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专利名称：一种用于砂浆箱或泥浆箱的液位测量器的制作方法
技术领域：
本发明涉及盾构机领域，更具体地说，涉及一种用于砂浆箱或泥浆箱的液位测量器。
背景技术：
目前，在测量盾构机的砂浆箱、泥浆箱内液位的时候，采用了液位传导继电器，也 就是电极棒液位测量器。所述液位测量器设置在砂浆箱或泥浆箱内，将电极棒的测量端设 定的高度，由于电极棒的电传导特性，砂浆箱或泥浆箱内砂浆或泥浆是否与电极棒的测量 端接触会在测量器的电路中产生不同的电流电位，从而可以测量砂浆箱或泥浆箱内砂浆或 泥浆是否达到设定的高度。在实际应用中，为了测量砂浆箱或泥浆箱内液位是否在合理区间内，往往需要多 个电极棒分别在不同的液位高度来测量不同液位。为了使多个电极棒之间保持隔离以避免 互相缠绕，还需要使用支架将多个电极棒隔开。在工作过程中，所述支架和多个电极棒可能 会均粘涂有砂浆或泥浆，由于所述支架与多个电极棒连接，所以，此时电极棒会因为粘涂有 砂浆或泥浆而形成电导通状态，从而使得电极棒液位测量器在液位没有处于设定高度时产 生误报，进而导致测量结果不准确。

发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种砂浆箱或泥浆箱的液位测量器，以实现准确 测量砂浆箱或泥浆箱内液位的目的。为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案一种用于砂浆箱或泥浆箱的液位测量器，包括安装支架、激光传感器、信号采集 单元和输出单元；所述安装支架固定连接在砂浆箱或泥浆箱的箱体的上部；所述激光传感器固定连接在所述安装支架上，所述激光传感器的激光器处于砂浆 箱或泥浆箱的腔体上方并朝向下安装；所述信号采集单元采集所述激光传感器得出的距离数据的信号；所述输出单元输出所述信号采集单元采集到的信号。优选的，在本发明实施例中，还包括警示单元，用于当所述距离数据信号处于设定 区间之外时输出警示信号。优选的，在本发明实施例中，所述警示单元为蜂鸣器。优选的，在本发明实施例中，所述警示单元与所述激光传感器连接或与所述信号 采集单元连接。优选的，在本发明实施例中，所述信号采集单元包括模拟量电流信号采集单元或 开关量信号采集单元。优选的，在本发明实施例中，所述模拟量电流信号采集单元采用4_20mA电流。
优选的，在本发明实施例中，所述模拟量电流信号采集单元为可编程逻辑控制器 PLC。优选的，在本发明实施例中，所述开关量信号采集单元为数字量信号采集单元。优选的，在本发明实施例中，所述激光器为固体激光器、气体激光器、液体激光器 或半导体激光器。通过上述技术方案可以得出，本发明实施例在砂浆箱或泥浆箱的箱体的上方设置 有激光传感器，通过激光传感器的激光器向砂浆箱中的砂浆或泥浆箱中的泥浆发射激光， 以获得砂浆液面或泥浆液面与激光传感器的距离，进而可以获知砂浆液面在砂浆箱或泥浆 液面在泥浆箱的高度。由于采用激光传感器测量本发明实施例中砂浆箱或泥浆箱的液位， 可以使传感器本身与砂浆或泥浆不必接触，所以避免了现有技术中，电极棒传感器会因为 粘涂有砂浆或泥浆而形成电导通状态而导致电极棒液位测量器在测量液位时会产生误报 的问题。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例中所述液位测量器在砂浆箱或泥浆箱中的安装示意图；图2为本发明实施例中所述液位测量器的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。为了能够更好的理解本发明实施例，以下是对本发明实施例中应用到的一些技术 内容所作的相应说明如图1和图2所示，在本发明实施例所提供的用于砂浆箱或泥浆箱的液位测量器 中，包括安装支架2、激光传感器3、信号采集单元5和输出单元6 ；安装支架2固定连接在砂浆箱或泥浆箱的箱体1的上部边沿附近；激光传感器3 固定连接在安装支架2上，激光传感器3的激光器4处于砂浆箱或泥浆箱的腔体上方并朝 向下安装；所述信号采集单元5与所述激光传感器3连接，用于采集测量所述箱体内液位高 度数据的信号；所述输出单元6与所述信号采集单元5连接，用于输出所述信号采集单元5 采集到的信号。激光传感器的测距原理是，使用激光传感器中的激光器向被测物体发射激光，然 后使用感光组件接收反射回来的激光。根据发送时间和接收时间之间的时间段，计算激光 在此时间段可以行进的距离来得出激光传感器与被测物之间的距离。根据上述原理可以得知，采用激光传感器测量本发明实施例中砂浆箱或泥浆箱的液位，可以使传感器本身与被砂浆或泥浆不必接触，即可得到砂浆液面在砂浆箱或泥浆液 面在泥浆箱中的位置。具体的，本发明实施例中，以砂浆箱为例，可以是，通过焊接、铆接或螺栓等连接方 式，将安装支架2的一端固定在砂浆箱的箱体1上部，优选位置为，上部边沿附近。安装支 架2的另一端与激光传感器3固定连接，以起到支撑激光传感器3的作用。由于激光传感 器3的激光器4要向砂浆箱的砂浆发射激光，所以，安装支架2与激光传感器3固定连接的 这一端应该处于砂浆箱的内腔体的上方，这样可以使得与其固定连接的激光传感器3中激 光器4所发射的激光可以垂直的射向砂浆箱的砂浆。在测距时，激光传感器3在得到其与砂浆液面7之间的距离后，信号采集单元5将 此距离数据信号采集出。所述输出单元6可以通过多种的显示方式显示此距离数据，如数 字显示屏，或远程连接的显示器等。也可以多种显示方式并存，这样可以将现场观测与远程 监控相结合，更加有利于液位的监测。在本发明实施例中，所述信号采集单元5可以为模拟量电流信号采集单元。当所述信号采集单元5为模拟量电流信号采集单元时，所述模拟量电流信号采集 单元可以采用4-20mA电流。在本发明实施例中，上限电流取20mA，是因为20mA的电流通断引起的火花能量不 足以引燃瓦斯，从而可以达到防爆的要求。下限电流没有取OmA是为了能检测断线，具体 的，正常工作时电流不会低于4mA。当电流传输线路电流为OmA时，可以判断电流传输线路 因故障断路。另外，也可以常取2mA作为断报警值，即当电流传输线路低于2mA时报警，提 醒所述模拟量电流信号采集单元的电流传输线路出现故障。在本发明实施例中，所述模拟量电流信号采集单元具体可以为PLC (Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器)。通过PLC，可以将测量出的激光传感器与砂浆液 面之间的距离，计算转换为所述砂浆箱中砂浆的液面高度，接着，由输出单元将液面高度输 出显示，从而使得输出的结果更加的直观。在本发明实施例中，所述信号采集单元5可以为开关量信号采集单元。所述开关 量的信号采集单元可以为数字量信号采集单元。由于本发明实施例采用数字量信号采集单元，采集到的数据为数字信号。而数字 信号在传输过程中与模拟信号相比，更加不容易丢失信息，可以更加方便的远距离传输。所 以，具体的，在本发明实施例中可以通过网络，将数字信号传输至远程的显示设备中，从而 可以实现对砂浆液面的远程监测。在上述实施例中，还可以包括有警示单元，所述警示单元用于当所述距离数据信 号处于设定区间之外时输出警示信号。所述警示单元与所述激光传感器的测量电路连接或 与所述信号采集单元连接。由于在实际应用中，砂浆箱中的砂浆液面高度高于一定的值或低于一定的值都会 造成风险，所以，在本发明实施例中，还设有警示单元，将设定的砂浆液面高度的安全范围 值输入警示单元。本发明实施例中，所述警示单元可以与所述激光传感器连接，当所述激光传感器 测得的距离信号所对应的砂浆液面高度值不在设定的砂浆液面高度的安全范围值内时，警 示单元将会报警，提示砂浆液面高度处于危险状态。具体的，可以是设置有蜂鸣器，用来发出报警声音。从而使得本发明实施例中的液位测量器可以主动地提示工作人员，及时的解 除风险。在本发明实施例中，根据测量电路测得的信号所对应的砂浆液面高度值相对于安 全范围值的高或低，所述蜂鸣器还可以发出不同的蜂鸣音频或音调，以使得工作人员快速 的了解砂浆液面是过高或是过低，以采取相应的应对措施。本发明实施例中，所述警示单元也可以与所述信号采集单元连接。具体工作方式 与上一发明实施例类似，在此不再赘述。在本发明上述所有实施例中，所述激光器可以是固体激光器、气体激光器、液体激 光器或半导体激光器。由于激光传感器中的激光器可以有多种，在本发明实施例中它们的功能作用基本 一样，所以应用上述几种激光器中的任一种均可以实现本发明实施例。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。
权利要求
一种用于砂浆箱或泥浆箱的液位测量器，其特征在于，包括安装支架、激光传感器、信号采集单元和输出单元；所述安装支架固定连接在砂浆箱或泥浆箱的箱体的上部；所述激光传感器固定装设在所述安装支架上，所述激光传感器的激光器处于砂浆箱或泥浆箱的腔体上方并朝向下安装；所述信号采集单元采集所述激光传感器得出的距离数据信号；所述输出单元输出所述信号采集单元采集到的信号。
2.根据权利要求1所述液位测量器，其特征在于，还包括警示单元，用于当所述距离数 据信号处于设定区间之外时输出警示信号。
3.根据权利要求2所述液位测量器，其特征在于，所述警示单元为蜂鸣器。
4.根据权利要求2所述液位测量器，其特征在于，所述警示单元与所述激光传感器连 接或与所述信号采集单元连接。
5.根据权利要求4所述液位测量器，其特征在于，所述信号采集单元为模拟量电流信 号采集单元或开关量信号采集单元。
6.根据权利要求5所述液位测量器，其特征在于，所述模拟量电流信号采集单元采用 4-20mA 电流。
7.根据权利要求6所述液位测量器，其特征在于，所述模拟量电流信号采集单元为可 编程逻辑控制器PLC。
8.根据权利要求5所述液位测量器，其特征在于，所述开关量信号采集单元为数字量 信号采集单元。
9.根据权利要求2所述液位测量器，其特征在于，所述激光器为固体激光器、气体激光 器、液体激光器或半导体激光器。
全文摘要
本发明实施例公开了一种用于砂浆箱或泥浆箱的液位测量器，包括安装支架、激光传感器、信号采集单元和输出单元；所述安装支架固定连接在砂浆箱或泥浆箱的箱体的上部；所述激光传感器固定连接在所述安装支架上，所述激光传感器的激光器处于砂浆箱或泥浆箱的腔体上方并朝向下安装；所述信号采集单元与所述激光传感器连接，用于采集所述激光传感器得出的距离数据的信号；所述输出单元与所述信号采集单元连接，用于输出所述信号采集单元采集到的信号。由于采用激光传感器可以使传感器本身与砂浆或泥浆不必接触，所以避免了现有技术中电极棒因为粘涂有砂浆或泥浆而形成电导通状态，从而使得液位测量器产生误报的问题。
文档编号G01F23/292GK101886943SQ20101020863
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者王海峰 申请人:北京市三一重机有限公司