一种船舶污水舱液位传感器
阅读说明：本技术 一种船舶污水舱液位传感器 (Ship sewage tank liquid level sensor ) 是由 邓鹏� 李斌 张德满 舒鑫 王英伟 王博 蔡标华 俞健 于 2021-08-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及液位测量传感器领域,提供一种船舶污水舱液位传感器,包括安装在污水舱顶部的浮子式磁致伸缩液位传感器和安装在污水舱侧壁底部的静压式液位传感器,所述浮子式磁致伸缩液位传感器包括磁致伸缩探杆、法兰、浮球,所述法兰下焊接有圆柱形的浮球导管,磁致伸缩探杆通过螺纹安装在法兰上,磁致伸缩探杆及浮球均位于浮球导管内,浮球可在浮球导管和磁致伸缩探杆限定的空间内自由运动,浮球导管外安装有第一弹性分隔囊,第一弹性分隔囊内充入第一压力传导液,所述浮子式磁致伸缩液位传感器和静压式液位传感器分开独立工作,互为备份。本发明船舶污水舱液位传感器,抗污能力强,可连续实时监测,使用安全、工作可靠。(The invention relates to the field of liquid level measurement sensors, and provides a ship bilge tank liquid level sensor which comprises a float type magnetostrictive liquid level sensor arranged at the top of a bilge tank and a static pressure type liquid level sensor arranged at the bottom of the side wall of the bilge tank, wherein the float type magnetostrictive liquid level sensor comprises a magnetostrictive probe rod, a flange and a floating ball, a cylindrical floating ball guide pipe is welded below the flange, the magnetostrictive probe rod is arranged on the flange through threads, the magnetostrictive probe rod and the floating ball are both positioned in the floating ball guide pipe, the floating ball can freely move in a space defined by the floating ball guide pipe and the magnetostrictive probe rod, a first elastic separation bag is arranged outside the floating ball guide pipe, a first pressure conduction liquid is filled in the first elastic separation bag, and the float type magnetostrictive liquid level sensor and the static pressure type liquid level sensor work separately and are backup for each other. The liquid level sensor for the ship sewage tank has strong anti-pollution capability, can be used for continuous real-time monitoring, and is safe to use and reliable to work.)
技术领域
本发明涉及液位测量传感器领域，具体涉及一种船舶污水舱液位传感器，用于船舶污水舱液位实时、连续、在线监测。
背景技术
污水舱内液体成分复杂，杂质多，腐蚀性强，易滋生微生物，导致磁翻板、磁致伸缩等浮子型液位计易出现浮子卡滞、锈蚀故障而失效。污水舱底部容易沉积污泥和杂质，导致静压式液位传感器的取压口堵塞失效。船舶在使用过程中存在摇晃和倾斜，引发污水舱内液面的晃动，易产生浮沫、飞溅的液滴等附着和沾污测量元件，导致超声、雷达、激光等类型的液位测量元件失效。
因此，船舶污水舱液位的实时、连续、在线、可靠监测是一个难题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种船舶污水舱液位传感器，抗污能力强，通过不同工作原理进行备份，可连续实时监测，能就地显示并能通过网络接口提供液位信号，结构简单、使用安全、工作可靠。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明提供一种船舶污水舱液位传感器，包括安装在污水舱顶部的浮子式磁致伸缩液位传感器和安装在污水舱侧壁底部的静压式液位传感器，所述浮子式磁致伸缩液位传感器包括第一信号处理与输出模块、磁致伸缩探杆、第一弹性分隔囊、第一压力传导液、法兰、通气孔、浮球、浮球导管、导管压力均衡孔群，所述法兰下焊接有圆柱形的浮球导管，磁致伸缩探杆通过螺纹安装在法兰上，磁致伸缩探杆及浮球均位于浮球导管内，浮球可在浮球导管和磁致伸缩探杆限定的空间内自由运动，浮球导管外安装有第一弹性分隔囊，第一弹性分隔囊内充入第一压力传导液，法兰上开有2个通气孔，用于加注第一压力传导液和平衡空气压力，所述第一信号处理与输出模块与磁致伸缩探杆连接，所述静压式液位传感器包括第二信号处理与输出模块、压力传感器、第二弹性分隔囊、第二压力传导液、垫片、双螺纹接头，所述第二弹性分隔囊内充入第二压力传导液，第二弹性分隔囊外部套接双螺纹接头，第二弹性分隔囊开口端的环状密封结构与双螺纹接头密封接触，所述压力传感器与双螺纹接头一端连接，所述双螺纹接头的另一端加设垫片后与预先设于污水舱上的接头连接，所述第二信号处理与输出模块与压力传感器连接。
在上述技术方案中，所述第一信号处理与输出模块包含就地显示用第一液晶屏、对外输出信号的第一CAN接口、以及第一接线端口；所述第二信号处理与输出模块包含第二液晶屏、第二接线端口、第二CAN接口。
在上述技术方案中，所述浮球导管的长度L1与磁致伸缩探杆的长度L2满足L1=L2，浮球导管的内径D1与浮球10的直径D2满足D1≥D2，第一弹性分隔囊总长度L3=3×L2，第一弹性分隔囊直径D3直径大于浮球导管的外径D4，
在上述技术方案中，第二弹性分隔囊的长度L4为其直径D5的15~20倍。
在上述技术方案中，第一弹性分隔囊靠近法兰的一端和第二弹性分隔囊靠近压力传感器的一端均有一圈凸起的环状密封结构，环状结构的中心孔为弹性分隔囊的唯一开口。
在上述技术方案中，第一压力传导液和第二压力传导液采用总溶解固体TDS≤10ppm的纯水和抗盐雾水溶性防锈油按照100：1的比例配置，封装压力为标准大气压。
在上述技术方案中，第一信号处理与输出模块和第二信号处理与输出模块对外输出的信号为N秒内液位测量数据的平均值，N值在1~60范围内选定。
在上述技术方案中，所述浮子式磁致伸缩液位传感器和静压式液位传感器采用了两种不同的工作原理，可以分开独立工作，互为备份，适应船舶污水舱恶劣的使用环境。
本发明船舶污水舱液位传感器通过弹性分隔囊的设计杜绝了污水与液位计的接触，有效改善其抵抗杂质、泡沫、淤堵、腐蚀、卡滞的能力；通过两种不同工作原理的液位测量方式有效提高测量的可靠性，可以实时、连续、在线、可靠的监测污水舱液位。
附图说明
图1 为本发明船舶污水舱液位传感器的结构示意图。
图2为图1中A向视图。
图中：1-第一信号处理与输出模块，2-磁致伸缩探杆，3-第一弹性分隔囊，4-第一压力传导液，5-第一CAN接口，6-第一液晶屏，7-第一接线端口，8-法兰，9-通气孔，10-浮球，11-浮球导管，12-导管压力均衡孔群，13-第二信号处理与输出模块，14-压力传感器，15-第二弹性分隔囊，16-第二压力传导液，17-垫片，18-螺纹接头，19-第二液晶屏，20-第二接线端口，21-第二CAN接口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应站位本领域技术人员的角度做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1、图2所示，本实施例提供一种船舶污水舱液位传感器，包括安装在污水舱顶部的浮子式磁致伸缩液位传感器和安装在污水舱侧壁底部的静压式液位传感器，所述浮子式磁致伸缩液位传感器包括第一信号处理与输出模块1、磁致伸缩探杆2、第一弹性分隔囊3、第一压力传导液4、法兰8、通气孔9、浮球10、浮球导管11、导管压力均衡孔群12，所述法兰8下焊接有圆柱形的浮球导管11，磁致伸缩探杆2通过螺纹安装在法兰8上，磁致伸缩探杆2及浮球10均位于浮球导管11内，浮球10可在浮球导管11和磁致伸缩探杆2限定的空间内自由运动，浮球导管11外安装有第一弹性分隔囊3，第一弹性分隔囊3内充入适量的第一压力传导液4，法兰8上开有2个直径5mm的通气孔9，用于加注第一压力传导液和平衡空气压力，所述第一信号处理与输出模块1与磁致伸缩探杆2连接，所述静压式液位传感器包括第二信号处理与输出模块13、压力传感器14、第二弹性分隔囊15、第二压力传导液16、垫片17、双螺纹接头18，所述第二弹性分隔囊15内充入第二压力传导液16，第二弹性分隔囊15外部套接双螺纹接头18，第二弹性分隔囊15开口端的环状密封结构与双螺纹接头18密封接触，所述压力传感器14与双螺纹接头18一端连接，所述双螺纹接头18的另一端加设垫片17后与预先设于污水舱上的接头连接，所述第二信号处理与输出模块13与压力传感器14连接。
在上述实施例中，静压式液位传感器在污水舱上安装前，需先在污水舱指定部位焊接一个带螺纹的接头，静压式液位传感器的双螺纹接头18另一端面放入垫片17后，与污水舱上的接头螺纹连接固定。
在上述实施例中，所述第一信号处理与输出模块1包含就地显示用第一液晶屏6、对外输出信号的第一CAN接口5、以及第一接线端口7；所述第二信号处理与输出模块13包含第二液晶屏19、第二接线端口20、第二CAN接口21。
在上述实施例中，所述浮球导管11的长度L1与磁致伸缩探杆2的长度L2满足L1=L2，浮球导管11的内径D1与浮球10的直径D2满足D1≥D2，第一弹性分隔囊3总长度L3=3×L2，第一弹性分隔囊3直径D3直径大于浮球导管11的外径D4，
在上述实施例中，第二弹性分隔囊15的长度L4为其直径D5的15~20倍。
在上述实施例中，第一弹性分隔囊3靠近法兰8的一端和第二弹性分隔囊15靠近压力传感器14的一端均有一圈凸起的环状密封结构，环状结构的中心孔为弹性分隔囊的唯一开口。
在上述实施例中，第一压力传导液4和第二压力传导液16采用总溶解固体TDS≤10ppm的纯水和抗盐雾水溶性防锈油按照100:1的比例配置，封装压力为标准大气压。
在上述实施例中，第一信号处理与输出模块1和第二信号处理与输出模块13对外输出的信号为N秒内液位测量数据的平均值，N值在1~60范围内选定。
在上述实施例中，所述浮子式磁致伸缩液位传感器和静压式液位传感器采用了两种不同的工作原理，可以分开独立工作，互为备份，适应船舶污水舱恶劣的使用环境。
综上，本发明船舶污水舱液位传感器先将现有的磁致伸缩液位传感器和静压式液位传感器进行防污改进，增加隔离污水杂质的弹性分隔囊和压力传导液，解决现有液位传感器和压力传感器容易因污染、锈蚀、卡滞、淤堵而失效的问题。再将液位传感器进行信息化改进，增加信号处理与输出模块，该模块通过对原始信号的时间平均处理消除液面波动带来的不利影响，能就地显示并对外输出，满足就地调试、观测和远程监测及自动化控制的需求。本发明主要用于船舶污水舱监测污水液位，也可用于工业、生活污水处理系统。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明实施方式不限于上述所示，可根据权利要求的技术特征进行一定的组合，以上所示仅为本发明较佳的具体实施方式，并不能用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员容易理解，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等效替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
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