[发明专利]一种高精度短距离超声波液位测量装置

说明书

本发明公开了一种高精度短距离超声波液位测量装置，属于测量仪器技术领域。本发明为了解决现有技术中的液位测量装置测量误差大的问题。本发明包括主控制器、超声波发射接收装置、波导管和浮板，波导管为上下两端敞口的空心筒状结构，波导管竖直安装且波导管的下端伸入待测液面内，浮板漂浮在导波管内的液面上，超声波发射接收装置安装在浮板上方；本发明提高了液位测量精度，解决了现有技术中液位测量装置测量误差大的问题。

技术领域

本发明涉及测量仪器技术领域，特别是涉及一种高精度短距离超声波液位测量装置，用于短距离液位的高精度测量。

背景技术

人耳能够听到的声波频率为20Hz-20kHz，超声波是超出人耳听力极限的声波即频率超过20kHz的机械波。超声波具有透性好、方向性强、波长短的特点，广泛用于测距、测速、碎石、杀菌消毒等。利用超声波进行测距，比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，测量精度也能达到要求，因此超声波在测距领域应用极为广泛。

利用超声波在传播过程中遇到介质的变化会发生发射这一特性，现有的超声波液位测量装置大多采用非接触式的方式，即超声波探头与液面有一定间隔，不和被测液面直接接触。在中国专利CN201410734794公开的一种小量程液位测量装置和中国专利CN209148097U公开的一种浮子反射式超声波液位传感器都是采用的是超声波换能器或导杆直接与液体接触的方法。然而这种方法若是使用在被测液体为酸碱的情况下，超声波换能器和导杆与液体直接接触会被腐蚀，造成影响。GB/T11828《水位测量仪器》的要求，准确度为在测量范围内，以静水施测得结果为准，超声波水位计的最大允许误差应不大于±3cm。现有的超声波液位计盲区通常在30cm-50cm，无法实现30cm一下短距离的测量；现有的非接触式超声波液位计在测量静态液面时较为准确，但是动态波动情况下误差较大，原因为，波动情况下，会造成回波乱反射，使得接收装置无法准确的接收到回波信号，会对测量结果造成干扰，误差增大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高精度短距离超声波液位测量装置，解决了现有技术中的液位测量装置盲区过大以及当液面不平稳时导致测量不准确的问题。

一种高精度短距离超声波液位测量装置，包括主控制器、超声波发射接收装置、波导管和浮板，所述波导管为上下两端敞口的空心筒状结构，波导管竖直安装且波导管的下端伸入待测液面内，浮板漂浮在导波管内的液面上，超声波发射接收装置安装在浮板上方。

进一步的，所述浮板下端设有若干均匀布置的配重体，所述配重体密度大于待测液体密度。

进一步的，所述配重体通过连接线悬挂在所述浮板下方。

进一步的，所述配重体安装在浮板的边缘处和浮板的中心处。

进一步的，所述配重体外部具有防腐壳体。

进一步的，所述超声波发射接收装置包括超声波发射电路和超声波接收电路，主控制器分别连接超声波发射电路和超声波接收电路。

进一步的，所述超声波发射电路包括超声波发射探头和并联连接的第一接收电路和第二接收电路，第一接收电路与第二接收电路的结构相同，所述第一接收电路包括第一电阻、加速电容、三极管、下拉电阻和若干并联的集电极电阻，所述第一电阻一端连接主控制器，第一电阻另一端连接三极管的基极，所述加速电容并接在第一电阻两端，下拉电阻的两端分别连接三极管的基极和发射极，所述集电极电阻一端连接三极管的集电极，另一端连接电源。