[发明专利]一种液位测量装置及其液位测量方法

说明书

本发明公开了一种液位测量装置及其液位测量方法，包括浮体、摆臂、轴承、轴、角度测量装置、直线导轨、单片机、电源和显示器等部分，摆臂的一端固定浮体，另一端通过轴承连接轴并绕轴转动，角度测量装置安装在摆臂上，单片机与角度测量装置连接并采集其信号，直线导轨上设触点和可沿导轨做往复直线运动的平台，轴固定于直线导轨的平台上，显示器显示单片机计算的实时液位，电源给单片机、角度测量装置、显示器及平台供电。本发明的液位测量装置具有精度高、灵敏度高、结构简单、成本低、性能可靠的优点，广泛适用于工业、农业、环境等领域中对精度要求高的液位测量。

技术领域

本发明是涉及一种液位的测量，具体地说是涉及一种高精度的液位测量装置及其液位测量方法。

背景技术

液位测量装置被广泛应用于液体表面位置测量，广泛应用于工业、农业、环境等领域。常见的液位仪有压力式液位仪、磁翻板液位仪、超声波液位仪、雷达液位仪、浮球液位计等，但是由于测量原理、工艺技术的原因，目前的液位计测量精度不高，尤其是当所测液面变化范围较小时，测量误差对测量结果的影响很大，因此急需开发高精度液位仪。

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种液位测量装置及其测量方法。

技术方案：本发明提供的液位仪包括浮体、摆臂、轴承、轴、角度测量装置、直线导轨、单片机、电源和显示器，所述摆臂的一端固定浮体，另一端通过轴承连接轴并绕轴转动，所述角度测量装置采用安装在摆臂上的角度传感器，实时测量其X、Y轴与水平方向的夹角，即测定摆臂与水平方向的夹角，所述单片机与角度测量装置连接并采集其信号，所述直线导轨上设沿导轨运动的平台，所述轴固定于直线导轨平台上，所述平台具有动力并受单片机控制进行往复直线运动，所述显示器显示单片机计算的实时液位，所述电源给单片机、角度传感器、显示器及平台供电。

本发明还提供一种液位测量方法，包括如下步骤：

（1）将液位测量装置安装在液位测量处，将直线导轨上的平台移动到离液面最近的触点处，使浮体自由浮于液面上，标记吃水线；

（2）采用电子陀螺仪测量摆臂与水平方向的夹角θ，使用外力强制摆动摆臂使浮体吃水线处于设定的零点液位，在单片机上设定此刻为测量零点，单片机记录此刻摆臂与水平方向的夹角θ₀，释放摆臂，开始自动测量液面；

（3）当液位上涨，所测θ即将超过当前触点处角度传感器的量程上限时，单片机发出指令，使平台沿导轨上移至当前触点上方的第一个触点，并读出此时摆臂与水平方向的夹角θ；

（4）当液位下降，所测θ即将超过当前触点处角度传感器的量程下限时，单片机发出指令，使平台沿导轨下移至当前触点下方的第一个触点，并读出此时摆臂与水平方向的夹角θ；

（5）设摆臂长为L，相邻两触点间距为D，平台向上移动m次，向下移动n次，相对于起始触点位移为(n-m)D，通过以下公式计算实时液位：

进一步地，为更好地实现本发明，所述单片机包含人机交互设备及软件系统。

进一步地，为更好的实现本发明，所述浮体由内置阻尼器与浮体外壳组成，阻尼器为质量大于浮体外壳、体积小于浮体外壳的重物，且重物与浮体外壳之间通过至少一根弹簧连接。

进一步地，为更好地实现本发明，所述浮体通过铰支座固定在摆臂上，且浮体重心低于液面。