第二面(b面)的内壁上的p点。此时，所述当光发射器发射光束时，若p点的所述光接收器能检测到光信号则说明所述安装框中间的中空部有水，若p点的所述光接收器未能检测到光信号则说明所述安装框中间的中空部没有水；通过此设置同样可实现液位的检测，具体详细原来同第一方案，在此不再累述。
36.如图5所示，所述安装框上安装有多个探头，具体而言，多个所述探头对应的所述光发射器于竖直方向线阵阵列分布于所述第一面的外壁上，多个所述探头对应的所述光接收器于竖直方向线阵阵列分布于所述第二面的内壁上。根据液位检测精度的需要设置所述光发射器和所述光接收器的数量，例如在本实施中可在所述安装框上分别安装7个所述光发射器和所述光接收器，即在所述安装框的1/7、2/7、3/7、4/7、5/7、6/7、7/7的高度设置所述光发射器和所述光接收器，从而实现七个不同高度位置的液位的检测；在其他实施中，可以根据实际最高液位高度和检测精度确定所述探头数量，在此并不为限。
37.为了节约成本，便于安装，可以将多个所述光发射器和多个所述光接收器分别做成线阵阵列，线阵阵列可以更好地集成所述光发射器和所述光接收器。
38.参见附图2，所述液位检测模块的所述安装框竖直安装在一蓄水池中，所述安装框的高度能够覆盖所述蓄水池的整体高度，所述液位检测模块的所述探头通过数据线连接所述控制模块，从而稳定将检测信号传送给所述控制模块。
39.参见附图1，对所述控制模块进行详细说明，所述控制模块的处理器处理液位检测模块的所述探头传送过来的信号，根据不同位置所述光接收器是否接收到信号来识别和确定所述蓄水池中的液位高度。
40.为了实现远程监控，所述处理器将液位结果通过无线模块发送到所述电子设备上，所述电子设备可实时监控和显示液位，其中所述电子设备可以是计算机、移动智能手机、ipad等，另外所述电子设备具有建模功能，可根据液位结果生成关于蓄水池液位的三维图形，便于直观查看液位。
41.如图6所示，本发明还公开了一种抽水装置，安装有上述的基于网络通信的远程液位控制系统，包括：一水泵，信号连接所述控制模块，使得所述控制模块控制所述水泵工作状态；一蓄水池，收容所述液位检测模块；一进水管道，连接所述水泵和所述蓄水池，使得所述水泵抽水于所述蓄水池中；一供水管道，连接楼宇水龙头和所述蓄水池，使得所述蓄水池为楼宇供水，此外，所述液位检测模块具有至少一探头检测的液位值对应所述蓄水池的最
低液位，至少一探头检测的液位值对应所述蓄水池对应的最高液位；所述电子设备通过所述控制模块控制所述水泵的开关。
42.所述抽水装置的具体工作原理如下：初始时蓄水池内有足够多的水，用水区域在持续用水后，当低水位的所述探头检测到信号变化时，说明液位低于该高度位置，所述控制模块则自动控制所述水泵进行抽水；在持续的抽水蓄水后，当高水位的所述探头检测到信号变化时，说明液位高于该高度位置，所述控制模块则自动控制水泵停止抽水，实现抽水动作的自动控制。所述控制模块还具有手动控制水泵抽水动作的功能，从而不依赖所述液位检测模块的检测信号就可以手动控制抽水动作。
43.另外，所述电子设备不仅具有实时监控界面，还具有控制界面；操作人员可以根据需要，通过网络操作所述控制模块来控制水泵的抽水动作，从而实现随时随地的远程控制，可以在任意液位进行控制水泵抽水和停止抽水。
44.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。