一种液位检测仪及其使用方法

技术领域

本发明属于液位检测仪技术领域，尤其涉及一种液位检测仪及其使用方法。

背景技术

检测液位即测量气体和液体间的界面位置，一般以设备或容器的底面为或参考点来确定液面与零点参考点间的高度，即液位，检测液位的目的是计量物质的数量以及监视或控制连续生产的过程，以保证生产安全、经济和顺利地进行，因此液位的检测是非常重要的。

目前的液位检测例如电溶液的原理是在装置插入至容器内的导电液体中时,假设中间介质的介电常数为ε3，电极被浸没长度为I，则此时电容器所具有的电容量中，其中:R和r分别为绝缘覆盖层外半径和内电极外半径，由于ε3为常数，所以C与|成正比，如果电极的一部分被介电常数为ε2的液体(非导电性的)浸没时，则必须会有电容量的增量△C产生(因ε2>ε1)，此时两极间的电容量C=C1+△C，假如电极被浸没长度为|，则电容增量为:ε1),此时两极间的电容量C=C1+△C，假如电极被浸没长度为I，则电容增量为:当ε2、ε1、R、r不变时，电容量增量△C与电极浸没的长度|成正比，因此测出电容增量数值便可知道液位高度。

现有的液位检测仪通常采用电容式液位检测仪，使用时须浸入液体测量，由液体高度变化引起的探测杆电容或导纳的变化，从而计算出液位，但当应用在密封容器中，随着容器中的压力增大、或液体有自聚、腐蚀功能、高黏度液体时，检测器容易受到损坏，导致检测器检测到的数值偏差较大，影响检测器的正常使用，因此需要电容检测的液位检测仪其适用范围较小。

发明内容

本发明提供一种液位检测仪及其使用方法，旨在解决当应用在密封容器中，随着容器中的压力增大、或液体有自聚、腐蚀功能、高黏度液体时，检测器容易受到损坏，导致检测器检测到的数值偏差较大，影响检测器的正常使用的问题。

本发明是这样实现的，一种液位检测仪及其使用方法，包括防护盒，设于所述防护盒内腔用于分隔的分隔板，所述分隔板将所述防护盒的内腔分隔为散热腔和两个防护腔；设于所述散热腔内用于处理数据的处理器，且所述防护盒上设有与所述处理器电连接的的信号接口；设于顶部所述防护腔上用于与所述处理器电连接的插孔，设于底部所述防护腔内用于滑动的滑动板，所述滑动板上固定安装有密封板，所述分隔板内开设有可供所述密封板活动的活动孔；设于所述防护盒上用于散热的散热孔，所述散热孔设置有四个，设于所述散热孔内的过滤网；顶部所述防护腔的内部设有传输线，所述传输线的一端与所述插孔电连接，所述传输线的另一端设有感应器；所述感应器包括有用于防护的陶瓷防护壳，设于所述陶瓷防护壳的顶部用于安装的密封座，所述密封座底部设有用于检测的感应电极。

优选的，所述陶瓷防护壳上设有密封槽，所述密封座的底部且位于所述感应电极的外圈设有用于密封的密封环。

优选的，所述活动孔的内部设有用于密封的密封圈，所述密封圈的内环面与所述密封板的表面相接触，顶部所述防护腔的内部设有与所述密封板相适配的卡槽。

优选的，所述防护盒内且位于所述散热孔的一侧设有伸缩腔，设于所述伸缩腔内用于滑动的移动板，所述移动板的一侧与所述伸缩腔的内壁面之间可伸缩地横向设置有第二支撑弹簧。

优选的，所述移动板的另一侧固定安装有延伸至所述散热孔内的活动板，所述活动板内沿着所述活动板的长度方向间隔贯穿开设有多个透气孔，所述活动板的内壁面且位于所述透气孔的一侧均设置有清理毛刷。

优选的，所述分隔板的材质为隔热材质。

优选的，所述滑动板的底部与底部所述防护腔的内壁之间可伸缩地竖向设置有第一支撑弹簧。

优选的，所述防护盒上的信号接口型号包括有RS232和RS485。

一种液位检测仪及其使用方法，包括以下操作步骤：

S1、连接电源，将所述传输线的一端插入所述插孔；

S2、将所述传输线另一端的感应器通过胶布黏贴在检测容器的内壁；

S3、将该液位检测仪通过接口与外置的温度传感器连接，再将该液位检测仪与显示屏进行连接；

S4、将液体倒入容器的内部，使得液体对所述感应器进行浸泡，所述感应器内部的所述感应电极进行感应；

S5、所述感应电极在感应后将数据通过所述传输线传输给所述处理器，随后所述处理器对数据进行处理；

S6、所述处理器将温度传感器收集的数据与位于容器内被浸泡的所述感应器感应到的数据进行结合同步处理；

S7、所述处理器将处理好的数据通过信号接口传输至显示屏进行显示。

优选的，在S2中，所述感应器垂直贴合在容器的内壁，随后通过液体对所述感应器的浸泡，所述感应器可进行液位感应。

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、本发明的一种液位检测仪，通过设置陶瓷防护壳，将感应电极可放置在陶瓷防护壳中，随后密封座贴合陶瓷防护壳的顶部进行密封，使用时将感应器放入容器中，随后可浸入液体，使得液体对感应器进行浸泡，感应电极可透过陶瓷防护壳对液体进行实时测量和液位检测，通过陶瓷防护壳的陶瓷设计，使得感应器具有耐腐蚀效果，在腐蚀液体中或长时间浸泡在液体中时，也不会受到液体腐蚀而导致损坏，且陶瓷防护壳的陶瓷设置具有隔热效果，当液体中的温度升高时，陶瓷防护壳的传热性较低，可减少热量对感应电极的影响，使得感应器中的感应电极不会随着液位的问题而造成测量影响，感应器可应用在加湿器、拖地机、净水器、咖啡机、饮水机、热水器或自动送料生产线中，使得该液位检测仪适用范围增大，且不会因为液体的高温和腐蚀性影响测量的数据，增加测量的精准度。

（2）、本发明的一种液位检测仪，通过设置分隔板，使得分隔板可对插孔进行防护，当需要将传输线的一端插入顶部防护腔的内腔时，向下滑动滑动板，使得滑动板对第一支撑弹簧进行挤压，随后第一支撑弹簧产生收缩的同时并具有弹力，随后滑动板带动密封板解除对顶部防护腔的封堵，使得传输线插入顶部防护腔的内腔并与插孔进行连接，防止传输线在不使用时，灰尘或者异物进入顶部防护腔的内部对插孔造成堵塞，影响插孔的正常使用的问题，提高该设备的防护性。

（3）、本发明的一种液位检测仪，通过散热孔内部的过滤网，当处理器在工作时会产生温度，空气可通过散热孔进入散热腔的内腔对处理器进行散热，当气体经过散热孔中的过滤网时，过滤网可对空气的灰尘进行过滤，防止灰尘进入散热腔的内腔，且当过滤网的表面因为灰尘过多导致堵塞时，可滑动移动板，使得移动板带动活动板内侧的毛刷对过滤网的外壁进行清理，避免灰尘吸附在过滤网的外壁造成过滤网堵塞，无法正常通风的问题。

附图说明

图1为本发明的结构俯视剖面示意图；

图2为本发明图1中A处的结构放大示意图；

图3为本发明图1中B处的结构放大示意图；

图4为本发明感应器的结构正视剖面示意图；

图5为本发明的结构俯视示意图；

图6为本发明的系统示意图；

图7为本发明的系统流程示意图；

图8为本发明的实验数据图。

图中：1、防护盒；2、散热腔；3、防护腔；4、第一支撑弹簧；5、处理器；6、分隔板；7、插孔；8、散热孔；9、过滤网；10、活动板；11、伸缩腔；12、移动板；13、第二支撑弹簧；14、传输线；15、密封板；16、滑动板；17、密封圈；18、活动孔；19、透气孔；20、卡槽；21、感应器；211、陶瓷防护壳；212、密封环；213、密封座；214、感应电极。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-5，本发明提供一种液位检测仪及其使用方法技术方案：一种液位检测仪及其使用方法，包括防护盒1，设于防护盒1内腔用于分隔的分隔板6，分隔板6将防护盒1的内腔分隔为散热腔2和两个防护腔3。

分隔板6为T形设置，分隔板6可将防护盒1的内腔进行分隔，使得处理器5安装在散热腔2的内腔，将与处理器5电连接的插孔7安装在顶部防护腔3的内腔，当该设备使用时，将传输线14的一端插入顶部防护腔3的内部并插入插孔7的内部即可使得感应器21与处理器5之间进行电连接。

设于散热腔2内用于处理数据的处理器5，且防护盒1上设有与处理器5电连接的的信号接口。

通过信号接口，使得该装置可额外连接温度传感器和显示设备，使得该装置可通电使用。

设于顶部防护腔3上用于与处理器5电连接的插孔7，设于底部防护腔3内用于滑动的滑动板16，滑动板16上固定安装有密封板15，分隔板6内开设有可供密封板15活动的活动孔18；设于防护盒1上用于散热的散热孔8，散热孔8设置有四个，设于散热孔8内的过滤网9。

通过四个散热孔8的设置，使得气体可通过单个过滤网9进入散热腔2的内腔，再通过另一个散热孔8排除，当处理器5工作时会产生热量，在散热腔2内腔流通的气体可将处理器5产生的热量带走，从而使得处理器5进行降温。

当处理器5在工作时会产生温度，空气可通过散热孔8进入散热腔2的内腔对处理器5进行散热，当气体经过散热孔8中的过滤网9时，过滤网9可对空气的灰尘进行过滤，防止灰尘进入散热腔2的内腔。

顶部防护腔3的内部设有传输线14，传输线14的一端设有与插孔7电连接的插头。

处理器5中包含有信号发射模块、信号接收模块，用接发信号。

将传输线14的一端插入插孔7内，当感应器21放入容器内，随后对容器注液体时，感应器21可将检测数据通过传输线14，将数据传输给处理器5中，使得处理器5中对数据进行解析处理，并通过与信号接口的显示装置进行显示。

感应器21包括有用于防护的陶瓷防护壳211，设于陶瓷防护壳211的顶部用于安装的密封座213，密封座213底部设有用于检测的感应电极214。

陶瓷防护壳211可用在电热水器，等耐高温、耐腐蚀的环境中。

在本实施方式中，通过感应器21中的陶瓷防护壳211，通过设置陶瓷防护壳211，将感应电极214可放置在陶瓷防护壳211中，随后密封座213贴合陶瓷防护壳211的顶部进行密封，使用时将感应器21放入容器中，随后可浸入液体，使得液体对感应器21进行浸泡，感应电极214可透过陶瓷防护壳211对液体进行实时测量和液位检测。

通过陶瓷防护壳211的陶瓷设计，使得感应器21具有耐腐蚀效果，在腐蚀液体中或长时间浸泡在液体中时，也不会受到液体腐蚀而导致损坏，且陶瓷防护壳211的陶瓷设置具有隔热效果，当液体中的温度升高时，陶瓷防护壳211的传热性较低，可减少热量对感应电极214的影响，使得感应器21中的感应电极214不会随着液位的问题而造成测量影响，感应器21可应用在加湿器、拖地机、净水器、咖啡机、饮水机、热水器或自动送料生产线中，使得该液位检测仪适用范围增大，且不会因为液体的高温和腐蚀性影响测量的数据，增加测量的精准度。

由于被测介质的不同，该感应器21有不同的方式：

一、当用于较稀的非导电液体(如轻油等)时，可采用在感应电极214外部同轴套上陶瓷防护壳211并覆盖一层金属屏蔽层，相互绝缘固定，以被测介质为中间绝缘物质构成同轴套简形电容器。

二、测量导电液体的电容物位传感器，容器和液体作为电容器的一个电极，插入的金属电极作为另一电极，绝缘套管作为中间介质，三者组成圆筒形电容器，当容器为非导电体时，需另加一个接地极,其下端浸至被测容器底部，上端与安装法兰有可靠的导电连接，以使二电极中有一个与大地及仪表地线相连，保证仪表正常测量。

三、当测量粉状非导电固体料位和粘滞性非导电液体液位时，可采用金属电极直接插入圆筒型容器的中央，将仪表地线与容器相连，以容器作为外电极，料或液体作为绝缘介质构成圆筒型电容器。

该装置可应根据现场实际情况，即被测介质的性质(导电特性、粘滞性)、容器类型(规则/非规则金属罐、规则/非规则非金属罐)，选择合适的感应电极214。

进一步的，陶瓷防护壳211上设有密封槽，密封座213的底部且位于感应电极214的外圈设有用于密封的密封环212。

在本实施方式中，陶瓷防护壳211呈顶部为敞口型的套筒设置，陶瓷防护壳211的材料耐高温、耐腐蚀，可长期泡在液体中，可耐受液体加热，当遇见腐蚀液体时，陶瓷防护壳211具有良好的耐腐蚀性，通过密封环212，密封座213带动感应电极214插入陶瓷防护壳211的内部时，密封环212会贴合陶瓷防护壳211顶部的表面进行密封，随后将密封座213与陶瓷防护壳211之间进行固定即可。

进一步的，活动孔18的内部设有用于密封的密封圈17，密封圈17的内环面与密封板15的表面相接触，顶部防护腔3的内部设有与密封板15相适配的卡槽20。

密封圈17呈弹性橡胶材质，使得密封板15在活动孔18的内腔进行移动时，密封圈17可产生弹性并紧密接触密封板15的表面，使得活动孔18与密封板15之间的空隙被密封圈17填满密封。

在本实施方式中，通过密封圈17，使得滑动板16带动密封板15在活动孔18的内腔进行移动时，密封圈17可紧密贴合密封板15，防止灰尘通过底部防护腔3内部，随后通过活动孔18和密封板15之间的空隙进入顶部防护腔3的内对插孔7造成影响。

进一步的，防护盒1内且位于散热孔8的一侧设有伸缩腔11，设于伸缩腔11内用于滑动的移动板12，移动板12的一侧与伸缩腔11的内壁面之间可伸缩地横向设置有第二支撑弹簧13，移动板12的另一侧固定安装有延伸至散热孔8内的活动板10，活动板10内沿着活动板10的长度方向间隔贯穿开设有多个透气孔19，活动板10的内壁面且位于透气孔19的一侧均设置有清理毛刷。

通过透气孔19，使得活动板10在展开时，气体可通过透气孔19穿过活动板10，防止活动板10对散热孔8造成封堵，使得气体无法经过活动板10进入

在本实施方式中，通过伸缩腔11内腔的第二支撑弹簧13，当过滤网9表面灰尘较多时，滑动移动板12，使得移动板12可带动活动板10进行移动，使得活动板10带动清理毛刷对过滤网9进行清理，通过活动板10内部开设的透气孔19，使得活动板10在展开时，气体可通过透气孔19穿过活动板10进入过滤网9的内部进行过滤，从而使得无尘气体进入散热腔2的内腔对处理器5进行散热。

进一步的，分隔板6的材质为隔热材质。

在本实施方式中，分隔板6的隔热材质可防止插孔7和处理器5产生的热量互相传播影响。

进一步的，滑动板16的底部与底部防护腔3的内壁之间可伸缩地竖向设置有第一支撑弹簧4。

在本实施方式中，当滑动板16下压时，第一支撑弹簧4可受力产生收缩并产生弹力，滑动板16带动密封板15下移，使得滑动板16解除对顶部防护腔3的封堵，从而使得传输线14的一端可进入顶部防护腔3的内腔并插入插孔7的内进行电连接。

进一步的，防护盒1上的信号接口型号包括有RS232和RS485。

在本实施方式中，防护盒1上设有若干与处理器5电连接的信号接口，使得防护盒1可连接显示屏进行显示操作。

请参阅图6-图8，一种液位检测仪及其使用方法，包括以下操作步骤：

S1、连接电源，将传输线14的一端插入插孔7；

S2、将传输线14另一端的感应器21通过胶布黏贴在检测容器的内壁；

S3、将该液位检测仪通过接口与外置的温度传感器连接，再将该液位检测仪与显示屏进行连接；

S4、将液体倒入容器的内部，使得液体对感应器21进行浸泡，感应器21内部的感应电极214进行感应；

S5、感应电极214在感应后将数据通过传输线14传输给处理器5，随后处理器5对数据进行处理；

S6、处理器5将温度传感器收集的数据与位于容器内被浸泡的感应器21感应到的数据进行结合同步处理；

S7、处理器5将处理好的数据通过信号接口传输至显示屏进行显示。

在本实施方式中，在S2步骤中，可将感应器21安装在封闭式容器中也可放置在开口式容器中。

将液体倒入容器中时，假设中间介质的介电常数为ε3，电极被浸没长度为I，则此时电容器所具有的电容量中，其中:R和r分别为绝缘覆盖层外半径和内电极外半径，由于ε3为常数，所以C与|成正比，如果电极的一部分被介电常数为ε2的液体(非导电性的)浸没时，则必须会有电容量的增量△C产生(因ε2>ε1)，此时两极间的电容量C=C1+△C，假如电极被浸没长度为|，则电容增量为:ε1),此时两极间的电容量C=C1+△C，假如电极被浸没长度为I，则电容增量为:当ε2、ε1、R、r不变时，电容量增量△C与电极浸没的长度|成正比，因此测出电容增量数值便可知道液位高度。

该装置的实际测量数据表。

进一步的，在S2中，感应器21垂直贴合在容器的内壁，随后通过液体对感应器21的浸泡，感应器21可进行液位感应。

在本实施方式中，感应器21具有陶瓷防护壳211，安全耐腐蚀，使用时浸入液体，实时测量液量和液位，有效避免随着容器中的压力增大、或液体有自聚、腐蚀功能、高黏度液体时，检测器容易受到损坏，导致检测器检测到的数值偏差较大，影响检测器的正常使用。

本发明的工作原理及使用流程：本发明安装好过后，将该装置连接电源、显示器和温度传感器，随后将感应器21放入容器中，并下滑滑动板16，使得密封板15解除对顶部防护腔3的封堵，使得传输线14的一端插入插孔7的内部进行连接，随后通过将液体倒入容器中，使得感应器21浸入液体，实时测量液量和液位，随后感应电极214将感应的数据通过传输线14传输给处理器5内，通过处理器5结合温度传感器输送过来的数据进行结合处理后，通过显示器进行显示即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。