一種液位監(jiān)測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種液位監(jiān)測裝置，其特征在于，包括液位監(jiān)測端、校正數(shù)據(jù)輸入模塊和液位監(jiān)控器（2）。所述液位監(jiān)測端包括壓力監(jiān)測器（1）和空心管（100），所述壓力監(jiān)測器（1）包括一殼體（101），所述殼體（101）內(nèi)設(shè)有一密閉氣室（103），所述密閉氣室（103）與所述空心管（100）相連通；所述密閉氣室（103）內(nèi)設(shè)有壓力傳感器（104），所述壓力傳感器（104）用于檢測密閉氣室（103）內(nèi)的氣壓。所述液位監(jiān)控器（2）用于顯示液位信息。本實用新型通過空心管并配合數(shù)字濾波算法可較好地濾除液面波動對液位測量的影響，避免了傳感器直接與被測液體接觸，較好地解決了農(nóng)藥或助劑對傳感器的腐蝕和污染問題。此外，在使用中基本上不需要在液面上方留空，整套裝置體積小、重量輕、功耗低，非常適用于農(nóng)用植保無人機藥箱這樣的小型容器的液位監(jiān)測。
【專利說明】
一種液位監(jiān)測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種液位監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)用植保無人機將無人直升機技術(shù)施藥技術(shù)相結(jié)合，具有尺寸小、無需專用機場、操控靈活、可在田間地頭起降、下洗氣流可提升靶標著藥效果等優(yōu)點，非常適用于中、小田塊的病蟲害防治或大田塊局部精準施藥，目前越來越受到社會各界的關(guān)注。
[0003]藥箱是農(nóng)用植保無人機的作業(yè)關(guān)鍵部件，在作業(yè)過程中，藥箱中的藥量是動態(tài)變化的，如何根據(jù)藥箱的藥量調(diào)整農(nóng)用植保無人機的飛行操控策略，是地面飛控手時刻關(guān)注的重要信息。特別是在超視距飛行和自動駕駛飛行作業(yè)中，藥箱藥量與電池電量的優(yōu)化搭配、藥箱藥量用盡后的斷點續(xù)航等，更需要精確掌握藥箱藥量信息，否則容易出現(xiàn)頻繁起降、電池損耗大、作業(yè)效率低下和漏噴等不利現(xiàn)象。
[0004]藥箱液位的監(jiān)測是獲得藥箱中藥量信息的方法之一。農(nóng)用植保無人機作業(yè)過程中，藥箱液位的測量有如下特點:
[0005]1、農(nóng)用植保無人機作業(yè)過程中，陣風(fēng)等環(huán)境因素干擾、地頭調(diào)頭等特殊工況較多，在這些特殊工況出現(xiàn)時，藥液由于慣性作用，其行駛方向和垂直方向受力都比較大，產(chǎn)生震蕩效應(yīng)，因此液面易出現(xiàn)較劇烈的波動；
[0006]2、植保作業(yè)對象的多樣性，決定了農(nóng)藥或助劑的多樣性，而不同類型的農(nóng)藥或助劑導(dǎo)致藥箱中液體的濃度、粘度、導(dǎo)電特性等理化特性各異；
[0007]3、農(nóng)用植保無人機載荷有限使得農(nóng)用植保無人機藥箱結(jié)構(gòu)非常緊湊，液面上方留空非常少，且藥箱的體積通常較小，同時也要求使用的液位監(jiān)測裝置不宜過大和過重，且功耗要非常??；
[0008]4、農(nóng)藥或助劑通常都具有一定腐蝕性，要求液位監(jiān)測裝置具有一定的抗腐蝕和抗污染能力。
[0009]近年來，隨著科技的發(fā)展，液位檢測技術(shù)也向著檢測速度更快、檢測精度更高、檢測裝置的使用壽命更長、檢測裝置的性價比更好的方向發(fā)展?，F(xiàn)有可考慮用于農(nóng)用植保無人機藥箱液位監(jiān)測的裝置主要有差壓式液位測量、浮體式液位測量、電容式液位測量、電極式液位測量、超聲波液位測量、激光液位測量、光電式液位測量等方式，但上述測量方式各有優(yōu)缺點，較難滿足農(nóng)用植保無人機藥箱液位監(jiān)測的需要，分析如下:
[0010]差壓式液位測量的原理是根據(jù)測量到的液柱的重量間接反映液位，常用于常溫常壓且精度要求不高的場合的液位監(jiān)測。缺點:(I)取樣系統(tǒng)復(fù)雜，連接管路長，閥門較多，易堵塞或泄露；(2)由于變送器感應(yīng)的是微差壓，任何輕微泄露，都將嚴重影響液位測量，而對于真空系統(tǒng)，輕微的泄漏往往不易被察覺；(3)投用時麻煩，須在變送器引壓管中注滿水或等水蒸氣凝結(jié)充滿引壓管后才能準確投用；(4)測量的綜合誤差較大，變送器測量微差壓的精度有限，再加上取樣管路中液柱的不穩(wěn)定等因素致使實際測量的綜合誤差較大。
[0011]浮體式液位測量主要分為浮筒式與浮子式兩種，其中鋼帶浮子式液位傳感器是浮體式液位測量中最常見的類型，它由一根不銹鋼管和一個空心球組成，不銹鋼管內(nèi)部裝有若干個干簧繼電器，空心球內(nèi)裝有一塊永磁鐵，當空心球隨著液位上下運動時，磁鐵作用于繼電器，從而產(chǎn)生相應(yīng)的液位信號。該方式結(jié)構(gòu)簡單，成本低。但由于鋼絲繩與滑輪間存在滑動摩擦力，回位誤差較大，特別是在鋼絲繩和滑輪生銹的情況下，回位誤差更大甚至失效。浮體式液位測量一般用于靜止固定的水箱液位測量。
[0012]超聲波液位測量是由微處理器控制的一種非接觸式液位測量方式。在測量中，由傳感器(換能器)發(fā)出脈沖超聲波，超聲波經(jīng)液體表面反射后被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號，通過聲波的發(fā)射和接收之間的時間差來計算傳感器到被測物體之間的距離。該方式的優(yōu)點包括:可實現(xiàn)非接觸測量，能用于腐蝕性液體、高粘性液體、有毒性液體等液位的測量。但超聲波液位測量方式也有許多局限:I)必須用于能充分反射聲波且傳播聲波的對象，不宜用于含氣泡和含固體顆粒的液體中；2)超聲波的傳播速度受傳播介質(zhì)的密度、壓力、溫度等因素影響，例如密閉容器內(nèi)揮發(fā)性液體的液位測量，由于容器內(nèi)氣體聲速可能與空氣中的聲速不同，從而帶來較大的測量誤差，要實現(xiàn)較高的精度，需要對測量方法進行相對較復(fù)雜的修正，從而提高了測量裝置的成本;3)揮發(fā)性的液體會在超聲波探頭表面凝結(jié)，阻擋聲波的收發(fā)，影響測量精度，嚴重時造成失效;4)超聲波液位測量中，在發(fā)射超聲波脈沖時，不能同時檢測反射回波，而且發(fā)射的超聲波脈沖具有一定的時間寬度，同時發(fā)射完超聲波后傳感器還有余振，期間不能檢測反射回波，因此從探頭表面向下開始的一小段距離無法正常檢測，這段距離是超聲波測量時存在固有的盲區(qū)，通常測量盲區(qū)為0.25m~0.Sm，被測的最高物位如進入盲區(qū)，儀表將不能正確檢測，因此，超聲波傳感器的安裝位置與被測液面之間需保持一段距離，進行加高安裝，而且無障礙物，此外，對于液面劇烈波動的液體，超聲波測量時時，易與液體接觸，造成超聲波模塊不能正常工作。超聲波液位測量方式適用于液面較為平穩(wěn)、液面上方留空較多的測量場合。
[0013]激光液位測量方式與超聲波液位測量方式類似，屬于非接觸式液位測量方式，采用激光測距的原理對液面位置進行探測也存在與超聲波液位測量方式類似局限，例如:激光發(fā)射和接收部件的最前端到被測容器的外表面最小距離為0.5米以上;激光光束在物料表面的反射點應(yīng)該是沒有波紋，漣漪和反射物;對于液面劇烈波動的液體，易造成激光探測頭污染而失效等。
[0014]電容式液位測量方式根據(jù)被測量容器電容的變化來測量液面的高度。其測量原理如下:一根金屬棒插入盛液容器內(nèi)，金屬棒作為電容的一個極，容器壁作為電容的另一極；兩電極間的介質(zhì)即為液體及其上面的氣體，通過兩電極間的電容量的變化來測量液位的高低。該測量方式具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、成本低等特點。但該測量方式在實際應(yīng)用中存在如下局限:I)必須確保容器中兩電極間介質(zhì)的介電常數(shù)恒定才能保證電容式液位測量方式的準確度，因此，當容器中液體晃動或出現(xiàn)氣泡時，易產(chǎn)生虛假液位信息而影響測量準確度;2)金屬棒電極要有絕緣層覆蓋，且與容器的距離必須保證相對固定，否則會出現(xiàn)測量不穩(wěn)定現(xiàn)象;3)若被測量液體是粘性的液體，當由于晃動使液位由高到低回落的時候，粘性的液體會在測桿上面留下殘液，形成掛料層，由于液位計無法自動識別掛料層的存在，掛料層的電容量也會計入代表液面高度的總體電容量中，造成虛假液位，給液位測量帶來很大誤差。
[0015]電極式液位測量方式是利用液體的導(dǎo)電特性將導(dǎo)電液體的液面升高與電極接通視為電路的開關(guān)閉合，該信號傳給后續(xù)處理電路，從而獲得液位信息，該測量方式屬于點液位測量。該測量方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低。但由于電極式液位測量方式是分段的開關(guān)量輸出，測量的液位數(shù)據(jù)點數(shù)與電極的個數(shù)相關(guān)，無法獲得連續(xù)的液位變化信息;此外，使用電極式液位測量方式的前提條件是液體導(dǎo)電且不容易被電引燃，進一步使該測量方式在許多應(yīng)用場合受到限制。
[0016]光電式液位測量方式基于光學(xué)全反射和折射原理，采用光電信號進行液位測量。測量裝置包含一個近紅外發(fā)光二極管和一個光敏接收器，發(fā)光二極管所發(fā)出的光被導(dǎo)入傳感器頂部的透鏡。當透鏡沒有接觸液體時，發(fā)光二極管發(fā)出的光直接從透鏡接近全反射回接收器；當液體浸沒光電液位測量裝置的透鏡時，光折射到液體中，從而使接收器收不到或只能接收到少量光線;光電液位測量裝置根據(jù)該變化，，判斷傳感探頭是否接觸到液面，驅(qū)動相應(yīng)的控制電路動作，例如控制步進電機的運動方向，從而帶動傳感探頭跟蹤液面的變化，實現(xiàn)液位信息的測量。如果上述光信號采用光纖作為傳輸媒介，又稱為光纖液位測量方式。該測量方式具有抗電磁干擾、適用于易燃易爆環(huán)境等特點，但不能用于探測易在探頭表面形成粘著物的液體的液位，此外，由于需要額外的探頭驅(qū)動裝置，帶來了整個監(jiān)測裝置的重量、體積和復(fù)雜度增加等問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0017]本實用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種適用于植保無人機藥箱的液位監(jiān)測裝置。
[0018]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0019]—種液位監(jiān)測裝置，其特征在于，包括液位監(jiān)測端，液位監(jiān)測端包括壓力監(jiān)測器和空心管，所述壓力監(jiān)測器包括一殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有一密閉氣室，所述密閉氣室與所述空心管相連通;所述密閉氣室內(nèi)設(shè)有壓力傳感器，所述壓力傳感器用于檢測密閉氣室內(nèi)的氣壓。
[0020]進一步的，作為優(yōu)選技術(shù)方案，還包括校正數(shù)據(jù)輸入模塊，所述壓力監(jiān)測器還包括電源模塊一、存儲器模塊一、微型控制模塊一和通信模塊一，所述微型控制模塊一分別與壓力傳感器、校正數(shù)據(jù)輸入模塊、存儲器模塊一和通信模塊一相連;電源模塊一用于給壓力監(jiān)測器供電;通信模塊一用于壓力監(jiān)測器的數(shù)據(jù)輸入和輸出。
[0021]進一步的，作為優(yōu)選技術(shù)方案，還包括液位監(jiān)控器，所述液位監(jiān)控器包括電源模塊二、顯示模塊、通信模塊二、存儲器模塊二、微型控制模塊二;所述微型控制模塊二分別與顯示模塊、通信模塊二和存儲器模塊二相連;電源模塊二用于給液位監(jiān)控器供電;通訊模塊二用于液位監(jiān)控器的數(shù)據(jù)輸入和輸出;所述通信模塊一與通信模塊二通訊連接。
[0022]進一步的，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述校正數(shù)據(jù)輸入模塊包括空箱校正鍵和滿箱校正鍵;空箱校正鍵用于向微型控制模塊一提供壓力傳感器提供液位處于空箱狀態(tài)時傳感器的標準值;滿箱校正鍵用于向微型控制模塊一提供壓力傳感器提供液位處于滿箱狀態(tài)時傳感器的標準值；
[0023]校正數(shù)據(jù)輸入模塊安裝于液位監(jiān)測端或安裝于液位監(jiān)控器，安裝于液位監(jiān)測端時，校正數(shù)據(jù)輸入模塊直接與微型控制模塊一連接;安裝于液位監(jiān)控器時，校正數(shù)據(jù)輸入模塊二與微型控制模塊二連接，空箱校正鍵和滿箱校正鍵對液位監(jiān)測端的操作指令通過通信模塊一與通信模塊二傳送至微型控制模塊一。
[0024]微型控制模塊一根據(jù)上述標準值對壓力監(jiān)測器輸出的液位數(shù)據(jù)進行修正。
[0025]進一步的，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述液位監(jiān)控器還包括報警模塊，所述報警模塊與微型控制模塊二連接。
[0026]進一步的，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述通信模塊一與通信模塊二是串口通訊模塊或藍牙模塊或無線W1-Fi或無線數(shù)傳模塊，或是其中兩種無線通訊模塊的組合。
[0027]進一步的，作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述液位監(jiān)控器還包括復(fù)位模塊，用于通信模塊一與通信模塊二連接異常時進行通信重連。
[0028]農(nóng)用植保無人機作業(yè)過程中，藥箱液位的測量有如下特點:I)農(nóng)用植保無人機作業(yè)過程中，陣風(fēng)等環(huán)境因素干擾、地頭調(diào)頭等特殊工況較多，在這些特殊工況出現(xiàn)時，藥液由于慣性作用，其行駛方向和垂直方向受力都比較大，產(chǎn)生震蕩效應(yīng)，因此液面易出現(xiàn)較劇烈的波動;2)植保作業(yè)對象的多樣性，決定了農(nóng)藥或助劑的多樣性，而不同類型的農(nóng)藥或助劑導(dǎo)致藥箱中液體的濃度、粘度、導(dǎo)電特性等理化特性各異;3)農(nóng)用植保無人機載荷有限使得農(nóng)用植保無人機藥箱結(jié)構(gòu)非常緊湊，液面上方留空非常少，且藥箱的體積通常較小，同時也要求使用的液位監(jiān)測裝置不宜過大和過重，且功耗要非常小;4)農(nóng)藥或助劑通常都具有一定腐蝕性，要求液位監(jiān)測裝置具有一定的抗腐蝕和抗污染能力。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型技術(shù)方案的有益效果是:
[0030]I)本實用新型通過空心管將液面變化引起的氣壓變化引入到密閉氣室內(nèi)，采用氣壓間接測量液位的變化，液位波動時，空心管內(nèi)的液體受到空心管壁的約束，波動較小，同時配合數(shù)字濾波算法可較好地濾除液面波動對液位測量的影響，經(jīng)試驗，液位波動時液位信息輸出穩(wěn)定可靠(如圖5所示)，較好地解決了農(nóng)用植保無人機作業(yè)中液面易出現(xiàn)較劇烈的波動而影響液位測量的問題。
[0031]2)由于本實用新型采用空心管間接測量液位的變化，將液面變化引起的氣壓變化引入到密閉氣室內(nèi)，再由氣壓傳感器進行測量，該方法避免了傳感器直接與被測液體接觸，較好地解決了不同類型的農(nóng)藥或助劑導(dǎo)致藥箱中液體的濃度、粘度、導(dǎo)電特性等理化特性各異的問題，此外，空心管可選用空心碳纖維管，有較強的抗腐蝕和抗污染能力，較好地解決了農(nóng)藥或助劑對傳感器的腐蝕和污染問題。
[0032]3)本實用新型在使用中基本上不需要在液面上方留空，且采用的傳感器、處理器和殼體均可微型封裝，體積小、重量輕、功耗低，非常適用于農(nóng)用植保無人機藥箱這樣的小型容器的液位監(jiān)測。
[0033]綜上，本實用新型可較好地解決現(xiàn)有液位監(jiān)測裝置中機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝置龐大、安裝不便、成本過高、通用性能差等問題，同時還為需要進行遠程液位監(jiān)測的場所提供了一種可行，高效率的解決方案。
【附圖說明】
[0034]圖1為液位監(jiān)測端的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2為液位監(jiān)測端沿B-B線的剖視圖。
[0036]圖3為實施例1、例2液位監(jiān)控器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖4為數(shù)字濾波算法流程圖。
[0038]圖5和圖6為液面波動時液位監(jiān)測端數(shù)字濾波前后氣壓數(shù)據(jù)比較圖。
[0039]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制;為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸;對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的；相同或相似的標號對應(yīng)相同或相似的部件;附圖中描述位置關(guān)系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的說明。
[0041 ] 實施例1
[0042]如附圖1-3所示，本實施例的液位監(jiān)測裝置包括液位監(jiān)測端、校正數(shù)據(jù)輸入模塊和液位監(jiān)控器2;液位監(jiān)測端包括壓力監(jiān)測器I和空心管100;壓力監(jiān)測器包括一殼體101;殼體101內(nèi)設(shè)有一密閉氣室103，密閉氣室103與空心管100相連通，空心管100未連接的一端為自由端，自由端與被監(jiān)測容器的空箱位置水平線齊平，空心管100的連接端不低于被監(jiān)測容器的滿箱位置水平線;密閉氣室103內(nèi)設(shè)有壓力傳感器104，壓力傳感器104用于檢測密閉氣室103內(nèi)的氣壓。
[0043]壓力監(jiān)測器I還包括電源模塊一105、存儲器模塊一108)、微型控制模塊一106和通信模塊一 102，微型控制模塊一 106分別與壓力傳感器104、校正數(shù)據(jù)輸入模塊、存儲器模塊一108和通信模塊一 102相連；電源模塊一 105用于給壓力監(jiān)測器I供電；通信模塊一 102用于壓力監(jiān)測器I的數(shù)據(jù)輸入和輸出。
[0044]液位監(jiān)控器2包括電源模塊二202、顯示模塊201、通信模塊二 203、存儲器模塊二207、微型控制模塊二 208;微型控制模塊二 208分別與顯示模塊201、通信模塊二 203和存儲器模塊二207相連；電源模塊二用于給液位監(jiān)控器2供電；通訊模塊二203用于液位監(jiān)控器2的數(shù)據(jù)輸入和輸出。
[0045]在壓力傳感器104的選擇中，本實施例采用14BA型微型壓力傳感器，該微型壓力傳感器帶有SPI和12C兩種接口。
[0046]校正數(shù)據(jù)輸入模塊采用按鍵實現(xiàn)，按鍵設(shè)置如下:
[0047]“空”鍵:用于提供液位處于空箱狀態(tài)時傳感器在當前環(huán)境條件下的標準值；
[0048]“滿”鍵:用于提供液位處于滿箱狀態(tài)時傳感器在當前環(huán)境條件下的標準值。
[0049]操作人員可以通過按鍵輸入來確定空箱時密閉氣室103內(nèi)的氣壓壓強有效值Pl和滿箱時密閉氣室103內(nèi)的氣壓壓強有效值P2。
[0050]電源模塊一105和電源模塊二 202均采用AMSl 117系列穩(wěn)壓芯片。微型控制模塊一106和微型控制模塊二 208均選擇STM32微處理器，該處理器具有USB、CAN、7個定時器、2個ADC、9個通信接口。通信模塊一 102和通信模塊二203均選用WIFI232模塊(適用于聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測)，該模塊發(fā)射效率高，諧波小，對外界設(shè)備的射頻干擾極低，不易受到其他設(shè)備的干擾，有很好的工作穩(wěn)定性。存儲器模塊一 108和存儲器模塊二 207均選用串行電可擦除存儲芯片24C02，該芯片基于I2C-BUS的存儲器件，遵循二線制協(xié)議，由于其具有接口方便，體積小，數(shù)據(jù)掉電不丟失等特點。顯示模塊201選用高亮LED?？招墓?00選用碳纖維管。
[0051 ] 實施例2
[0052]區(qū)別于實施例1，本實施例中，壓力傳感器104采用5611型氣壓傳感器，該傳感器模塊包括一個高線性度的壓力傳感器和一個超低功耗的24位Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(工廠校準系數(shù))，外形尺寸為5.0毫米X 3.0毫米X 1.0毫米;通信模塊一 102和通信模塊二203均選用2.4G工業(yè)級無線數(shù)傳模塊(適用于超視距數(shù)據(jù)傳輸)，該模塊支持跳頻模式，具有極強的抗干擾能力，當工作在定頻模式下時，具有極低的接收電流(4.5mA)，傳輸距離最遠達到2.4千米，適合作為藥箱超視距液位監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸。
[0053]上述實施例1和實施例2中液位監(jiān)測裝置的使用方法如下:
[0054]液位數(shù)據(jù)修正階段(初次安裝液位監(jiān)測裝置或環(huán)境條件變化出現(xiàn)誤差時):
[0055]S1.在容器的合適位置安裝液位監(jiān)測裝置，使空心管100的自由端與被監(jiān)測容器的空箱位置水平線齊平，并避免堵塞;空心管100的連接端不低于被監(jiān)測容器的滿箱位置水平線。
[0056]S2.液位監(jiān)測端和液位監(jiān)控器2上電后，按下空箱校正鍵，通過微型控制模塊一106對壓力傳感器104提供的處于空箱狀態(tài)時傳感器的標準值進行多次采樣，由數(shù)字濾波算法計算出的空箱情況下密閉氣室103中壓強有效值記為Pl并存儲。
[0057]S3.在容器中添加液體，直至滿箱狀態(tài)，按下滿箱校正鍵，通過微型控制模塊一106對壓力傳感器104提供的處于滿箱狀態(tài)時傳感器的標準值進行多次采樣，由數(shù)字濾波算法計算出滿箱情況下密閉氣室103中壓強有效值記為P2并存儲。
[0058]液位監(jiān)測階段:
[0059]S4.壓力監(jiān)測器I通過壓力傳感器104實時監(jiān)測密閉氣室103內(nèi)的氣壓，多次采樣傳感器的值，由數(shù)字濾波算法計算出密閉氣室103中壓強有效值記為P3;S5.計算氣壓P3與Pl之間的氣壓差，即ΛΡ=Ρ3-Ρ1 ；
[ΟΟ?Ο] S6.通過氣壓差ΛΡ計算液位剩余量，計算公式為:液位剩余量(百分比)=ΛΡ/(P2-P1)；
[0061]S7.液位監(jiān)測端通過通信模塊一 102將液位剩余量(百分比)輸出或發(fā)送通信模塊二203，通信模塊二 203通過微型控制模塊二 208控制顯示模塊201顯示液位剩余量(百分比)，并通過報警模塊206適時給出報警信息。
[0062]如圖4所示，上述實施例中采用的數(shù)字濾波算法有如下步驟:
[0063]Q1:壓力監(jiān)測器I通過壓力傳感器104連續(xù)采樣密閉氣室103內(nèi)的13個氣壓數(shù)據(jù)；
[0064]Q2:去掉13個數(shù)據(jù)中的最大值和最小值；
[0065]Q3:計算剩下11個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均數(shù)作為壓強有效值。
[0066]圖5和圖6是當藥箱中液面發(fā)生波動時，采用上述數(shù)字濾波算法前后液位監(jiān)測端輸出的氣壓數(shù)據(jù)比較圖。從圖中可以看出，經(jīng)過數(shù)字濾波算法處理后的液位數(shù)據(jù)的極差從80mbar下降為4 mbar，標準差從6.39下降為0.85，變異系數(shù)從0.36%下降為0.049%。因此，本實施例在應(yīng)對藥箱液面波動的工況時，仍能穩(wěn)定可靠地輸出液位信息。
[0067]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種液位監(jiān)測裝置，其特征在于，包括液位監(jiān)測端，液位監(jiān)測端包括壓力監(jiān)測器(I)和空心管(100)，所述壓力監(jiān)測器包括一殼體(101)，所述殼體(101)內(nèi)設(shè)有一密閉氣室(103)，所述密閉氣室(103)與所述空心管(100)相連通;所述密閉氣室(103)內(nèi)設(shè)有壓力傳感器(104)，所述壓力傳感器(104)用于檢測密閉氣室(103)內(nèi)的氣壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括校正數(shù)據(jù)輸入模塊，所述壓力監(jiān)測器(I)還包括電源模塊一(105)、存儲器模塊一(108)、微型控制模塊一(106)和通信模塊一(102)，所述微型控制模塊一(106)分別與壓力傳感器(104)、校正數(shù)據(jù)輸入模塊、存儲器模塊一(108)和通信模塊一(102)相連；電源模塊一(105)用于給壓力監(jiān)測器(I)供電;通信模塊一 (102)用于壓力監(jiān)測器(I)的數(shù)據(jù)輸入和輸出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液位監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括液位監(jiān)控器(2)，所述液位監(jiān)控器(2)包括電源模塊二 (202)、顯示模塊(201)、通信模塊二 (203)、存儲器模塊二 (207)、微型控制模塊二( 2 O 8);所述微型控制模塊二( 2 O 8)分別與顯示模塊(2 OI )、通信模塊二(203)和存儲器模塊二(207)相連；電源模塊二(202)用于給液位監(jiān)控器(2)供電；通訊模塊二 (203)用于液位監(jiān)控器(2)的數(shù)據(jù)輸入和輸出； 所述通信模塊一(102 )與通信模塊二 (203)通訊連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液位監(jiān)測裝置，其特征在于，所述校正數(shù)據(jù)輸入模塊包括空箱校正鍵和滿箱校正鍵;空箱校正鍵用于向微型控制模塊一(106)提供壓力傳感器(104)提供液位處于空箱狀態(tài)時傳感器的標準值;滿箱校正鍵用于向微型控制模塊一(106)提供壓力傳感器(104)提供液位處于滿箱狀態(tài)時傳感器的標準值； 校正數(shù)據(jù)輸入模塊安裝于液位監(jiān)測端或安裝于液位監(jiān)控器(2)，安裝于液位監(jiān)測端時，校正數(shù)據(jù)輸入模塊直接與微型控制模塊一(106)連接;安裝于液位監(jiān)控器(2)時，校正數(shù)據(jù)輸入模塊二 (204)與微型控制模塊二 (208)連接，空箱校正鍵和滿箱校正鍵對液位監(jiān)測端的操作指令通過通信模塊一(104)與通信模塊二 (203)傳送至微型控制模塊一(106); 微型控制模塊一(106)根據(jù)上述標準值對壓力監(jiān)測器(I)輸出的液位數(shù)據(jù)進行修正。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位監(jiān)測裝置，其特征在于，所述液位監(jiān)控器(2)還包括報警模塊(206)，所述報警模塊(206)與微型控制模塊二 (208)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液位監(jiān)測裝置，其特征在于，所述通信模塊一(102)與通信模塊二 (203)是串口通訊模塊或藍牙模塊或無線W1-Fi或無線數(shù)傳模塊，或是其中兩種無線通訊模塊的組合。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液位監(jiān)測裝置，其特征在于，所述液位監(jiān)控器(2)還包括復(fù)位模塊(205)，用于通信模塊一(102)與通信模塊二 (203)連接異常時進行通信重連。
【文檔編號】G01F23/14GK205607488SQ201620243058
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】周志艷, 姜銳, 羅錫文, 宋燦燦, 張昌楨, 李克亮
【申請人】華南農(nóng)業(yè)大學(xué)