用于间接测量罐中液位的罐液位检测装置及应用原理

一种用于间接测量罐中液位的罐液位检测装置。该装置包括至少部分地储存在贮存器中的第二液体和单向阀，该单向阀在贮存器和罐之间连通。液位计用于确定第二液体的物理特性，从该物理特性可以确定罐中液体的液位。

描述
背景
本公开一般涉及液体的液位或压力的测量，更具体地，涉及罐中液体的测量。

许多休闲车具有一个或多个储罐，用于储存源自马桶或水槽的流出物。这些坦克通常被称为黑水或灰水坦克。该流出物可能容易堵塞或以其他方式使得与废水直接接触的液位测量设备或液位计不可操作。典型的直接废水测量装置的实例是使用电导，电容，浮子或其他直接装置来测量罐中废水水平的装置。尽管已经开发了许多清洁方法和化学品，但许多现有的废水水平测量方法和系统可能在几周内失效。因此，休闲车辆的所有者要么过于频繁地排出一个或多个废水箱，要么存在油箱溢出的风险。

摘要
在一个实施例中，本公开描述了一种用于确定容纳在罐中的第一液体的液位的罐液位检测装置，其使用：至少部分地储存在储液器中的第二液体; 单向阀，在储液器和储罐之间连通; 以及测量第二液体特性的液位计。第二液体至少部分地保持在第二贮存器中，因为一些液体可能已经通过单向阀流入罐中。为了在储存器中保持正确的液位，在正常操作期间定期将液体添加到储存器中。液位计测量的特性可用于间接测量罐中第一液体的液位。可以测量的第二液体的特征的实例是压力和液位。通过使用换能器可以视觉或间接进行感测。储存器可以在罐内，罐外部或部分在罐内。第二液体或测量液体可具有对测量液位计或设备更有益的性质。通过测量第二液体，可以确定第一液体的液位，而不需要测量装置与第一液体直接接触。

在另一个实施例中，公开了一种用于间接测量罐中液位的罐液位检测装置。该装置包括在罐中的液体和至少部分地储存在贮存器中的第二液体之间的液体连通，其中液体连通联接器在罐中的液体和贮存器中的第二液体之间传递压力，由此液体和第二种液体可以均衡。这种类型的液体连通联接也可以称为压力传递联接。液体连通联接器可以采用多种形式，包括柔性膜或可移动活塞。液位计用于确定第二液体的物理特性，从该物理特性可以确定罐中液体的液位。
在另一个实施例中，公开了一种用于检测确定罐中第一液体的第一压力的液体压力检测装置。该装置将第二液体储存在贮存器中。它还包括液体连通联接器，其在储存器和罐之间传递压力，因此使第一和第二液体均衡。该液体通信耦合可以是单向的。在一个实施例中，连通方向和液体流动是从储存器到罐。然后可以使用液位计来确定来自第二压力的第一压力。在一个实施例中，在正常操作期间将液体自动添加到储存器中，以确保储存器中有足够的液体流到罐中。
根据下文提供的详细描述，本公开的其他应用领域将变得显而易见。应当理解，详细描述和具体示例在指示各种实施例的同时，仅旨在用于说明的目的，而不旨在必然限制本公开的范围。

附图的简要说明
结合附图描述本公开：

图1 图1描绘了废水箱中的间接液位检测装置;

图2 a显示了设备图。1 在低废水水平;

图2 b表示装置图。1 在高废水水平;

图3 图1是表示罐内的间接液位检测装置的另一实施例的图。

图4 一个，图。4 b，和图。4 c提供备用间接液位检测装置的实例; 和

图。五 图示了使用单向流体流动的间接液位检测。


在附图中，类似的组件和/或特征可以具有相同的参考标号。在说明书中使用参考标签的情况下，该描述适用于具有相同参考标签的任何一个类似组件。
详细说明
随后的描述仅提供优选的示例性实施例，并且不旨在限制本公开的范围，适用性或配置。而是，随后对优选示例性实施例的描述将为本领域技术人员提供用于实现优选示例性实施例的使能描述。应当理解，在不脱离所附权利要求中阐述的精神和范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
在以下描述中给出了具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些实施例。例如，电路可以以框图示出，以免不必要的细节模糊实施例。在其他情况下，可以在没有不必要的细节的情况下示出公知的电路，过程，算法，结构和技术，以避免模糊实施例。
在一个实施例中，第二液体用于与第一液体连通，以通过测量第二液体的特性（例如其水平或压力）间接地测量第一液体的液位。本发明的一个潜在应用是测量休闲车的储罐中的废水。
在一个实施例中，柔性液体填充的不可渗透膜连接到休闲车辆的污水（或其他液体）容纳罐。膜内的液体连接到测量其压力或水平的液位计或量具。膜内的该液体或测量液体可以是与所使用的测量技术更兼容的配方。污水和测量液体的压力相等，因为膜是柔性的并且通常不受约束。可以校正由液体连通联接器（例如，膜，单向阀，活塞）施加的任何阻力。如果污水和测量液体具有相同的密度，则两种液体的水平将相同。如果两种液体的密度不同，它们的水平比例通常与它们的密度成比例。在一个实施例中，使用两种液体允许使用膜的一侧上的测量液体来测量污水，所述测量液体不会被保持罐的内容物或罐的其他内容物污染。
首先参考 图。1，大容器的底部（在11处显示为罐）连接到小容器的底部（在201处示出为中空管，在202处示出为柔性不可渗透膜）。大容器11包含液体A，如14所示，并且小容器包含液体B，如205所示。柔性不可渗透膜202将两种液体分开。两种液体的压力14，205是在连接点相等的，因为在膜的两侧上的力或压力202相等。如果两种液体14，205具有相同的密度，那么两种液体的水平将是相同的。这允许通过测量液体B 205的水平来间接测量液体A 14的水平。虽然膜202是不透两种液体14，205在该实施例中，其他实施例可以使用的膜202，这只是不透液A 14。
原则说明 图。1如果难以测量液体A 14的水平，则是有用的。通过产生液体14到膜202到液体205的界面，可以通过使用液体B 205测量液位来间接测量液体A 14的水平。该实施例可以应用于休闲车辆中的储罐。例如，液体A 14是废水，通常称为黑水或灰水，其经常污染传统的液位测量装置。通过将液位信息传输到液体B 205，我们可以防止液位测量装置的结垢。
间接液位测量系统240示于图2中图。1使用液 - 液 - 液界面通过测量第二液体205的水平间接测量第一液体14的液位。在各种实施例中，该界面可包括本领域技术人员能够理解的其他元件和配置。这些例子包括：
第一液体通过连接到气体的膜与第二液体连通，连接到第二膜，第二膜连接到第二液体; 和
使第一液体通过与连接到第二液体的气体连接的膜与第二液体连通; 要么
本领域技术人员能够理解的传输系统或设备的任何其他组合。
系统200示于图2中图。1可以由用于存储流体的罐构成，如11所示，以及在240处示出的间接液位检测装置。在休闲车的情况下，罐11通常是由聚乙烯或ABS（丙烯腈 - 丁烯 - 苯乙烯）制成的废水容纳罐11，其安装在休闲车辆地板下方并且具有通过填充物进入罐11的管道。洞，显示在12。通常还有一个通气孔，如13所示。在该示例中，罐11容纳废水，如14所示。该废水的液面由从罐11的底部到废水15的表面的垂直距离表示。在该实施例中，废水上方的体积充满空气，如16所示，其可以排放到大气中。
图2所示的间接液位检测装置240的一个实施例图。1 可以从以下元素构造：
中空管，如201所示，在一个实施例中由聚乙烯制成;
202所示的流体连通联接器，在一个实施例中，其由在两端开口的乳胶橡胶气囊制成;
一个或多个紧固装置，如203所示，用于将流体连通联接器202连接到中空管201，在一个实施例中，中空管201是在球囊和管上伸展的O形环;
一个或多个孔，如204所示，用于确保流体可以在由气囊包围的容积和管201之间行进，以产生与废水14连通和压力均衡的第二储存流体容器;
测量流体，如205所示，在一个实施方案中，其由具有添加剂的清洁水组成，以使用本领域技术人员能够理解的化学物质防止冻结并增强导电性;
一个安装法兰，如207所示，在一个实施例中是一个圆柱形聚乙烯件，它已被加工成适合钻入罐11底部的圆孔并接纳中空管201，并连接到罐11上使用环氧水泥制成中空管201 ;
在208处示出的第二气体在测量流体205上方的空间中填充中空管201，在一个实施例中，该空间是空气;
第二个不渗透膜，如209所示，它将第二气体208与废水箱16中的空气密封，以防止测量流体蒸发，如205所示，在一个实施例中，其由聚乙烯薄膜制成;
安装套环，如210所示，并且固定装置211（例如，O形环）用于连接和封闭中空管和第二不可渗透膜209 ; 和
如220所示的一组绝缘铜线，每个具有一个导电铜端部，在中空管201中以各种水平暴露于测量流体205或第二气体208，并且其另一端连接到电导液位计中，如图所示。如图221所示，其在一个实施例中具有一组指示灯，如222所示，用于显示测量流体205的水平，作为废水14水平的替代。
在本发明的一个实施例中，如果在较短铜线的尖端和另一个较长的铜线之间存在测量流体205（并因此具有低电阻），则电导液位计221和铜线220记录高导电率并且指示灯222接通。线。如果在用于完成铜线尖端之间的电路的路径的一部分中没有电导（即，气体而不是导电测量流体205），则指示灯222不点亮。检查液位时，底部指示灯始终点亮，以验证液位计是否正常工作。为了节省电力，电导液位计221如果按下按钮或开关打开，通常只使用电来打开指示灯。
这里描述的类型的电导液位计221已经在现有技术中使用，但是与黑水14直接接触。在一个实施例中，可以改装本发明以与可能已经安装的现有电导液位计一起工作。在现有技术中，电极（即铜线）通常通过将它们安装在废水池的壁上而与废水直接接触。由于废水含有各种固体，这些固体在常规系统中积聚在罐的导体和壁上，即使当废水处于不适合这种读数的水平时也产生低电阻电路径。
进一步参考图示的实施例 图。1应当注意，因为测量流体205的密度可以与废水14的密度大致相同，所以在206处示出的测量流体的水平大约是废水的水平，如15所示。然而，测量流体205和废水14或其他类似的待测流体也可具有显着不同的密度，本发明仍将起作用。还应注意，本发明也可以在罐11中实施没有通气孔，可能相对于大气压力加压或有真空。还应注意，通信耦合可以以本领域技术人员能够理解的多种方式中的任何一种来实现，例如在管中滑动的刚性可移动活塞或半刚性波纹管。
参考 图。2 一个和图。2 b，实施例图。1在低的污水水位被描绘，示出为15 一个在图。2 一个，和高污水水位，在示出15 b中图。2 b，分别。这些附图描绘替代液体连通联接位置，在示出202 一和202 b。附图还示出了可替换的测量流体液位206 一和206 b，用于第二防渗膜交替位置，209 一和209 b，和备用指示灯读数，222 一和222 湾
参考 图。3在系统300中示出了间接液位检测设备240的替代实施例。替代实施例240可以用在类似的罐11中，用于存储先前所示的废水14。备选实施例240包括：
在302处示出的替代液体连通联接器，其中一个例子是在交替的中空管上滑动的乳胶橡胶气囊，如301所示，并且附接有紧固装置，如303所示，例如O形环;
另一个安装法兰，如307所示，在一个实施例中是一个圆柱形聚乙烯件，它已加工成适合钻入罐11侧面的圆孔，法兰307具有一个用于交替中空管的通孔301，并使用环氧水泥附着在罐11和中空管301上 ; 和
前面讨论的绝缘铜线220，电导液位计221和指示灯的类似配置，除了在这种情况下，铜线从顶部离开中空管301。
参考 图。4 一个，图。4 b，和图。4 c，说明了几种备用液位传感技术。这里说明的例子包括：
间接液位传感装置中，在系统中所示400 一个的图。4 a，使用410所示的两个平行电极之间的电容变化来确定液位，其原理是当具有不同介电常数的液体填充平行电极之间的面积的一部分时，电容为一对电极改变并且可以用电容液位计测量，如411所示，并且可以使用任何适当的显示技术呈现，例如模拟条形图显示，如412所示;
间接液位感测装置中，在系统中所示400 b的图。4 b，使用外部液位计，如420所示，以非接触方式测量管中材料的物理参数，例如电导，电容，霍尔效应，声音传输，光传输，磁导率等，以及使用外部液位计指示器盒，如421所示，以显示结果;
间接液位感测装置中，在系统中所示400个 ?的图。4 c，其使用不依赖于位移的传感装置，其中一个示例是压力液位计，如430所示，当耦合到431处所示的适当液位计指示器盒时将具有使用适当的指示液位的能力。显示技术，如432所示的模拟电平表; 要么
本领域技术人员能够理解的其他类似变化或组合，例如浮子等。
参考 图。五所示的间接液位检测装置240的另一实施例适用于系统500。在这个另外的实施例中，使用测量流体的单向流动，提供流体连通的耦合，在示出205，进入水箱11，通过任一小孔，在示出504，或止回阀，在示出505，或者一个孔和止回阀的组合，或本领域技术人员能够理解的任何其他元件组合。该实施例500还包括在501处示出的填充管，测量流体205通过该填充管添加以确保流体流动始终在从中空管201进入罐11的一个方向上。确保流体流动总是一个方向的方法的一个例子是将一部分清洁冲洗水引导到加注管501中，而其余??部分通过马桶送出以较终作为废水流入罐中。填洞12。
还可以使用所公开实施例的许多变化和修改。例如，本公开中讨论的实施例中的液体压力或液位的测量可以应用于除了保持罐和休闲车辆之外的其他液位或液压测量任务。如果使用充气膜，该原理也可以应用于测量气体压力。
虽然以上结合具体装置和方法描述了本公开的原理，但是应该清楚地理解，该描述仅通过示例的方式进行，而不是作为对本公开范围的限制。