銜接組合線感知液深傳感器式液體深度測量裝置的製作方法

2023-04-25 16:46:11

專利名稱：銜接組合線感知液深傳感器式液體深度測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量液體深度測量裝置，特別涉及一種線感知液深傳感器式液體 深度測量裝置。
背景技術：
現有的線感知液深傳感器式液體深度測量裝置，由安裝在容器內的線感知液深傳 感器敏感元件，依次連接線感知液深傳感器的轉換電路、模數轉換器、計算機、顯示器所組 成。液深傳感器可分為點感知液深傳感器和線感知液深傳感器兩類。點感知液深傳感 器，可以感知液面是否升達或高於液深線上的某一點。對於液深線上此點以上、以下兩個 數值域的千萬個點，液面是否升達起不到感知作用。在已有的應用點感知液深傳感器的液 體深度測量裝置中，有一個測量裝置只用一個點感知液深傳感器的，(如河水警戒水位報警 器)，也有用多個點感知液深傳感器組合起來共同完成一個測量裝置的測量任務的。(如多 點預設水位測量儀)。線感知液深傳感器，在它的感知深度範圍內，對於液面是否升達任何一個高度，它 的敏感元件都可以感知到。例如電阻式、電容式、超聲波式液深傳感器等都是這一類傳感 器。正是由於此類傳感器，只需要一個就可以感知液面是否升達液深線上任何一高度，所以 使技術人員形成一種技術偏見——沒有必要使用多個這樣的傳感器組合起來，完成液深測 量裝置的測量。因而在已有技術的液深測量裝置中，沒有多個線感知液深傳感器組合成為 一個組合式的線感知液深傳感器。這就帶來一個缺點由於敏感元件的感知物理量技術參 數的限制，被測液體電參數誤差的限制以及溫變對精度的影響，傳感器的測量精度就有了 一定的限度，想超過這個限度進一步提高液體深度測量裝置的測量精度，是很困難的。

發明內容
本發明要解決的技術問題，就是克服上述技術偏見，為進一步提高線感知液深傳 感器式液深測量裝置的測量精度而提供新的技術條件。為此，本發明採取如下技術方案(1).將原測量裝置的線感知液深傳感器更換為銜接組合線感知液深傳感器即 將多個線感知液深傳感器的敏感元件，在互不直接連接的前提下，從容器底部向上，順序安 裝在不同的高度，使各個敏感元件的感知深度範圍，順序首尾銜接，各個敏感元件分別連接 各自傳感器的轉換電路；為了節省轉換電路，銜接組合線感知液深傳感器的轉換電路，也可 使用共用轉換電路，共用轉換電路由多路到一路電子開關連接一個轉換電路組成。原來的 「各個敏感元件分別連接各自傳感器的轉換電路」當然是由各個敏感元件分別連接多路到 一路電子開關的各輸入端。(2)..將原測量裝置模數轉換器更換為包括模數轉換器在內的模擬量採集接口電 路，此接口電路輸出端及被控制端與計算機相互連接，計算機連接顯示器。這裡需要說明的是(1) 「感知深度範圍」的含義是當液面由低向高升漲時，升漲過程液面經過的液面高度各個點的集合是一條線，液深傳感器在某一固定位置所能感知到 的深度中最低的高度到最高的高度的範圍，就是該液深傳感器的「感知深度範圍」。(2)這裡所 說的「銜接」的含義是深度範圍的排列不能脫節，可以是少部分重合 銜接，也可以是零重合銜接，但零重合安裝難度很大，不常用。(3) 「模擬量採集接口電路」是常用的輸入通道電路，它由多路電子開關、採樣保持 器、和模數轉換器組成。根據需要也可以不用採樣保持器。又根據需要所用模數轉換器可 以是共用一個模數轉換器，也可以用和液深傳感器相同個數的模數轉換器。如果銜接組合 線感知液深傳感器的轉換電路是一個，電子開關用單相電子開關，如果轉換電路是多個，模 數轉換器也是多個，電子開關用多路電子開關，如果轉換電路是多個，模數轉換器是共用的 一個，用多路到一路電子開關。由於計算機通過採集電路，對每一參與組合的線感知傳感器的感知深度範圍中深 度模擬量，都可以採集到，那麼，在這個組合起來的大的深度範圍中，液體升達容器中任何 高度，計算機都可以測得，也就是說，上述的這種組合形成了一個銜接組合線感知液深傳感 器式液體深度測量裝置有益效果我們所說的測量最大誤差，是指測量值與真值的最大差值。此最大差值與該測量 儀器的最大量程的比，就是我們所說的測量精度。假設某液深測量裝置的測量最大深度量程為100mm，而測量的最大誤差為1mm，我 們便說測量精度是1/100。假設我們用同樣精度是1/100的液深測量裝置，而它測量的最 大深度量程為400mm，那麼它的測量的最大誤差應該為4mm，由於影響精度的各種因素的限 制，想提高測量精度已非常困難。如果我們用4個最大深度量程為IOOmm精度是1/100的 傳感器。按本技術方案組成一個銜接組合線感知液深傳感器式液體深度測量裝置，測量總 的最大深度量程為400mm。因各段測量的最大誤差都為Imm.，那麼總的測量最大誤差仍為 1mm，精度就是1/400，這樣，精度就提高了 4倍。綜上所述，克服了以往的技術偏見，實施本 發明的上述技術方案，提高了測量的精度。


圖1是銜接組合線感知液深傳感器式液體深度測量裝置的構造示意圖。圖中表 示，由容器6底部向上依此安裝的各個線感知液深傳感器的敏感元件1-1、1-2、1-3…… 1-n，分別連接各自傳感器的轉換電路2-1、2-2、2-3……2_n，各個傳感器的轉換電路的輸出 端，分別連接包括模數轉換器在內的模擬量採集接口電路3，進而與計算機4相互連接，計 算機4連接顯示器5。
具體實施方案本實施方案，選用由4組電容傳感器進行銜接組合為例作具體說明設容器可使 用的液體深度為400mm，選4組電容式液深傳感器，將4組電容極板都製成長105mm，將它們 由容器的底部向上依序豎立安裝，但相互不能接觸，若容器為導電物質，第一組電容極板底 端和容器底部有一定的間隔(例如5mm)或加薄層絕緣物。使第1、2、3、4組電容極板下端 距容器底面的距離分別為5mm、105mm、205mm、305mm，使相鄰兩組電容極板的感知深度範圍都重合5mm，4組電容極板分別與各自傳感器的轉換電路相連接，各個轉換電路的輸出端與 包括多路到一路電子開關、共用模數轉換器的模擬量採集接口電路相連。接口電路的輸出 端和被控端分別與 計算機相連接，計算機與顯示器連接。
權利要求
一種銜接組合線感知液深傳感器式液體深度測量裝置，包括安裝在容器內的線感知液深傳感器敏感元件，依次連接線感知液深傳感器的轉換電路、模數轉換器、計算機、顯示器，其特徵在於將原測量裝置的線感知液深傳感器更換為銜接組合線感知液深傳感器，將原測量裝置模數轉換器，更換為包括模數轉換器在內的模擬量採集接口電路，此接口電路輸出端及被控制端與計算機相互連接。
2.根據權利要求1所述銜接組合線感知液深傳感器，其特徵在於將多個線感知液深 傳感器的敏感元件，在互不直接連接的前提下，從容器底部向上，順序安裝在不同的高度， 使各個敏感元件的感知深度範圍，順序首尾銜接，各個敏感元件分別連接各自傳感器的轉 換電路。
3.根據權利要求2所述銜接組合線感知液深傳感器的各個傳感器的轉換電路，其特徵 在於各個傳感器的轉換電路是共用的轉換電路，共用轉換電路由多路到一路電子開關連 接一個轉換電路組成，各個敏感元件分別連接多路到一路電子開關的各輸入端。
全文摘要
銜接組合線感知液深傳感器式液體深度測量裝置，是將現有技術的線感知液深傳感器式液體深度測量裝置加以改造，將原測量裝置的線感知液深傳感器更換為銜接組合線感知液深傳感器，.將原測量裝置模數轉換器，更換為包括模數轉換器在內的模擬量採集接口電路，以便提高測量裝置的測量精度。
文檔編號G01F23/00GK101957225SQ20091016511
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月15日 優先權日2009年7月15日
發明者關哲, 楊華斌, 楊茜喬 申請人:楊茜喬