CN212158908U - 一种流体压强测量装置及液位测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流体压强测量装置及液位测量仪，属于压强和液位测量技术领域。所述流体压强测量装置，包括壳体、第一接头组件、第二接头组件及压力传感器，其中，壳体内部开设有用于容纳气体的容纳腔；第一接头组件一端与所述容纳腔连通，另一端与外部气源连通，能向容纳腔内充入压缩空气；第二接头组件一端与容纳腔连通，另一端与待测流体连通；压力传感器密封设置在容纳腔内，用于测量容纳腔内压缩空气的压强。所述液位测量仪包括上述的流体压强测量装置。本实用新型的流体压强测量装置及液位测量仪，集成度高，便于装配，可靠性高，且适用范围广。

Description

一种流体压强测量装置及液位测量仪

技术领域

本实用新型涉及压强和液位测量技术领域，尤其涉及一种流体压强测量装置及液位测量仪。

背景技术

流体压强信号测量是非常常用的测量技术手段，传统的压强测量装置，主要有绝压式和差压式两种方式。绝压式测量方式得到的绝对压力是待测流体压强与周围环境的大气压之和，而大气压并非恒定值，容易受到不同地域、不同时段的气压等各种因素变化影响，测量精度低。

现有的差压式测量方式，需要将测量装置投入至待测流体中，测试装置对环境要求较高。例如待测气体环境中的气体具有腐蚀性，则测试装置容易受到腐蚀，影响测试精度；或者待测液体环境的液体中存在较多悬浮物，悬浮物和微生物等会附着在测试装置表面，造成测试装置的淤堵，测量精度和灵敏度就会大大降低，影响测试装置的使用。

现有的非接触式测量装置，如气泡式水位测量仪，在压力传感器上直接安装气管，将气管投入到待测水中进行压强检测，由于水汽会通过气管接触到压力传感器，防水性差，影响压力传感器的使用寿命；一般压力传感器上通过胶粘贴有不锈钢导气管或塑胶导气管接口，气管连接插接在不锈钢或塑胶导气管接口上，插接过程中需要用力适当，否则容易使不锈钢或塑胶导气管接口脱落，装配不便。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种流体压强测量装置，结构简单紧凑，集成度高，便于装配，可靠性高，且适用于多种测量环境。

为实现此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种流体压强测量装置，包括：

壳体，内部开设有用于容纳气体的容纳腔；

第一接头组件，一端与容纳腔连通，另一端与外部气源连通，能向容纳腔内充入压缩空气；

第二接头组件，一端与容纳腔连通，另一端与待测流体连通；

压力传感器，密封设置在容纳腔内，用于测量容纳腔内压缩空气的压强。

可选地，容纳腔内还安装有温度传感器。

可选地，壳体上还开设有与容纳腔连通的开口，压力传感器通过灌封胶设置在开口上。

可选地，压力传感器包括表压传感器本体和连接在表压传感器本体上的防水导气管，防水导气管的另一端伸出灌封胶，且防水导气管内安装有防水透气塞。

可选地，压强测量装置包括连接在第一接头组件上的单向阀，用于使外部压缩空气单向充入到容纳腔内。

可选地，单向阀设置在容纳腔内，且单向阀与容纳腔密封设置。

可选地，第一接头组件与壳体密封连接；和/或第二接头组件与壳体密封连接。

可选地，第一接头组件与壳体通过密封胶或者水工胶带进行连接；和/或

第二接头组件与壳体通过密封胶或者水工胶带进行连接。

可选地，第一接头组件包括气管，气管用于连通容纳腔和外部气源；和/或

第二接头组件包括气管，气管用于连通容纳腔和待测流体。

本实用新型的另一个目的在于提供一种液位测量仪，可靠性高其成本低。

为实现此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种液位测量仪，包括上述的流体压强测量装置。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的一种流体压强测量装置，当测量液位时，第二接头组件与待测流体连通，通过第一接头组件向容纳腔内充入压缩空气，避免待测流体进入到容纳腔内，直到待测流体不进入第二接头组件，同时压缩空气不溢出第二接头组件，此时，待测流体的压强与容纳腔内的压缩空气压强相等，压力传感器测量容纳腔内的压缩空气的压强，即可得到待测流体的压强。待测流体与压力传感器通过压缩空气隔离，实现了非接触式测量，避免压力传感器直接接触到待测流体，而影响压力传感器的使用，提高了压力传感器的可靠性和使用寿命，降低了使用成本；通过第二接头组件接触待测流体，可以根据不同的使用环境使用不同材质的第二接头组件，能适用于不同环境下压强的测量，适用范围广。

本实用新型提供的一种液位测量仪，通过采用上述的流体压强测量装置，利用数据转换实现液位测试，测试精度高、稳定性高、可靠性高，降低使用成本。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式提供的流体压强测量装置结构示意图；

图2是图1的剖面图。

图中：

1-壳体；11-容纳腔；12-开口；2-压力传感器；21-表压传感器本体；22-防水导气管；3-第一接头组件；31-第一导管接头；32-第一锁紧螺帽；4-第二接头组件；41-第二导管接头；42-第二锁紧螺帽；5-单向阀；6-第一密封件；7-第二密封件；8-第三密封件；9-灌封胶；10-锁紧件；20-输出线缆。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种流体压强测量装置，其可以应用于工业测量，如配药罐装、立交桥隧道等积水的压强测量，进而基于该压强计算水位，以及咖啡机等电器产品等领域中。如图1所示，流体压强测量装置包括壳体1和连接在壳体1上的第一接头组件3和第二接头组件4。具体地，如图2所示，壳体1内部开设有用于容纳气体的容纳腔11，容纳腔11内密封设置有压力传感器2，第一接头组件3一端与容纳腔11连通，另一端与外部气源连通，能向容纳腔11内充入压缩空气；第二接头组件4一端与容纳腔11连通，另一端与待测流体连通；压力传感器2用于测量容纳腔11内的压缩空气的压强。

当测量流体的压强时，第二接头组件4与待测流体连通，通过第一接头组件3向容纳腔11内充入压缩空气，避免待测流体进入到容纳腔内，直到待测流体不进入第二接头组件4，同时压缩空气不溢出第二接头组件4，此时，待测流体的压强与容纳腔11内的压缩空气压强相等，压力传感器2测量容纳腔11内的压缩空气的压强，即可得到待测流体的压强。待测流体与压力传感器2通过压缩空气隔离，实现了非接触式测量，避免压力传感器2直接接触到待测流体，而影响压力传感器2的使用，提高了压力传感器2的可靠性和使用寿命，降低了使用成本；通过第二接头组件4接触待测流体，可以根据不同的使用环境使用不同材质的第二接头组件4，能适用于不同环境下压强的测量，适用范围广。

可选地，壳体1上还开设有与容纳腔11连通的开口12，压力传感器2设置在开口12上，便于压力传感器2的安装和测量，压力传感器2通过灌封胶9设置在开口12上，使压力传感器2密封安装在壳体1内，避免受到外界环境的水汽破坏而影响使用寿命。

进一步可选地，压力传感器2和壳体1之间设置有锁紧件10，锁紧件10用于锁紧压力传感器2，使压力传感器2固定在壳体1上，结构稳定，可靠性高。本实施例中，压力传感器2和锁紧件10均通过灌封胶9密封设置在壳体1内，可选地，壳体1由不锈钢材质或者工程塑料材质制成。

可选地，压力传感器2可以是绝压传感器、表压传感器或者差压传感器中的任一种，均可实现容纳腔11内压缩空气的压强测量；本实施例中，压力传感器2采用表压传感器，表压传感器能消除不同地域、不同时段的大气压变化带来的影响，以及消除不同地域、不同时段的大气压变化带来的影响，使得压强测量数据更加准确可靠；可选地，表压传感器包括表压传感器本体21和连接在表压传感器本体21上的防水导气管22，防水导气管22的另一端伸出灌封胶9；当表压传感器长期使用时，内部可能会进入水汽，防水导气管22及时向外部排出表压传感器本体21上的水汽，同时，防水导气管22内装有防水透气塞，自身能防水汽，避免水汽通过防水导气管22进入到表压传感器本体21上。

可选地，压强测量装置包括连接在第一接头组件3上的单向阀5，使外部压缩空气可以充入到容纳腔11内，并阻截容纳腔11内的气体从第一接头组件3溢出，避免压缩空气的泄漏，提高压强测试的准确性。另外设置单向阀5可以使压缩空气平稳充入到容纳腔11内，避免对压力传感器2造成冲击。可选地，单向阀5可以安装在容纳腔11内，可以提高压强测量装置的集成性；可选地，单向阀5也可以安装在壳体1外部，便于单向阀5的安装。本实施例中，壳体1内安装有两个单向阀5，提高使用的可靠性，减少维修。为提高可靠性，减少维护，其他实施例中，也可以安装多个单向阀5。

可选地，单向阀5与容纳腔11密封连接。可选地，单向阀5与壳体1通过第三密封件8连接。如图2所示，本实施例中，第三密封件8为密封圈，密封圈安装在单向阀5的外周和容纳腔11的内孔之间，使单向阀5与容纳腔11之间密封，避免漏气而影响测量效果。

可选地，第一接头组件3包括气管，气管用于连通容纳腔11和外部气源；第二接头组件4包括气管，气管用于连通容纳腔11和待测流体。由于气管成本低廉，更换方便，便于后期维护；通过气管分别直接与外部气源和待测流体直接接触，能延长第一接头组件3和第二接头组件4的使用寿命。可选地，气管由耐腐蚀的塑料材质制成。

本实施例中，第一接头组件3包括连接在壳体1上的第一导管接头31和连接在第一导管接头31上的第一锁紧螺帽32；第二接头组件4包括连接在壳体1上的第二导管接头41和连接在第二导管接头41上的第二锁紧螺帽42。可选地，第一导管接头31和第二导管接头41均通过螺纹连接在壳体1上，拆装方便。可选地，通过第一导管接头31安装气管，气泵通过气管向容纳腔11内充入压缩空气，第一锁紧螺帽32使气管锁紧在第一导管接头31上，避免气管安装不稳而影响使用。同理，第二导管接头41安装气管，气管投入到待测流体内，第二锁紧螺帽42使气管锁紧在第二导管接头41上，使气管与第二导管接头41安装稳定，提高使用的可靠性。进一步可选地，第一接头组件3与第二接头组件4的规格尺寸均相同，能相互替换，提高组装的方便性。

其他实施例中，第一接头组件3和第二接头组件4可以是气管接头，气管接头的一端与壳体1螺纹连接，另一端插接有气管，气管接头为标准件，使用方便且成本低。可选地，第一接头组件3与壳体1密封连接。可选地，第一接头组件3与壳体1通过第一密封件6连接。如图2所示，本实施例中，第一密封件6为密封圈，第一导管接头31上设置有凹槽，密封圈安装在凹槽内且另一端抵接在壳体1上，使第一导管接头31与壳体1之间密封。

可选地，第二接头组件4与壳体1密封连接。第二接头组件4与壳体1通过第二密封件7连接。如图2所示，本实施例中，第二密封件7为密封圈，同理，第二导管接头41上开设有凹槽，密封圈安装在凹槽内且另一端抵接在壳体1上，使第二导管接头41与壳体1之间密封。可选地，当第一接头组件3与第二接头组件4能互换使用时，第一密封件6与第二密封件7也可以互换使用。

可选地，第一接头组件3及第二接头组件4分别与壳体1通过密封胶或者水工胶带进行连接，从而达到密封的目的，防止漏气，提高测量精度；具体地，第一接头组件3及第二接头组件4分别与壳体1通过螺纹连接，密封胶或者水工胶带设置在螺纹连接。

本实施例还提供了一种液位测量仪，包括上述的压强测量装置，还包括安装在第二接头组件4上与待测流体连通的测量气室、与第一接头组件3连通的气源组件，以及与压力传感器2电连接的输出线缆20，用于向外部传输测量数据，本实施例中，待测流体为待测液体。

测试时，测量气室投入到待测液体中，通过第一接头组件3向容纳腔11内补充压缩空气，压力传感器2测量容纳腔11内压缩空气的压强，将测量数据通过数据转换处理，即可得出相应水位高度数据。

可选地，容纳腔11内还安装有温度传感器，以得到不同温度下的待测流体压强。可选地，温度传感器与输出线缆20电连接，通过温度补偿算法进行数据补偿处理，提高测试精度。可选地，压力传感器2和温度传感器电连接在同一个电路板上，测量时，温度传感器和压力传感器2均向外部传输数据，根据不同的温度给压力传感器2的测量结果进行补偿处理，实现不同温度环境下的压强数据补偿和校准，保证压强测量数据的一致性和可靠性，使测量结果更精确。可选地，输出线缆20采用带接线端子的4pin信号线缆，用于传输压力信号和温度信号。

可选地，流体压强测量装置还包括供电电源模块，用于为压力传感器2和温度传感器提供直流稳压电源，并能实现过压、过流或者过热保护；可选地，压强测量装置还包括数据处理模块，对压力传感器2测量到的压强信号进行处理和解码，本实施例中，通过温度传感器检测到的温度信号通过温度补偿算法进行数据补偿处理；可选地，流体压强测量装置还包括数据传输模块，锁存数据处理模块处理好的数据，并支持第三方设备或上位机软件指令查询功能；输出信号为有线方式，可以是IIC/232/485等UART信号中的任一种形式。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种流体压强测量装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，内部开设有用于容纳气体的容纳腔(11)；

第一接头组件(3)，一端与所述容纳腔(11)连通，另一端与外部气源连通，能向所述容纳腔(11)内充入压缩空气；

第二接头组件(4)，一端与所述容纳腔(11)连通，另一端与待测流体连通；

压力传感器(2)，密封设置在所述容纳腔(11)内，用于测量所述容纳腔(11)内所述压缩空气的压强。

2.如权利要求1所述的流体压强测量装置，其特征在于，所述容纳腔(11)内还安装有温度传感器。

3.如权利要求1所述的流体压强测量装置，其特征在于，所述壳体(1)上还开设有与所述容纳腔(11)连通的开口(12)，所述压力传感器(2)通过灌封胶(9)设置在所述开口(12)上。

4.如权利要求3所述的流体压强测量装置，其特征在于，所述压力传感器(2)包括表压传感器本体(21)和连接在所述表压传感器本体(21)上的防水导气管(22)，所述防水导气管(22)的另一端伸出所述灌封胶(9)，且所述防水导气管(22)内安装有防水透气塞。

5.如权利要求1所述的流体压强测量装置，其特征在于，所述压强测量装置包括连接在所述第一接头组件(3)上的单向阀(5)，用于使外部压缩空气单向充入到所述容纳腔(11)内。

6.如权利要求5所述的流体压强测量装置，其特征在于，所述单向阀(5)设置在所述容纳腔(11)内，且所述单向阀(5)与所述容纳腔(11)密封设置。

7.如权利要求1-6任一项所述的流体压强测量装置，其特征在于，所述第一接头组件(3)与所述壳体(1)密封连接；和/或所述第二接头组件(4)与所述壳体(1)密封连接。

8.如权利要求7所述的流体压强测量装置，其特征在于，所述第一接头组件(3)与所述壳体(1)通过密封胶或者水工胶带进行连接；和/或

所述第二接头组件(4)与所述壳体(1)通过密封胶或者水工胶带进行连接。

9.如权利要求1-6任一项所述的流体压强测量装置，其特征在于，所述第一接头组件(3)包括气管，所述气管用于连通所述容纳腔(11)和所述外部气源；和/或

所述第二接头组件(4)包括气管，所述气管用于连通所述容纳腔(11)和所述待测流体。

10.一种液位测量仪，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的流体压强测量装置。

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