专利名称：测量装置及液位测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量装置及液位测量系统，尤其涉及一种具有较高测量精度
的测量装置及液位测量系统。
背景技术：
在石油、化工等领域，通常需要对容器内的液体的容量进行监控。 现有技术中通常使用密度小于液体的密度的浮子来指示液位高度，然而，浮子在
容器内的位移方向并没有受到限制，导致浮子指示的液位值精度较低，无法满足精确测量
容器内的液体的容量的要求。 此外，当该容器在生产时设置于较高处或者埋设于地底，操作者难以直接观察容 器，更难以获知容器内的液体的容量值。 因此，有必要提供一种具有较高测量精度的测量装置及液位测量系统。
发明内容—种测量装置，用于测量容器内的液位。所述测量装置包括浮子、配重块、连接绳、 转轮、感测器、限位筒体和处理器。所述浮子用于随容器内的液位变化发生位移。所述浮子 和配重块分别连接于连接绳的两端。所述连接绳绕设于所述转轮。所述转轮用于根据所述 浮子的位移而转动从而带动所述连接绳移动。所述配重块用于在连接绳移动时发生与所述 浮子的位移方向相反的位移。所述感测器与所述转轮相连接，用于根据转轮的转动感测容 器内液位的变化。所述限位筒体具有相邻设置的第一收容室和第二收容室。所述第一收容 室与所述容器相连通，用于容置所述浮子并限制其位移方向。所述第二收容室用于容置所 述配重块并限制其位移方向。所述处理器与所述感测器电连接，用于根据所述感测器的感 测结果计算容器内的液位值。 —种液位测量系统，包括容器、浮子、配重块、连接绳、转轮、感测器、限位筒体和处 理器。所述浮子用于随容器内的液位变化发生位移。所述浮子和配重块分别连接于连接绳 的两端。所述连接绳绕设于所述转轮。所述转轮用于根据所述浮子的位移而转动从而带动 所述连接绳移动。所述配重块用于在连接绳移动时发生与所述浮子的位移方向相反的位 移。所述感测器与所述转轮相连接，用于根据转轮的转动感测容器内液位的变化。所述限 位筒体具有相邻设置的第一收容室和第二收容室。所述第一收容室与所述容器相连通，用 于容置所述浮子并限制其位移方向。所述第二收容室用于容置所述配重块并限制其位移方 向。所述处理器与所述感测器电连接，用于根据所述感测器的感测结果计算容器内的液位 值。 相比于现有技术，本技术方案提供的测量装置具有分别用于限制浮子和配重块的 位移方向的限位筒体，从而浮子发生位移的大小可精确地反映出容器内液位的变化。此外， 处理器可将感测器的感测结果转换为容器内液位的数值，因此，该测量装置尤其适用于测 量高位液罐等不容易直接观察的容器内液体的容量。
图1为本技术方案第一实施例提供的测量装置的结构示意图。 图2为本技术方案第一实施例提供的测量装置的分解示意图。 图3为本技术方案第一实施例提供的测量装置的感测器和处理器的连接图, 图4为本技术方案第二实施例提供的液位测量系统的结构示意图。
具体实施方式下面将结合附图及多个实施例对本技术方案实施例作进一步详细说明。 请一并参阅图1至图3，本技术方案第一实施例提供一种测量装置IO，用于测量容 器内的液位。所述测量装置IO包括限位筒体11、至少一个连通管12、转轮13、连接绳14、 浮子15、配重块16、感测器17、处理器18和盖体19。 所述限位筒体11可为长方体形，其包括第一底壁110、第二底壁111、第一侧壁 112、第二侧壁113、第三侧壁114、第四侧壁115和分隔壁116。本实施例中，所述限位筒体 ll为透明材质。所述第一底壁110靠近转轮13。所述第二底壁111与第一底壁110相对 设置。所述第一侧壁112、第二侧壁113、第三侧壁114、第四侧壁115首尾相接，且均垂直连 接于第一底壁110与第二底壁111之间。所述第一底壁110、第二底壁111、第一侧壁112、 第二侧壁113、第三侧壁114和第四侧壁115共同构成一个收容空间117。所述分隔壁116 平行设置于第一侧壁112和第三侧壁114之间，且垂直连接于第二侧壁113和第四侧壁115 之间。所述分隔壁116将收容空间117分隔成相邻设置的第一收容室118和第二收容室 119。所述第一收容室118靠近第一侧壁112，且与所述容器相连通。所述第一收容室118 用于容置所述浮子15并限制其位移方向。所述第二收容室119靠近第三侧壁114，用于容 置所述配重块16并限制其位移方向。本实施例中，所述第一收容室118和第二收容室119 的横截面积均为正方形。 所述第一底壁110具有第一孔1100和第二孔1101。所述第一孔1100与第一收容 室118相连通，第二孔1101与第二收容室119相连通。 所述第一侧壁112具有至少一个连通孔1120。所述限位筒体11的第一收容室118 通过所述至少一个连通孔1120与容器相连通。本实施例中，所述连通孔1120为两个，一个 连通孔1120靠近所述第一底壁110，另一个连通孔1120靠近所述第二底壁111。 当然，所述限位筒体11不一定为方形，还可以为圆柱体形、多棱柱或其他形状。 所述至少一个连通管12用于连通容器和限位筒体11的第一收容室118。所述至 少一个连通管12与所述至少一个连通孔1120相对应。本实施例中，所述至少一个连通管 12也为两个，一个连通管12靠近限位筒体11的第一底壁IIO，另一个连通管12靠近限位 筒体ll的第二底壁lll。 所述转轮13用于随所述浮子15的位移而转动从而带动所述连接绳14移动。所 述转轮13设置所述限位筒体11的第一底壁110上方。所述转轮13包括轮轴130和可转 动的结合于轮轴130的转轮主体131。所述轮轴130固定于所述限位筒体11的第一底壁 110上方，如，固定于盖体19内。所述转轮主体131可为圆柱体形，其具有相连接的第一端 面132、侧面133和第二端面134。侧面133连接于第一端面132和第二端面134之间。所述第一端面132位于靠近第二侧壁113的一侧，第二端面134位于靠近第四侧壁115的一 侧。所述转轮主体131具有沿其中心轴线方向开设的轴孔135和环绕所述转轮主体131中 心轴线开设的滑槽136。所述轴孔135贯穿第一端面132和第二端面134。所述轮轴130 部分插入轴孔135靠近第二端面134处。所述滑槽136为自侧面133向所述转轮主体131 中心轴线方向开设的环形盲槽，所述滑槽136具有用于与连接绳14接触的底面，所述滑槽 136与连接绳14接触的底面与所述转轮主体131中心轴线的间距离为R。 所述连接绳14绕设于所述转轮13。具体的，所述连接绳14绕设于转轮主体131 的滑槽136。所述连接绳14具有相对的第一端部140和第二端部141。所述连接绳14的 第一端部140穿过第一孔1100与浮子15相连。所述连接绳14的第二端部141穿过第二 孔1101与所述配重块16相连。 所述浮子15的结构与所述第一收容室11的结构相匹配。所述浮子15位于所述 第一收容室11内，且可随容器内的液位变化而发生相应的位移，如，在第一收容室11内沿 限位筒体11的中心轴向上升或下降。所述浮子15可为圆柱体形，其直径略小于所述限位 筒体ll的第一侧壁112和分隔壁116之间距，从而所述浮子15在所述第一收容室11内发 生位移时，不会因为与限位筒体11之间的摩擦而影响测量精度。 所述配重块16的结构与所述第二收容室119结构相匹配。所述配重块16位于所 述限位筒体11的第二收容室119内，用于在连接绳14移动时发生与所述浮子15的位移方 向相反的位移。如，随所述浮子15的上升或下降而沿所述限位筒体11的中心轴向下降或 上升。所述配重块16也可为圆柱体形，其直径略小于第三侧壁114与所述分隔壁116之间 距，从而所述配重块16在所述第二限位管12内发生位移时，不会因为与限位筒体11之间 的摩擦而影响测量精度。 所述感测器17与所述转轮13相连接，用于根据转轮13的转动感测容器内液位的 变化。所述感测器17可为多圈绝对式编码器。所述感测器17包括感测转轴170和感测体 171。所述感测转轴170与所述转轮13机械连接并可在转轮13的带动下转动。具体地，所 述感测转轴170插入所述转轮13的轴孔135靠近第一端面132处。所述感测体171用于 感测所述感测转轴170的转动角度，并将该感测结果，S卩，感测转轴170的转动角度输出至 所述处理器18。 所述处理器18与所述感测器17电连接，用于根据所述感测器17的感测结果计算 容器内的液位。所述处理器18包括输入元件180、处理芯片181和显示屏182。所述输入 元件180用于供操作人员输入容器的横截面积相关参数，如，容器的长与宽、直径等。所述 处理芯片181用于接收所述感测器17的感测结果，并结合容器内原有液体的体积以及容器 的横截面积计算容器内的液位值。所述显示屏182与所述处理芯片181电连接，用于将所 述处理芯片181计算得到液位值显示出来。 所述盖体19用于固定转轮13，并将转轮13密封于其内。所述盖体19设置于限 位筒体11上方，且其形状与限位筒体11相匹配。本实施例中，所述盖体19也为长方体形。 所述盖体19包括的第三底壁190、第五侧壁191、第六侧壁192、第七侧壁193和第八侧壁 194。所述第五侧壁191、第六侧壁192、第七侧壁193和第八侧壁194首尾相连，且均连接 于第三底壁190。所述第三底壁190与限位筒体11的第一底壁110相对。所述第五侧壁 191与所述第一侧壁112平齐。第六侧壁192与所述第二侧壁113平齐。第六侧壁192具有开口 195。所述开口 195用于供感测转轴170穿过以与所述转轮13机械连接。第七侧 壁193与所述第三侧壁114平齐。第八侧壁194与所述第四侧壁115平齐。所述第三底壁 190、第五侧壁191、第六侧壁192、第七侧壁193和第八侧壁194共同围合形成用于收容转 轮13的第三收容室196。 使用本技术方案第一实施例提供的测量装置10测量容器液位时，可先通过至少 一个连通管12使限位筒体11的第一收容室118与容器相连通。限位筒体11与容器相连 通之后，容器100内的液体会进入第一收容室118，所述浮子15会在液体的浮力下在第一收 容室118内沿限位筒体11的中心轴向上升，配重块16在连接绳14的带动下沿第二限位管 12下降，转轮13在连接绳14的摩擦作用下转动并带动感测器17的感测转轴170顺时针转 动，感测体171将所述感测转轴170的转动转化为感测结果并将该感测结果输出至处理器 18。可以理解，第一收容室118的容积相对于容器内液体的体积是可以忽略不计的，少量液 体进入第一收容室118并不会影响测量装置10的测量精度。 然后，通过输入元件180向处理器18输入容器的横截面积相关参数，例如，长、宽 等值或直径大小。所述处理芯片181根据容器的横截面积相关参数以及感测体171的感测 结果计算得到容器内的液位，并将该液位数值通过显示屏182显示出来。 若某一时刻处理器18显示容器内的液体容量为V。，当液体被消耗一部分后，限位 筒体11的第一收容室118内的液体也会减少，所述浮子15会在液体的浮力下沿限位筒体 11下降下降一段距离，配重块16在连接绳14的带动下沿第二限位管12上升，转轮13在连 接绳14的摩擦作用下转动并带动感测器17的感测转轴170逆时针转动，所述感测体171 感测出所述感测转轴170转动的角度为e ，并输出至处理器18，处理芯片181经计算得到 所述浮子15下降的距离L大小为(9AR)/2，结合输入的横截面积S，则减少的液体体积为
(e承MS)/2，从而最终得到更新后的液位数值v为v。-( e *r*s)/2。 相比于现有技术，本技术方案第一实施例提供的测量装置10具有分别用于限制 浮子15和配重块16的位移方向的第一收容室和第二收容室，从而浮子15发生位移的大小 可精确地反映出容器内液位的变化。此外，处理器18可将感测器17的感测结果转换为容
器内液体的容量，因此，该测量装置io尤其适用于测量高位液罐等不容易直接观察的容器
内液体的容量。 请参阅图4，本技术方案第二实施例提供一种液位测量系统200，包括容器100和 如上所述的测量装置IO，所述容器100与所述测量装置10的限位筒体11的第一收容室相 连通。 所述容器100可为圆柱体形，其直径为D。所述容器100具有相对的顶部101和底 部102。所述顶部101靠近限位筒体11的第一底壁110。所述底部102靠近限位筒体11的 第二底壁111。所述容器100具有至少一个通孔103。本实施例中，所述至少一个通孔103 为两个，一个通孔103靠近容器100的顶部IOI，另一个通孔103靠近容器100的底部102， 分别用于靠近限位筒体11的第一底壁110和第二底壁111的连通管12相连通。 本技术方案第二实施例的液位测量系统200的容器100的横截面积相关参数为已 知，在使用时，可省去通过输入元件180向处理器18输入容器的横截面积相关参数步骤，该 液位测量系统200可直接测出容器100内液体的容量值。 另外，本领域技术人员还可在本技术方案精神内做其它变化，当然，这些依据本技术方案精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。
权利要求一种测量装置，用于测量容器内的液位，所述测量装置包括浮子、配重块、连接绳、转轮和感测器，所述浮子用于随容器内的液位变化发生位移，所述浮子和配重块分别连接于连接绳的两端，所述连接绳绕设于所述转轮，所述转轮用于根据所述浮子的位移而转动从而带动所述连接绳移动，所述配重块用于在连接绳移动时发生与所述浮子的位移方向相反的位移，所述感测器与所述转轮相连接，用于根据转轮的转动感测容器内液位的变化，其特征在于，所述测量装置还包括限位筒体和处理器，所述限位筒体具有相邻设置的第一收容室和第二收容室，所述第一收容室与所述容器相连通，用于容置所述浮子并限制其位移方向，所述第二收容室用于容置所述配重块并限制其位移方向，所述处理器与所述感测器电连接，用于根据所述感测器的感测结果计算容器内的液位值。
2. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述浮子的结构与所述第一收容室的 结构相匹配，所述配重块的结构与所述第二收容室的结构相匹配。
3. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述限位筒体包括第一底壁、第二底 壁、多个侧壁和一个分隔壁，所述第一底壁靠近转轮，所述第二底壁与第一底壁相对，所述 多个侧壁彼此首尾相接地连接于第一底壁与第二底壁之间，以使所述第一底壁、第二底壁 和多个侧壁共同构成一个收容空间，所述分隔壁也连接在第一底壁与第二底壁之间，且位 于所述收容空间中，从而将所述收容空间分隔成所述第一收容室和所述第二收容室。
4. 如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述第一底壁具有第一孔和第二孔，所 述第一孔与第一收容室相连通，第二孔与第二收容室相连通，所述连接绳的一端穿过第一 孔与浮子相连，所述连接绳的相对另一端穿过第二孔与所述配重块相连。
5. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括至少一个连通管，所述限位筒体 具有至少一个连通孔，所述至少一个连通孔与所述至少一个连通管相对应，所述限位筒体 通过所述至少一个连通孔和至少一个连通管与所述容器相连通。
6. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，还包括一个盖体，所述盖体具有用于收 容所述转轮的第三收容室，所述转轮包括轮轴和可转动的结合于轮轴的转轮主体，所述轮 轴固定于所述盖体。
7. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述转轮包括轮轴和可转动的结合于 轮轴的转轮主体，所述转轮主体具有沿其中心轴线方向开设的轴孔以及环绕所述中心轴线 开设的滑槽，所述轮轴通过轴孔结合于转轮主体，所述连接绳绕设于所述转轮的滑槽。
8. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述感测器包括感测转轴和感测体，所 述感测转轴与所述转轮机械连接并可在转轮的带动下转动，所述感测体用于感测所述感测 转轴的转动角度。
9. 如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述处理器包括输入元件和处理芯片， 所述输入元件用于输入容器的横截面积，所述处理芯片用于接收所述感测器感测到的所述 感测转轴的转动角度，并结合容器内原有液体的体积以及输入的容器的横截面积计算液位值。
10. 如权利要求9所述的测量装置，其特征在于，还包括显示屏，其与所述处理芯片电 连接，用于显示所述处理芯片计算得到的液位值。
11. 一种液位测量系统，包括容器、浮子、配重块、连接绳、转轮和感测器，所述浮子用于 随容器内的液位变化发生位移，所述浮子和配重块分别连接于连接绳的两端，所述连接绳绕设于所述转轮，所述转轮用于根据所述浮子的位移而转动从而带动所述连接绳移动，所 述配重块用于在连接绳移动时发生与所述浮子的位移方向相反的位移，所述感测器与所述 转轮相连接，用于根据转轮的转动感测容器内液位的变化，所述限位筒体具有相邻设置的 第一收容室和第二收容室，所述第一收容室与所述容器相连通，用于容置所述浮子并限制 其位移方向，所述第二收容室用于容置所述配重块并限制其位移方向，所述处理器与所述 感测器电连接，用于根据所述感测器的感测结果计算容器内的液位值。
专利摘要本实用新型涉及一种用于测量容器内的液位的测量装置，包括浮子、配重块、连接绳、转轮、感测器、限位筒体和处理器。所述浮子用于随容器内液位变化发生位移。所述浮子和配重块分别连接于连接绳的两端。所述连接绳绕设于转轮。所述转轮用于根据浮子的位移而转动从而带动连接绳移动。所述配重块用于发生与浮子的位移方向相反的位移。所述感测器与转轮相连接，用于根据转轮的转动感测容器内液位的变化。所述限位筒体具有相邻设置的第一收容室和第二收容室。所述第一收容室与容器相连通，用于容置所述浮子并限制其位移方向。所述第二收容室用于容置配重块并限制其位移方向。所述处理器与感测器电连接，用于根据感测器的感测结果计算容器内的液位值。
文档编号G01F23/40GK201514257SQ20092031004
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者李燕, 连云飞, 陈文村 申请人:富葵精密组件(深圳)有限公司;鸿胜科技股份有限公司
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