本发明涉及测量领域，特别涉及一种电子式液位计。
背景技术：
在储存罐，缓冲罐等工业生产所需的存储装置中，经常会用到液位计来指示其中的物料的液位信息，以便进行与其相关的其他工作。
现有技术中，经常使用的液位计的工作原理包括：利用干簧管与磁铁的组合，通过磁铁磁力吸合干簧管的方式导通电路，进而实现传输电信号。具体来说，这种液位计在工作过程中，内含磁铁的浮子会随液面的变化而升高或是降低，在浮子的升高或降低过程中，干簧管铁片会在磁铁对应的位置实现吸合，这样，不同的吸合位置所构成不同的电路导通方式，通过导通电路所对应串联电阻的个数，控制回路中电流的大小，进而生成不同的传输信号来表征测量对象的液位信息。
发明人经过研究发现，现有技术中至少存在以下缺陷：
干簧管内部铁片靠磁力吸合的机械动作，使用过程中容易发生应力性老化，进而发生吸合或者断开不到位等故障，甚至损坏的情况；因此，现有技术中的液位计使用寿命过短。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提高减少液位计的故障几率，提高液位计的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明公开了一种电子式液位计，包括：设于壳体内的测量电路；设于所述壳体外的套管；所述套管的上端与作为测量对象的罐体之间设有连通管；用于将所述测量电路的电流转换为电信号的电流转换器；
所述测量电路包括电源接口、多个绝缘栅双极型晶体管igbt，以及，串联有多个测量电阻和一个保护电阻的电阻串；所述保护电阻设于所述电阻串的末端；所述电源接口的正极分别与所述电阻串的首端的测量电阻和各所述igbt的集电极连接；各所述igbt的发射极分别连接于所述电阻串中各电阻之间；所述电源接口的负极与所述保护电阻连接；
各所述igbt的栅极触点透过所述壳体，依次且等距的设于所述壳体外与所述套管对应位置；用于通过与所述栅极触点接触来使对应的所述igbt导通的浮子触点设于所述套管内；与所述浮子触点固定连接的连接线的另一端通过所述连通管与设于所述罐体内的浮子连接。
优选的，在本发明中，所述测量电阻的数量包括6至15个。
优选的，在本发明中，所述电源接口的电压为15v至36v。
优选的，在本发明中，所述连通管的两端或其中一端设有与所述连接线适配的滑轮。
优选的，在本发明中，所述浮子触点设有接地电路。
优选的，在本发明中，所述接地电路设于所述连接线。
优选的，在本发明中，所述测量对象包括石油化工企业所用的储存罐或缓冲罐。
优选的，在本发明中，所述连通管内还包括用于密封的软质密封材料。
优选的，在本发明中，各所述igbt的栅极触点中，与所述电阻串首端的测量电阻对应的所述igbt的栅极触点在所述套管的位置最高。
有益效果
本发明中的电子式液位计包括壳体和套管，其中壳体中的测量电路中包括电阻串和多个igbt，igbt的栅极触点透过壳体，依次且等距的设于壳体外后，套管中能够上下移动的浮子触点可以根据其未知的不同分别与各igbt的栅极触点以激发对应的igbt导通。由于不同的igbt的导通，可以使测量电路中的电流流过不同数量的测量电阻，从而使得测量电路中的电流值也进行相应的变化，即，随着浮子触点上下位置的变化，分别接触不同的igbt的栅极触点，测量电路中的电流值也会进行相应的变化；也就是说，本发明中，测量电路中的电流值可以表征浮子触点在套管中的位置。接着，本发明中，浮子触点通过连接线与设于作为测量对象的罐体的浮子连接，这样，当浮子的高度随着罐体中液位的变化而变化时，会带动浮子触点在套管中的上下移动，进而导致测量电路中的电流值相应的变化。
由上可知，本发明中的电子式液位计不需要铁片在磁力的作用下通过机械动作来控制测量电路中电阻的个数，所以也就不存铁片的应力性老化的问题，进而也就避免了由于铁片应力性老化导致的发生吸合或者断开不到位等故障，有效提高了电子式液位计的使用寿命。
上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中所述电子式液位计的结构示意图；
图2为本发明中所述电子式液位计中测量电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在所述元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向（旋转90度或其他取向）且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
为了减少液位计的故障几率，提高液位计的使用寿命，参考图1和图2，本发明实施例提供了电子式液位计，包括：设于壳体01内的测量电路02；设于所述壳体01外的套管03；所述套管03的上端与作为测量对象的罐体04之间设有连通管05；用于将所述测量电路02的电流转换为电信号的电流转换器06；
所述测量电路02包括电源接口21、多个igbt22，以及，串联有多个测量电阻23和一个保护电阻24的电阻串；所述保护电阻24设于所述电阻串的末端；所述电源接口21的正极分别与所述电阻串的首端的测量电阻23和各所述igbt22的集电极连接；各所述igbt22的发射极分别连接于电阻串中各电阻（包括测量电阻23和保护电阻24）之间；所述电源接口42的负极与保护电阻24连接；
各所述igbt22的栅极触点透过所述壳体01，依次且等距的设于所述壳体01外与所述套管03对应位置；用于通过与所述栅极触点接触来使对应的所述igbt导通的浮子触点07设于所述套管03内；与所述浮子触点07固定连接的连接线08的另一端通过所述连通管05与设于所述罐体04内的浮子09连接。
在实际应用中，根据不同的精度或是不同的量程的需求，本发明实施例中的测量电阻的数量可以进行相应的设定，优选的，测量电阻的数量可以包括6至15个，下面以测量电阻23的数量为6个来说明本发明实施例的工作原理：
测量电路02中串联连接的6个测量电阻23（分别命名为r1至r6）和另一个保护电阻24构成一个电阻串，各个测量电阻23之间，以及保护电阻24与相邻的测量电阻23（r6）之间，均连接有一个igbt22的发射极，这样使得每个测量电阻23均对应有一个igbt22（分别命名为g1至g6）。
测量电路02的具体连接方式是：电阻串中首端的测量电阻23中的r1，末端是保护电阻24（r7），首先，电源接口的正极与测量电阻23中的r1连接来向整个电阻串供电；接着，r1与r2之间连接有igbt22中g1的发射极，r2与r3之间连接有g2的发射极，r3与r4之间连接有g3的发射极，r4与r5之间连接有g4的发射极，r5与r6之间连接有g5的发射极，r6与保护电阻24之间连接有g6的发射极；接着，g1至g6中各igbt22的集电极均与电源接口的正极连接，而g1至g6中各igbt22的栅极则穿透壳体01并在壳体01的外壁构成栅极触点；栅极触点在壳体01的外壁依照各igbt22从g1至g6的顺序依次且等距的设置；在栅极触点对应的位置设有套管03，套管03用于容纳浮子触点07，这样，浮子触点07在套管03内上下移动时，可以分别与各栅极触点接触，从而分别导通与其所接触浮子触点07对应的igbt22，具体来说，当浮子触点07与g1的栅极触点接触时，g1将会处于导通状态，当浮子触点07与g2的栅极触点接触时，g2将会处于导通状态，当浮子触点07与g3的栅极触点接触时，g3将会处于导通状态，以此类推，根据浮子触点07在套管02内位置的不同，可以分别导通各个igbt22。
接下来，根据图2可知，不同的igbt22的导通会导致测量电路02中电流流经的电阻数量的不同，具体来说，当浮子触点07与g1的栅极触点接触时，g1将会处于导通状态（g2至g6处于断开状态），此时，测量电路02中电流将不通过电阻串中首端的测量电阻23中的r1，此时测量电路02的电阻总值是（r2 r3 r4 r5 r6 r7）；当浮子触点07与g2的栅极触点接触时，g2将会处于导通状态（g3至g6处于断开状态），此时，测量电路02中电流将不通过r1和r2，此时测量电路02的电阻总值是（r3 r4 r5 r6 r7）；以此类推，根据浮子触点07在套管02内位置的不同，会导致测量电路02的电阻总值的变化，从而使得测量电路02的电流也产生相应的变化。
本发明实施例中的浮子触点07和设于罐体内的浮子09位置联动，具体来说，设于套管03内的浮子触点07和设于罐体内的浮子09经由连通管05通过连接线连接在一起，浮子09随罐体04内的储液的液位变化而上下位移，会带动浮子触点07在套管03内上下位移，从而导致测量电路02的电流也产生相应的变化；本发明实施例中的电流转换器06可以根据测量电路02的电流变化，生成用于表征罐体04内的储液的当前液位的液位信息。
以图2为例，各igbt22的栅极触点中，与电阻串首端的测量电阻（r1）对应的igbt22的栅极触点（g1）在套管的位置最高；即，g1至g6由上至下依次顺序排列。当罐体04内没有储液的时候，浮子09的位置处于罐体04内最低点，带动浮子触点07在套管03内的最高位置，此时浮子触点07将不接触任何的igbt22的栅极触点，随着罐体04内液位的升高，浮子触点07将依次逐一的与g1至g6的栅极触点连通，进而分别导通与栅极触点对应的igbt。当罐体04内的储液已满，浮子09的位置达到最高点，浮子触点07的位置达到最低点，g6的栅极触点,被连通，测量电路02中只有保护电阻24（r7）内通过电流，此时测量电路02的电流值最大。
在本发明实施例中，通过设有保护电阻24（r7），可以避免测量电路02由于短路而失效。
在实际应用中，为了适于控制igbt22的导通和断开，优选的，在本发明实施例中电源接口21的电压选用范围可以设置为15v至36v。此外，为了减少浮子触点和浮子09之间的摩擦，在本发明中，连通管05的两端或其中一端还可以设有与连接线08适配的滑轮（图中未示出）。
为了能够实现通过浮子触点07与栅极触点来导通对应的igbt，本发明实施例中的浮子触点还可以设有接地电路（图中未示出）。在实际应用中，接地电路可以设于连接线。进一步的，为了避免罐体04内的储液或是挥发性气体进入套管03内影响电子式液位计的正常工作，本发明实施例中，还可以在连通管05内填充用于密封的软质密封材料。
综上所述，本发明实施例中的电子式液位计包括壳体和套管，其中壳体中的测量电路中包括电阻串和多个igbt，igbt的栅极触点透过壳体，依次且等距的设于壳体外后，套管中能够上下移动的浮子触点可以根据其未知的不同分别与各igbt的栅极触点以激发对应的igbt导通。由于不同的igbt的导通，可以使测量电路中的电流流过不同数量的测量电阻，从而使得测量电路中的电流值也进行相应的变化，即，随着浮子触点上下位置的变化，分别接触不同的igbt的栅极触点，测量电路中的电流值也会进行相应的变化；也就是说，本发明中，测量电路中的电流值可以表征浮子触点在套管中的位置。接着，本发明中，浮子触点通过连接线与设于作为测量对象的罐体的浮子连接，这样，当浮子的高度随着罐体中液位的变化而变化时，会带动浮子触点在套管中的上下移动，进而导致测量电路中的电流值相应的变化。
由上可知，本发明中的电子式液位计不需要铁片在磁力的作用下进行机械动作来控制测量电路中电阻的个数，所以也就不存铁片的应力性老化的问题，进而也就避免了由于铁片应力性老化导致的发生吸合或者断开不到位等故障，有效提高了电子式液位计的使用寿命。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本发明的保护范围。
1.一种电子式液位计，其特征在于，包括：设于壳体内的测量电路；设于所述壳体外的套管；所述套管的上端与作为测量对象的罐体之间设有连通管；用于将所述测量电路的电流转换为电信号的电流转换器；
所述测量电路包括电源接口、多个绝缘栅双极型晶体管igbt，以及，串联有多个测量电阻和一个保护电阻的电阻串；所述保护电阻设于所述电阻串的末端；所述电源接口的正极分别与所述电阻串的首端的测量电阻和各所述igbt的集电极连接；各所述igbt的发射极分别连接于所述电阻串中各电阻之间；所述电源接口的负极与所述保护电阻连接；
各所述igbt的栅极触点透过所述壳体，依次且等距的设于所述壳体外与所述套管对应位置；用于通过与所述栅极触点接触来使对应的所述igbt导通的浮子触点设于所述套管内；与所述浮子触点固定连接的连接线的另一端通过所述连通管与设于所述罐体内的浮子连接。
2.根据权利要求1所述的电子式液位计，其特征在于，所述测量电阻的数量包括6至15个。
3.根据权利要求1所述的电子式液位计，其特征在于，所述电源接口的电压为15v至36v。
4.根据权利要求1所述的电子式液位计，其特征在于，所述连通管的两端或其中一端设有与所述连接线适配的滑轮。
5.根据权利要求1所述的电子式液位计，其特征在于，所述浮子触点设有接地电路。
6.根据权利要求5所述的电子式液位计，其特征在于，所述接地电路设于所述连接线。
7.根据权利要求1所述的电子式液位计，其特征在于，所述测量对象包括石油化工企业所用的储存罐或缓冲罐。
8.根据权利要求1所述的电子式液位计，其特征在于，所述连通管内还包括用于密封的软质密封材料。
9.根据权利要求1所述的电子式液位计，其特征在于，各所述igbt的栅极触点中，与所述电阻串首端的测量电阻对应的所述igbt的栅极触点在所述套管的位置最高。
技术总结