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CN111103030A - 一种多功能的水位检测装置 - Google Patents

一种多功能的水位检测装置 Download PDF

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CN111103030A
CN111103030A CN202010071493.3A CN202010071493A CN111103030A CN 111103030 A CN111103030 A CN 111103030A CN 202010071493 A CN202010071493 A CN 202010071493A CN 111103030 A CN111103030 A CN 111103030A
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CN
China
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electrically connected
module
data processing
water level
processing module
Prior art date
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Pending
Application number
CN202010071493.3A
Other languages
English (en)
Inventor
林浩勃
王修才
陈建文
朱文博
钟运发
庄泽潮
郑元僖
何智鸿
叶盛峰
严楚漫
王秋虹
徐其贤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan University
Original Assignee
Foshan University
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/14Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
    • G01F23/18Indicating, recording or alarm devices actuated electrically
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B19/00Alarms responsive to two or more different undesired or abnormal conditions, e.g. burglary and fire, abnormal temperature and abnormal rate of flow

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  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多功能的水位检测装置,包括感应检测模块、数据处理模块、显示模块以及报警模块;感应检测模块与数据处理模块的输入端电连接,数据处理模块的输出端分别与报警模块以及显示模块电连接;固定杆的底部设置有温度传感器,固定杆靠近底部的外周面设置有压力传感器,温度传感器以及压力传感器分别与数据处理模块的输入端电连接。本技术方案通过压力传感器实现液体内压强检测功能,进而通过检测得到的压强数据计算出液位深度,通过温度传感器检测液体的温度参数,实现多功能检测,最后通过数据处理模块实现对水位数据以及温度数据进行处理并输出至显示模块以及报警模块,从而实现显示以及预警功能。

Description

一种多功能的水位检测装置
技术领域
本发明涉及液位检测技术领域,更具体地说涉及一种多功能的水位检测装置。
背景技术
目前,液体水位的检测技术,具有很多种测量方式可以实现,如水尺测量、浮子水位测量、超声波水位测量等,以上的测量手段都存在其相应的优缺点。
现有技术中,大部分的水位测量装置由于其在液体部分设计不合理,密封性差、装置易损耗,导致使用寿命短。同时,检测高温、酸碱性液体时,检测部分易受液体的腐蚀,影响了水位、温度检测的准确性与灵敏性。另外,检测的功能单一,缺少实时显示记录和预警功能。
发明内容
本发明目的在于提供一种多功能的水位检测装置,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
为解决上述技术问题所采用的技术方案:
一种多功能的水位检测装置,包括:
感应检测模块,用于采集水位数据以及温度数据;
数据处理模块,用于对所述水位数据以及所述温度数据进行处理;
显示模块,用于输出所述水位数据以及所述温度数据;
以及报警模块;
所述感应检测模块与所述数据处理模块的输入端电连接,所述数据处理模块的输出端分别与所述报警模块以及所述显示模块电连接;
所述感应检测模块包括固定杆,所述固定杆利用复合绝缘材料制作而成,所述固定杆的底部设置有温度传感器,所述固定杆靠近底部的外周面设置有压力传感器,所述温度传感器以及所述压力传感器分别与所述数据处理模块的输入端电连接。
作为上述技术方案的进一步改进,所述压力传感器配置有第一传输导线,所述温度传感器配置有第二传输导线,所述第一传输导线的一端与压力传感器电连接,其另一端通过所述固定杆的内部延伸至顶部并从顶部伸出至外部与所述数据处理模块电连接,所述第二传输导线的一端与温度传感器电连接,其另一端通过所述固定杆的内部延伸至顶部并从顶部伸出至外部与所述数据处理模块电连接。
作为上述技术方案的进一步改进,所述压力传感器是电容式压力传感器。
作为上述技术方案的进一步改进,所述数据处理模块包括:
衰减单元,用于对信号进行衰减操作;
放大单元,用于对信号进行放大操作;
三态开关单元,用于判断信号所属状态;
三态采集单元,用于将信号所属状态输出;
模数转换单元,用于将模拟电信号转换成数字电信号;
所述感应检测模块与所述衰减单元的输入端电连接,所述衰减单元的输出端与所述放大单元的输入端电连接,所述放大单元的输出端与所述三态开关单元的输入端电连接,所述三态开关单元的输出端分别与所述三态采集单元的输入端以及所述报警模块电连接,所述三态采集单元的输出端与所述模数转换单元的输入端电连接,所述模数转换单元的输出端与所述显示模块电连接。
本发明的有益效果是:本技术方案通过压力传感器实现液体内压强检测功能,进而通过检测得到的压强数据计算出液位深度,通过温度传感器检测液体的温度参数,实现多功能检测,最后通过数据处理模块实现对水位数据以及温度数据进行处理并输出至显示模块以及报警模块,从而实现显示以及预警功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明;
图1是本发明的装置结构示意图;
图2是本发明的固定杆的仰视图;
图3是本发明的数据处理模块的电路模块示意图;
图4是本发明的三态开关单元的电路图。
100、感应检测模块,101、固定杆,102、温度传感器,103、压力传感器,200、数据处理模块,300、显示模块,400、报警模块。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例,本发明之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右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。
在本发明的描述中,如果具有“若干”之类的词汇描述,其含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图1至图3,本申请公开了一种多功能的水位检测装置,其第一实施例,包括:
感应检测模块100,用于采集水位数据以及温度数据;
数据处理模块200,用于对所述水位数据以及所述温度数据进行处理;
显示模块300,用于输出所述水位数据以及所述温度数据;
以及报警模块400;
所述感应检测模块100与所述数据处理模块200的输入端电连接,所述数据处理模块200的输出端分别与所述报警模块400以及所述显示模块300电连接;
所述感应检测模块100包括固定杆101,所述固定杆101利用复合绝缘材料制作而成,所述固定杆101的底部设置有温度传感器102,所述固定杆101靠近底部的外周面设置有压力传感器103,所述温度传感器102以及所述压力传感器103分别与所述数据处理模块200的输入端电连接。其中所述复合绝缘材料是耐酸碱耐高温的复合材料,常见的有纳米硼酸铝晶须材料、碳纤维复合材料、三元乙丙复合材料等。
具体地,本实施例中,通过压力传感器103实现液体内压强检测功能,进而通过检测得到的压强数据计算出液位深度,通过温度传感器102检测液体的温度参数,实现多功能检测,最后通过数据处理模块200实现对水位数据以及温度数据进行处理并输出至显示模块300以及报警模块400,从而实现显示以及预警功能。当然了,本实施例还包括输入模块,用于提供液体密度数据的输入功能。
进一步作为优选的实施方式,本实施例中,所述压力传感器103配置有第一传输导线,所述温度传感器102配置有第二传输导线,所述第一传输导线的一端与压力传感器103电连接,其另一端通过所述固定杆101的内部延伸至顶部并从顶部伸出至外部与所述数据处理模块200电连接,所述第二传输导线的一端与温度传感器102电连接,其另一端通过所述固定杆101的内部延伸至顶部并从顶部伸出至外部与所述数据处理模块200电连接。本实施例将连通所述压力传感器103与所述数据处理模块200的所述第一传输导线,连通所述温度传感器102与所述数据处理模块200的所述第二传输导线设置在所述固定杆101的内部,利用所述固定杆101保护所述第一传输导线以及所述第二传输导线。当然了本实施例中所述第一传输导线以及第二传输导线还可以设置在所述固定杆101的外部,但此时所述第一传输导线以及所述第二传输导线的外部需要利用抗腐蚀绝缘材料进行包裹,价格较高。
进一步作为优选的实施方式,本实施例中,所述压力传感器103是电容式压力传感器。
参照图3和图4,进一步作为优选的实施方式,本实施例中,所述数据处理模块200包括:
衰减单元,用于对信号进行衰减操作;
放大单元,用于对信号进行放大操作;
三态开关单元,用于判断信号所属状态;
三态采集单元,用于将信号所属状态输出;
模数转换单元,用于将模拟电信号转换成数字电信号;
所述感应检测模块100与所述衰减单元的输入端电连接,所述衰减单元的输出端与所述放大单元的输入端电连接,所述放大单元的输出端与所述三态开关单元的输入端电连接,所述三态开关单元的输出端分别与所述三态采集单元的输入端以及所述报警模块400电连接,所述三态采集单元的输出端与所述模数转换单元的输入端电连接,所述模数转换单元的输出端与所述显示模块300电连接。
具体地,本实施例中所述三态开关单元的电路原理图如图4所示,所述三态开关单元包括旋转三态开关、NPN型三极管T1至T7,发光二极管D1至D3,电阻R1至R9、电容C1至C2,二极管d1至d3;
所述旋转三态开关为电接点表,包括旋转指针以及三个电极,分别为电极A、电极B以及电极C,所述旋转指针与所述放大单元相连,所述旋转指针择一与其中一个电极相连,旋转指针用于输入电源供电电压;
电阻R1的一端与发光二极管D1的正极相连,发光二极管D1的负极与三极管T4的集电极相连,三极管T4的基极通过电阻R2与电阻R1的另一端相连,三极管T3的集电极与三极管T4的基极相连,三极管T3的发射极与三极管T4的发射极相连,三极管T3的基极通过电阻R3与二极管d1的负极相连,电阻R1的所述一端通过电阻R4与电极B相连,电极A与三极管T1的基极相连,三极管T1的集电极与电阻R1的所述一端相连,三极管T1的发射极与二极管d2的正极相连,二极管d2的负极与二极管d1的正极相连,电极C与三极管T2的基极相连,三极管T2的集电极与三极管T1的集电极相连,三极管T2的发射极与二极管d3的正极相连,二极管d3的负极与二极管d1的正极相连,二极管d2的正极与发光二极管D2的正极相连,发光二极管D2的负极与电阻R5的一端相连,二极管d3的正极与发光二极管D3的正极相连,发光二极管D3的负极与电阻R5的所述一端相连,电阻R5的另一端通过电容C1与三极管T6的基极相连,三极管T6的基极通过电阻R7与二极管d1的正极相连,三极管T6的集电极通过电阻R9与二极管d1的正极相连,三极管T6的发射极与三极管T3的发射极相连,电阻R5的所述另一端与三极管T5的集电极相连,三极管T5的发射极与三极管T3的发射极相连,三极管T5的基极通过电容C2与三极管T7的集电极相连,三极管T5的集电极通过电阻R6与二极管d1的正极相连,三极管T5的基极通过电阻R8与二极管d1的正极相连,三极管T7的基极与三极管T6的集电极相连,三极管T7的发射极三极管T3的发射极相连,三极管T7的集电极以及二极管d1的正极分别作为三态开关单元的输出端分别与三态采集单元以及报警模块400相连。
本实施例中,所述旋转三态开关类似于实际生活中的电接点表,需要根据具体的应用情况设定相应的温度检测范围和液位检测范围,将电极A设定为低液位/低温报警电极,对应低液位/低温报警检测范围,将电极C设定为高液位/高温报警电极,对应高液位/高温报警电极检测范围,将电机B设定为正常报警电极,对应正常检测范围;将电接点表的ABC三个电极与图4中所示ABC三个接口一一对应连接。
当液位/温度检测电压正常时,电接点表的旋转指针与电极B相连,三极管T1、三极管T2以及三极管T3处于截止状态,三极管T4导通,发光二极管D1点亮,报警模块400由于无工作电源,没有启动。
当液位/温度检测电压过低时,三极管T1导通,三极管T1的发射极输出直流电压,使得有三极管T5和三极管T6组成的多谐振荡器工作,从三极管T6的集电极上输出一个间歇的正方波信号,使三极管T7间歇的导通与截止,从而驱动蜂鸣器发出间歇的讯响信号,另外随三极管T5的导通与截止,使低压报警指示灯发光二极管D2发出与声报警信号同步的光报警信号,三极管T3导通,其集电极为零电位,使三极管T4截止,数值正常指示发光二极管D1灯熄灭。
同理当液位/温度检测电压过高时,三极管T2导通,三极管T3至三极管T7的工作状态与上一段所描述的一致,此时高压报警指示灯发光二极管D3发出与声报警信号同步的光报警信号。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种多功能的水位检测装置,其特征在于:包括:
感应检测模块(100),用于采集水位数据以及温度数据;
数据处理模块(200),用于对所述水位数据以及所述温度数据进行处理;
显示模块(300),用于输出所述水位数据以及所述温度数据;
以及报警模块(400);
所述感应检测模块(100)与所述数据处理模块(200)的输入端电连接,所述数据处理模块(200)的输出端分别与所述报警模块(400)以及所述显示模块(300)电连接;
所述感应检测模块(100)包括固定杆(101),所述固定杆(101)利用复合绝缘材料制作而成,所述固定杆(101)的底部设置有温度传感器(102),所述固定杆(101)靠近底部的外周面设置有压力传感器(103),所述温度传感器(102)以及所述压力传感器(103)分别与所述数据处理模块(200)的输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能的水位检测装置,其特征在于:所述压力传感器(103)配置有第一传输导线,所述温度传感器(102)配置有第二传输导线,所述第一传输导线的一端与压力传感器(103)电连接,其另一端通过所述固定杆(101)的内部延伸至顶部并从顶部伸出至外部与所述数据处理模块(200)电连接,所述第二传输导线的一端与温度传感器(102)电连接,其另一端通过所述固定杆(101)的内部延伸至顶部并从顶部伸出至外部与所述数据处理模块(200)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种多功能的水位检测装置,其特征在于:所述压力传感器(103)是电容式压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种多功能的水位检测装置,其特征在于:所述数据处理模块(200)包括:
衰减单元,用于对信号进行衰减操作;
放大单元,用于对信号进行放大操作;
三态开关单元,用于判断信号所属状态;
三态采集单元,用于将信号所属状态输出;
模数转换单元,用于将模拟电信号转换成数字电信号;
所述感应检测模块(100)与所述衰减单元的输入端电连接,所述衰减单元的输出端与所述放大单元的输入端电连接,所述放大单元的输出端与所述三态开关单元的输入端电连接,所述三态开关单元的输出端分别与所述三态采集单元的输入端以及所述报警模块(400)电连接,所述三态采集单元的输出端与所述模数转换单元的输入端电连接,所述模数转换单元的输出端与所述显示模块(300)电连接。
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