[发明专利]锅炉液位测量系统及锅炉液位测量方法

说明书

技术领域

本发明属于液位测量技术领域，具体涉及一种锅炉液位测量系统及锅炉液位测量方法。

背景技术

液位是指密封容器或开口容器中液位的高低。现有的液位测量方式主要有位式测量和连续测量两大类。其中，位式测量用于对几个固定位置的液位进行测量，测量的液位用于液位的上、下限报警等。连续测量是对液位连续地进行测量，它广泛地应用于石油、化工、食品加工等诸多领域，具有非常重要的意义。

现有的连续测量方式采用连通器式液位计、电容式液位计或磁致伸缩型液位计等进行测量。

连通器式液位计是目前应用最广泛的玻璃液位计，其结构简单、价廉、直观，适于现场使用，但容易破损，内表面沾污会造成读数困难，不便于远传和调节。电容式液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有介电常数恒定才能保证液位测量的准确性。因为被测介质具有导电性，被测介质的介电常数不稳定会引起测量误差。磁致伸缩型液位计的探棒上端电子部件产生低压电流脉冲，开始计时，产生磁场沿磁致伸缩线向下传播，浮子随着液位变化沿测量杆上下移动，浮子内有磁铁，也产生磁场，两个磁场相遇，磁致伸缩线扭曲形成扭应力波脉冲，脉冲速度已知，计算脉冲传播时间即对应液位精确变化。但由于其接触式的测量方式和较高的安装、维护要求，因此磁致伸缩型液位计的市场普及不广。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本发明提供了一种锅炉液位测量系统及锅炉液位测量方法。

根据本发明实施例的第一方面，本发明提供了一种锅炉液位测量系统，其包括液位传感器、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。

进一步地，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。

更进一步地，所述电极与安装孔采用螺纹连接或插接。

更进一步地，所述安装孔中设置内螺纹，所述电极的一端设置外螺纹。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

根据本发明实施例的第二方面，本发明还提供了一种锅炉液位测量方法，其包括以下步骤：

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：

式中，k,k₁,k₂均表示中间参数，中间参数k,k₁,k₂分别为：