[发明专利]高精度水位仪

说明书

技术领域

本发明涉及水位仪的技术领域，尤其涉及高精度水位仪。

背景技术

水位仪是三工物理模型试验中必备的测量仪器，按仪器感知水面的方式，可以分为淹没式、振动触水式和非触水式三种类型。

非触水式水位仪在性价比方面尚未满足实用要求，淹没式在实际操作，经常受各种漂移的影响，其测量精度难以满足要求，因此，目前普遍采用振动触水式。

采用振动触水式的水位仪，必须用线位移─电量变换器，而旋转角位移型变换器，如同步电机或码盘水位仪则必需一套高精度线─角位移机械转换装置如丝杆等，这样，对于水位仪而言，这样的结构直接影响到水位仪水位转换线性度、跟踪速度、机械寿命和仪器结构等方面的综合指标，并且，对于水位仪而言，其测量水位变化的精度也较低，难以满足实际需求。

发明内容

本发明的目的在于提供高精度水位仪，旨在解决现有技术中的水位仪存在测量水位变化精度低的问题。

本发明是这样实现的，高精度水位仪，包括基座、导轨以及直线位移传感器，所述导轨呈竖直状连接在所述基座上，所述导轨上活动连接有沿所述导轨上下移动的移动块，所述直线位移传感器连接于所述移动块；所述移动块上连接有朝下竖直延伸布置的测杆，所述测杆的下端具有用于往复触水的测针；所述直线位移传感器电性连接有用于控制所述移动块移动且通过读取所述直线位移传感器相对位移数据进而实现水位测量的控制主板，所述控制主板与所述测针电性连接。

进一步的，所述水位仪包括竖杆，所述竖杆呈竖直状连接在所述基座上，所述竖杆的侧壁上形成有标尺面；所述直线位移传感器包括形成在所述标尺面上的标尺光栅以及读数头，所述读数头连接于所述移动块，且设于所述标尺面的前侧，所述读数头包括红外光电元件、方波整形器以及指示光栅，所述指示光栅与所述标尺光栅相对布置，且两者之间具有间隙；所述读数头电性连接于所述控制主板，且所述控制主板通过读取所述读数头的相对位移数据进而实现水位测量。

进一步的，所述标尺光栅及指示光栅中分别形成有零点窗。

进一步的，所述控制主板中具有用于缩短所述测针入水反应时间的调频及锁相环元件。

进一步的，所述控制主板包括有触水触发器，所述触水触发器分别与所述测针及控制主板电性连接。

进一步的，所述竖杆的上端设有用于限制所述读数头朝向移动极限位置的上限位开关，所述竖杆的下端设有用于限制所述读数头朝下移动极限位置的数字式下限位开关，所述上限位开关及数字式下限位开关分别电性连接于所述控制主板。

进一步的，所述导轨穿过所述移动块，且所述高精度水位仪包括有用于对导向所述移动块的移动的导向结构。

进一步的，所述导向结构包括导向块以及设置在所述基座上的导向杆，所述导向杆呈竖直布置，且所述导向杆中设有导向槽，所述导向槽沿所述导向杆的长度方向延伸布置；所述移动块的侧边朝外突出，形成所述导向块，所述导向块活动置于所述导向槽中。

进一步的，所述高精度水位仪包括由所述控制元件控制运作的电机以及皮带传动结构，所述皮带传动结构包括同步轮以及同步皮带，所述电机的输出轴连接于所述同步轮，所述移动块连接于所述同步皮带。

进一步的，所述测杆的上端连接于所述移动块，所述测杆的下端朝下延伸布置，且活动穿过所述基座，所述测针位于所述基座的下方。

与现有技术相比，上述提供的水位仪中，通过控制主板控制移动块上下移动，实现测针的上下往复触水，并且，移动块的移动，带动直线位移传感器的上下直线移动，这样，控制主板通过读取直线位移传感器的相对位移量，则可以直接实现对水位的测量；由于控制主板获取的直线位移数据，而不是现有技术中的圆周转动数据，这样，则不需要进行转换计算，则可以直接获取到水位的数值，大大提高测量的精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高精度水位仪的主视示意图一；

图2是本发明实施例提供的高精度水位仪的主视示意图二；

图3是本发明实施例提供的直线位移传感器输出信号序列的示意图；

图4是本发明实施例提供的高精度水位仪的电路控制示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

参照图1至图4示，为本发明提供的较佳实施例。