锅炉液位测量系统及锅炉液位测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107957283A(43)申请公布日2018.04.24(21)申请号201711486156.5(22)申请日2017.12.29(71)申请人北京晨淼科技有限公司地址102488北京市房山区良乡凯旋大街建设路18号-D1162(72)发明人李桃岭(74)专利代理机构北京细软智谷知识产权代理有限责任公司11471代理人刘静荣(51)Int.Cl.G01F23/24(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称锅炉液位测量系统及锅炉液位测量方法(57)摘要本发明涉及一种锅炉液位测量系统及锅炉液位测量方法，锅炉液位测量系统包括液位传感器、电桥、滤波电路、单片机、液晶显示模块、操作电路和供电模块；液位传感器通过导线与电桥连接，电桥通过滤波电路与单片机连接；液晶显示模块和操作电路均与单片机连接；供电模块为液位传感器和单片机提供工作电压。本发明通过实际测量的液位高度及其对应的电阻值拟合得到电阻值及其对应的液位高度值之间的关系表达式，利用已知的液位高度对计算得到的液位高度进行修正，进而修正关系表达式，利用修正后的关系表达式和测量得到的电阻值获得所测液位的高度信息，本发明具有误差小，环境适应性强等特点。CN107957283ACN107957283A权利要求书1/2页1.一种锅炉液位测量系统，其特征在于，它包括液位传感器、电桥、滤波电路、单片机、液晶显示模块、操作电路和供电模块；所述液位传感器通过导线与所述电桥连接，所述电桥通过滤波电路与所述单片机连接；所述液晶显示模块和操作电路均与所述单片机连接；所述供电模块为所述液位传感器和单片机提供工作电压。2.如权利要求1所述的锅炉液位测量系统，其特征在于，所述液位传感器包括一腔体和两电极；两所述电极采用相同材料制成，其长度和截面积均相同；所述腔体的底部采用绝缘材料制成，其底部设置两安装孔，所述电极的一端设置在所述安装孔中，所述电极的另一端使用时插入被测液体中。3.如权利要求2所述的锅炉液位测量系统，其特征在于，所述电极与安装孔采用螺纹连接或插接。4.如权利要求3所述的锅炉液位测量系统，其特征在于，所述安装孔中设置内螺纹，所述电极的一端设置外螺纹。5.如权利要求1或2或3或4所述的锅炉液位测量系统，其特征在于，所述操作电路包括若干按钮，通过所述按钮对所述单片机进行操作。6.如权利要求2或3或4所述的锅炉液位测量系统，其特征在于，所述腔体的侧壁上平行设置有两连通管，所述连通管与腔体内部连通，所述连通管的一端与所述腔体垂直连接，其另一端与盛放被测液体的容器连接。7.如权利要求1或2或3或4所述的锅炉液位测量系统，其特征在于，所述单片机中设置有存储模块、拟合模块、液位高度计算模块、参数修正模块；所述存储模块用于存储预设的液位高度值、不同液位高度对应的电阻值，所述拟合模块用于根据液位高度值及其对应的电阻值拟合得到液位高度值与电阻值之间的关系表达式，所述液位高度计算模块用于根据测得的电阻值以及液位高度值与电阻值之间的关系表达式计算得到液位高度，所述参数修正模块用于根据计算得到的液位高度和某一已知液位高度对液位高度值与电阻值之间的关系表达式中的常数项参数进行修正，所述液位高度计算模块还用于根据测量得到的电阻值以及修正后的液位高度值与电阻值之间的关系表达式计算测量得到的电阻所对应的液位高度。8.如权利要求1或2或3或4所述的锅炉液位测量系统，其特征在于，所述液晶显示模块包括两个串入并出的型号为74HC595的芯片和四个LED数码管；所述型号为74HC595的芯片与所述单片机连接，所述LED数码管与所述型号为74HC595的芯片连接。9.一种锅炉液位测量方法，其特征在于，包括以下步骤：预设若干液位高度值；根据预设的液位高度值改变被测液体的液位高度，采用液位传感器采集不同液位高度对应的电阻值，单片机读取液位传感器采集的电阻值进行处理后存入RAM中；单片机读取RAM中存储的电阻值以及与电阻值对应的液位高度值，采用最小二乘法拟合出电阻值及其对应的液位高度值之间的关系表达式：h＝aR2+bR+c，式中，参数a,b,c分别为：2CN107957283A权利要求书2/2页式中，k,k1,k2均表示中间参数，中间参数k,k1,k2分别为：Ri表示第i次测得的电阻值，hi表示第i次测得的液位高度，i表示测量次数，i≥2；将参数a,b,c存入单片机的EEPROM中，进行断电保护；对应某一已知液位高度，液位传感器采集该液位高度对应的电阻值，并将采集到的电阻值传输至单片机；单片机根据接收到的电阻值和电阻值及其对应的液位高度值之间的关系表达式，计算得到接收到的电阻值对应的液位高度；将计算得到的液位高度修正为所述已知液位高度，利用修正后的液