一种基于气压传感器的液位测量装置及其液位测量方法.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CN109932019A(43)申请公布日2019.06.25(21)申请号201910174363.X(22)申请日2019.03.08(71)申请人河海大学地址210024江苏省南京市鼓楼区西康路1号(72)发明人王海渝顾哲江赜伟王可纯徐俊增刘博弈李亚威(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.G01F23/14(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种基于气压传感器的液位测量装置及其液位测量方法(57)摘要本发明公开了一种基于气压传感器的液位测量装置及方法，测量装置由壳体、内部气压传感器和数据采集分析系统组成，所述壳体底部开孔，竖直插入待测液中内部形成密闭空间；所述内部气压传感器安装于所述壳体内侧顶部，并连接数据采集分析系统；所述数据采集分析系统通过分析内部气压传感器数据得到壳体底部与待测液液面的相对距离。本发明所提供的测量装置操作简单，通过提供的测量方法获取的数据可靠，也通过将液位测量转化成高精度的气压测量这一特点提高了液位测量的精度，广泛适用于工业、农业、环境等诸多领域的液位测量。CN109932019ACN109932019A权利要求书1/3页1.一种基于气压传感器的液位测量装置，其特征在于：包括壳体(2)、内部气压传感器(3)和数据采集分析系统(14)，所述壳体(2)底部开孔，竖直插入待测液(1)中内部形成密闭空间；所述内部气压传感器(3)安装于所述壳体(2)内侧顶部，并连接数据采集分析系统(14)；所述数据采集分析系统(14)通过分析内部气压传感器(3)数据得到壳体(2)底部与待测液(1)液面的相对距离。2.根据权利要求1所述的一种基于气压传感器的液位测量装置，其特征在于：包括水平对准装置(6)，所述水平对准装置(6)安装于壳体(2)上，且垂直于壳体(2)中轴线，所述水平对准装置(6)用于指示壳体(2)倾斜状态，保证壳体(2)竖直插入待测液(1)。3.根据权利要求1所述的一种基于气压传感器的液位测量装置，其特征在于：包括位于壳体(2)内的内部温度传感器(5)，所述内部温度传感器(5)连接数据采集分析系统(14)，所述数据采集分析系统(14)根据内部温度传感器(5)测量的气体温度对最终计算的液位进行修正。4.根据权利要求1所述的一种基于气压传感器的液位测量装置，其特征在于：包括外部气压传感器(9)，所述外部气压传感器(9)安装于壳体(2)外部，与内部气压传感器(3)水平高度保持一致，且所述外部气压传感器(9)连接数据采集分析系统(14)，所述数据采集分析系统(14)根据所述外部气压传感器(9)的数据提高最终计算的液位准确性。5.根据权利要求1所述的一种基于气压传感器的液位测量装置，其特征在于：包括与壳体(2)刚性连接的固定装置(13)，所述固定装置(13)包括支架(10)、套环(12)与脚架(15)，所述固定装置(13)通过固定所述壳体(2)的位置，实现对待测液(1)液位的连续监测。6.根据权利要求5所述的一种基于气压传感器的液位测量装置，其特征在于：所述壳体(2)顶部设有顶盖(201)，壳体(2)与顶盖(201)连接处设有密封环(202)，壳体(2)底部开孔处还设有滤网(11)，所述顶盖(201)上方设有固定于固定装置(13)的滴油装置(4)，所述滴油装置(4)包含储油罐(401)、阀门(402)和滴油孔(403)，其滴油孔(403)正对壳体(2)的顶部，进行液位测量时包括控制阀门(402)释放油滴，使油滴通过滴油孔(403)滴入壳体(2)内部液面(102)上。7.一种基于气压传感器的液位测量方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、使用前将液位测量装置完全脱离待测液面，采用沿长度方向内部截面相等的柱状密封容器通过底部的开孔完全与大气相通，测量此时密封容器内的大气压初始值p0；S2、将密封容器开孔向下竖直插入待测液，并在待测位置保持稳定，保证无气泡从开孔处冒出，待密封容器内部的液位稳定后，测量此时的密封容器内气压p1；S3、在测量过程中，记密封容器内空气体积为V1，密封容器内液面与密封容器底部距离Δh1，密封容器内部液位与外部液位的差值为h1，待测液液面与密封容器底部距离为H1；S4、设已知密封容器的底面积为S，已知密封容器的最大容量V0，则V1、Δh1、h1、H1的计算公式为：2CN109932019A权利要求书2/3页通过以下公式计算待测液液面与密封容器底部距离：式中：H1为待测液液面与密封容器底部距离，h1为密封容器内部的测量中液位与外部液位的差值，Δh1为密封容器内液面与密封容器底部距离，p0为密封容器内大气压初始值，p1为测量时密封容器内气压稳定值，