液位检测装置、方法及多联机空调器的制造方法
液位检测装置、方法及多联机空调器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液位检测技术领域，尤其涉及液位检测装置、方法及多联机空调器。
【背景技术】
[0002]液位检测通常用于高低压罐体内液体的液位检测，为确保相关设备(比如压缩机)安全运行，必须检测罐体内的液位是否满足要求。常规的电容、电阻等传感器液位测量方法需要将电容或电阻置于罐体内部并与如润滑油、冷媒等液体接触，但由于压力、温度、流体冲刷等恶劣工况有可能导致传感器损坏且不易更换，同时传感器需要信号线将检测到的信号传送出去，信号线穿过罐体壁面时需要既要满足密封性要求，还要确保信号线与金属壁面之间的绝缘性要求，因而不能采用焊接的方法，工艺要求高，因此难以大规模应用。
[0003]目前普遍采用的液位检测方法是在产品投产前，在实验室通过实验来进行验证，通过在罐体上打视液镜和视液管以观察不同工况下、不同运行模式下、不同输出情况下的液位变化情况，从而确保液位处于在安全运行范围内，从而在产品投产上市之后就不需要再观察液位，只需定时通过如回液处理和抽空运转来解决液位下降或液位过高等问题，此类方式虽然可靠，但实验过程中需要验证的条件组合很多，进而会导致开发时间延长，同时也不能完全确保产品在后续的实际运行中不会出现更恶劣的情况。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种液位检测装置、方法及多联机空调器，旨在解决现有检测装置进行检测时，容易使检测装置损坏、不易更换且待测罐体的密封性差的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种液位检测装置，应用于罐体内液体的液位检测，所述液位检测装置包括浮子，所述浮子浮在所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化；
[0006]其中，所述浮子内设置有磁体，所述液位检测装置还包括设置于被测罐体外的若干霍尔传感器，所述霍尔传感器用于通过所述浮子的位置变化以输出相应电压信号;或，
[0007]所述浮子内设置有信号发射器，所述液位检测装置还包括设置于被测罐体外的若干信号接收器，所述信号接收器用于接收所述信号发射器所发射的信号并输出；
[0008]所述液位检测装置还包括通过信号线与所述霍尔传感器或所述信号接收器连接的信号处理器，所述信号处理器用于处理接收到的所述霍尔传感器所输出的电压信号或用于处理所述信号接收器所输出的所述信号发射器所发射的信号。
[0009]优选地，所述液位检测装置还包括液位测量段部件，所述液位测量段部件为两端开口的中空长条形结构，所述液位测量段部件与所述被测罐体的底部所在平面垂直；
[0010]其中，当所述液位测量段部件位于所述被测罐体外部时，所述液位检测装置还包括用于连通所述被测罐体与所述液位测量段部件的两端开口的连通部件，通过所述连通部件以使所述被测罐体内的液体进入所述液位测量段部件内，所述浮子浮在所述液位测量段部件内的所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化，所述霍尔传感器或所述信号接收器位于所述液位测量段部件的外部。
[0011 ]优选地，所述液位检测装置还包括液位测量段部件，所述液位测量段部件为两端开口的中空长条形结构，所述液位测量段部件与所述被测罐体的底部所在平面垂直；
[0012]其中，当所述液位测量段部件位于所述被测罐体内部时，所述液位测量段部件的一端位于所述被测罐体内部且另一端与所述被测罐体外部连通，所述浮子为设有贯穿口的环形结构，所述液位测量段部件穿过所述浮子的贯穿口以使所述浮子浮在所述液位测量段部件外的所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化，所述霍尔传感器或所述信号接收器位于所述液位测量段部件的内部，其中，所述液位检测装置还包括限位部件，所述液位测量段部件位于所述被测罐体内部的一端通过所述限位部件进行密封并限制所述浮子的位置变化范围。
[0013]优选地，当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器或两个所述信号接收器时，至少存在两个所述霍尔传感器或两个所述信号接收器与所述被测罐体的底部所在平面的垂直距离不同。
[0014]优选地，所述液位测量段部件的长度小于所述被测罐体的高度；
[0015]所述液位检测装置包括四个所述霍尔传感器，两个所述霍尔传感器为一组且设置在所述液位测量段部的上端部，另两个所述霍尔传感器为另一组且设置在所述液位测量段部的下端部;或，
[0016]所述液位检测装置包括四个所述信号接收器，两个所述信号接收器为一组且设置在所述液位测量段部的上端部，另两个所述信号接收器为另一组且设置在所述液位测量段部的下端部。
[0017]优选地，所述液位测量段部件的长度小于所述被测罐体的高度；
[0018]当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器时，每一所述霍尔传感器从所述液位测量段部件的底部到顶部排列成一排以组成一霍尔传感器组，且该霍尔传感器组与所述被测罐体的底部所在平面垂直;或，
[0019]当所述液位检测装置至少包括两个所述信号接收器时，每一所述信号接收器从所述液位测量段部件的底部到顶部排列成一排以组成一信号接收器组，且该信号接收器组与所述被测罐体的底部所在平面垂直。
[0020]优选地，当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器时，相邻两个所述霍尔传感器的检测范围之间存在部分重叠;或，当所述液位检测装置至少包括两个所述信号接收器时，相邻两个所述信号接收器的检测范围之间存在部分重叠。
[0021]进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种基于上述任一项所述液位检测装置的液位检测方法，所述液位检测方法包括步骤:
[0022]S1、信号处理器接收霍尔传感器通过内置有磁体的浮子的位置变化所输出的电压信号或接收信号接收器通过接收内置有信号发射器的浮子的位置变化所输出的信号；
[0023]S2、根据所述电压信号或所述信号接收器所输出的信号，确定当前待测罐体内液体的液位或液位变化方向。
[0024]优选地，在步骤S1之后，所述液位检测方法还包括步骤:
[0025]判断第一预设时长内的所述电压信号变化速度是否小于第一速度阈值或判断第二预设时长内的所述信号接收器所输出的信号变化速度是否小于第二速度阈值；
[0026]若是，则执行步骤S2;
[0027]若否，则等待第三预设时长后返回步骤S1。
[0028]进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种多联机空调器，所述多联机空调器包括上述任一项所述的液位检测装置。
[0029]本发明通过将液位信号转化为电信号或其他信号以间接实现液位检测，同时信号转化过程中无需采用信号线连接，因而简化了液位检测信号的采集与处理，将液位信号转化为电信号或其他信号可确保待测罐体的密封性。此外，由于霍尔传感器或信号接收器外置，从而可避免受到罐体内压力、温度、流体冲刷等恶劣工况的影响，进而提高了检测装置的使用寿命，同时也便于霍尔传感器或信号接收器的更换等维护工作。
【附图说明】
[0030]图1为应用本发明液位检测装置进行液位检测第一实施例的结构示意图；
[0031]图2为图1中霍尔传感器一实施例的工作原理示意图；
[0032]图3为应用本发明液位检测装置进行液位检测第二实施例的结构示意图；
[0033]图4为应用本发明液位检测装置进行液位检测第三实施例的结构示意图；
[0034]图5为本发明液位检测装置一实施例的结构示意图；
[0035]图6为本发明液位检测装置另一实施例的结构示意图；
[0036]图7为采用两个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图；
[0037]图8为采用两个霍尔传感器进行液位检测另一实施例的结构示意图；
[0038]图9为采用四个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图；
[0039]图10为采用四个霍尔传感器进行液位检测另一实施例的结构示意图；
[0040]图11为采用多个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图；
[0041]图12为采用多个霍尔传感器进行液位检测另一实施例的结构示意图；
[0042]图13为本发明液位检测方法一实施例的流程示意图；
[0043]图14为本发明液位检测方法另一实施例的流程示意图；
[0044]图15为本发明多联机空调器一实施例的功能模块示意图。
[0045]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0046]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0047]本发明液位检测装置主要应用于密封的罐体内液体的液位 检测，比如压缩机中的油位检测、气液分离器中液态冷媒的液位检测等。本发明中具体通过使用浮子装置，从而使浮子装置能够跟随液面升降而相应产生位置变化，同时，为将被测罐体内的油位或液位的测量转化为浮球装置的位置测量，可通过在浮子中加入磁体或信号发射器(比如超声波发射器、中子发射器等)，从而在浮子装置发生位置变化的同时相应产生磁场强度变化或信号强度变化，进而再通过霍尔传感器测量磁场强度变化或通过信号接收器测量信号强度变化以间接实现被测罐体内液位的测量。其中，在浮子装置中加入磁体或信号发射器具体根据实际需要进行设置，由于二者实现液位检测的基本原理是相似的(也即可将磁铁替换为信号发射器，而将霍尔传感器替换为信号接收器)，因此，为便于对本发明进行举例说明，因此，本发明的所有实施例中仅具体以磁体与霍尔传感器进行举例说明，而对于信号发射器与信号接收器的说明不再做过多赘述。
[0048]参照图1，图1为本发明液位检测装置一实施例的结构示意图。
[0049]本实施例中，液位检测装置应用于罐体1内液体的液位检测，其中，液位检测装置包括浮子2，浮子2可浮在液体液面上并当液体液面位置变化时跟随液面升降而相应产生位置变化。需要说明的是，本发明所有图中的存在阴影的部分统一表示为可以存在液体的区域。
[0050]此外，浮子2内部还设置有磁体(未示出)，为测得磁体跟随浮子2发生位移变化时所相应产生的磁场强度变化，因此，液位检测装置还包括设置于罐体1外的若干霍尔传感器3，霍尔传感器3用于通过浮子2的位置变化以输出相应电压信号，液位检测装置还包括通过信号线4接收并处理霍尔传感器3所输出的电压信号的信号处理器5。此外，对于需要人工调节液位的特殊应用情景，用户可通过信号线4实现对罐体1内液体液位的远程监控。
[0051]如图2所示的霍尔传感器一实施例的工作原理示意图。其中，霍尔传感器3的工作原理是:当在X和y端口之间输入导通电流后，若此时在图2所示的方向上有磁场穿过霍尔传感器3，则在u和V两端口之间就会有产生一个电压信号输出，该电压的大小与磁场强度成正比。
[0052]假设当霍尔传感器3检测到的磁场超过一定强度时，则输出高电压，用状态1来表示，反之没有电压信号输出，用状态0来表示。霍尔传感器3检测到的磁场强度与磁体的位置有关，若霍尔传感器3与磁体的相距越近，则霍尔传感器3检测到的磁场强度越大，反之则越小。当磁体在图2所示的检测域AL的范围内左右移动时，霍尔传感器3输出状态1，而当磁体移动超出检测域AL范围后，则霍尔传感器3输出状态0，则利用上述霍尔传感器的工作原理即可以通过霍尔传感器3的状态输出判断浮子2的位置，从而可进一步判断图1中罐体1内液体的液位。比如，将霍尔传感器3设定在如图1中所示的高度，若初始状态时罐体1内液体的液位处于较满的正常状态，则当信号处理器5首次接收到霍尔传感器3输出状态1时，则说明当前罐体1内液体的液位已处于警戒液面。
[0053]另外，需要进一步说明的是，如图1所示的液位检测装置仅适用于小型且规整的罐体内的液位检测，而对于大型罐体的液位检测来说，由于磁场强度或其他信号强度的大小与距离相关，若浮子2与霍尔传感器3的距离相隔太远，则会影响到霍尔传感器3对于磁场强度的感应，进而影响到液位检测的效果。此外，对于不规则罐体的液位检测容易造成浮子2被卡住或者浮子2的位置变化并不能准确反映液位的升降变化。
[0054]本实施例中，通过将液位信号转化为电信号以间接实现液位检测，同时信号转化过程中无需采用信号线连接，因而简化了液位检测信号的采集与处理，将液位信号转化为电信号可确保待测罐体的密封性。此外，由于霍尔传感器外置，从而可避免受到罐体内压力、温度、流体冲刷等恶劣工况的影响，进而提高了检测装置的使用寿命，同时也便于霍尔传感器的更换等维护工作，同时，霍尔传感器数量及位置可以灵活设置，因而不仅能够通过霍尔传感器的输出状态来判断罐体1内液体的液位，还能通过多个霍尔传感器判断罐体1内液体的液位变化情况。
[0055]为解决上述实施例中的问题，参照图3，在本发明液位检测装置的一实施例中，液位检测装置还包括液位测量段部件6，该液位测量段部件6优选为两端开口的中空长条形结构，比如中空的圆柱体结构或者中空的长方体结构。此外，该液位测量段部件6由可以穿透磁场或其他信号的材料组成，比如铜管。同时，为避免浮子2被卡住或被其他外部因素所影响，因此，优选将浮子2设置为球体形状。
[0056]本实施例中，基于连通器的连通原理，可将液位测量段部件6与罐体1连通，进而使罐体1内的液体进入液位测量段部件6内，同时将浮子2设置在液位测量段部件6内，从而使得浮子2也能相应跟随罐体1内液面升降而相应产生位置变化，因而即使罐体1的形状不规则或者规格较大，浮子2与霍尔传感器3通过液位测量段部件6也能准确测量罐体1内液体的液位。霍尔传感器3则设置于液位测量段部件6的外部，例如可以卡扣在液位测量段部件6的外壁上，或者也可设置在其他支撑部件上，具体可根据实际需要进行设置。
[0057]如图3所示，本实施例中，液位检测装置还包括用于连通罐体1与液位测量段部件6的两端开口的连通部件7以及为保证罐体1的密封性而用于密封的转接口 8。其中，转接口 8的密封方式包括但不限于焊接、扩口连接、螺母连接等。此外，为避免浮子2进入罐体1内，因此，可基于浮子2的直径大小而相应设置连通部件7的直径大小，比如将连通部件7的直径设置为浮子2的直径的3/4。
[0058]另外，由于浮子2的位置变化具体是由液体对浮子2的浮力以及浮子2本身的重心引力所引起的，而一般情况下，浮力与引力都是垂直于罐体1底部所在平面的，因此基于液位检测精度的考虑，优选液位测量段部件6与罐体1的底部所在平面垂直设置，如图3所示。
[0059]此外，需要说明的是，本领域技术人员可以想到的是，也可以对罐体1的形状结构进行相应改进以适应本发明的液位检测方式，比如将液位测量段部件6设计为罐体1的一部分，但此类方式由于需要对罐体进行定制，因此在制作罐体的同时，需要将浮子事先放入进去，进而增加了生产的制作工艺和流程，因而实用性相对不高。
[0060]进一步可选的，液位测量段部件6也可以设置在罐体1的内部。参照图4，图4液位检测装置中液位测量段部件设置方式的另一实施例。本实施例中，液位测量段部件6的形状结构与上述实施例相同，因此不做赘述。
[0061 ]本实施例中，优选液位测量段部件6的一端位于罐体1的内部，而另一端则与罐体1的底部平齐并保持与罐体1的外部连通，同时将霍尔传感器3设置在液位测量段部件6的内部，浮子4则设置在液位测量段部件6的外部。
[0062]此外，在保证浮子4能够跟随液面升降而相应产生位置变化的同时，也保证浮子4与霍尔传感器3能保持有效的检测距离，因此，优选将浮子4设置为带有贯穿口的环形结构，并使液位测量段部件6穿过浮子4的贯穿口。
[0063]如图4所示，基于液位检测精度的考虑，优选液位测量段部件6与罐体1的底部所在平面垂直设置。同时，由于液位测量段部件6两端开口，因此，需要对液位测量段部件6两端开口处进行密封处理，比如通过如上述实施例中所述的转接口 8进行密封。此外，为限定浮子4的位置变化范围，可在液位测量段部件6位于罐体1内部的一端处设置一限位部件9以对液位测量段部件6的开口进行密封的同时，也可相应限制浮子4的位置变化范围。
[0064]需要进一步说明的是，本实施例中，测量段部件6也可从罐体1的顶部插入到罐体1内，或者通过一连通部件从罐体1的侧壁插入到罐体1内，具体设置方式与上述设置方式基本相同，因此不做过多赘述。
[0065]在上述实施例中，当只有一个霍尔传感器3时，若此时霍尔传感器3的输出状态是1，则说明磁体(也即浮子2)的位置处于以霍尔传感器3为中心的AL范围以内，但具体的位置仍不确定，如果检测到霍尔传感器3的输出状态由1变为0，则只能说明磁体(也即浮子2)已经运动到AL范围以外，但是无法确定具体是从哪一侧运动的，也即无法确定磁体(也即浮子2)的位置变化方向。
[0066]因此，为解决上述问题，参照图5，在本发明液位检测装置的一实施例中，将两个霍尔传感器3并排成一组组成一个传感器对，同时使这两个霍尔传感器3各自对应的检测域之间存在部分相互重叠，如图5所示。
[0067]图5是测量段部件外置的实施例，在本实施例中，霍尔传感器31、霍尔传感器32是一组传感器对且位于测量段部件6的外部，浮子2位于测量段部件6的内部，A、B、C、D是测量段部件6上的四个位置参照点，其中，AC范围表示霍尔传感器31的检测域，BD范围表示霍尔传感器32的检测域，BC则表示霍尔传感器31、32各自检测域之间的重叠部分。当浮子2(内含磁体)处于AB范围时，霍尔传感器31、32分别输出状 态1、0(输出状态1和0的含义同上述实施例);当浮子2处于BC范围时，霍尔传感器31、32分别输出状态1、1;当浮子2处于CD范围时，霍尔传感器31、32分别输出状态0、1;当浮子2处于AD范围之外时，霍尔传感器31、32分别输出状态0、0，与单个霍尔传感器相比，两个霍尔传感器的输出状态一共有四种组合，分别代表了浮子2处在不同的位置，因而提高了测量精度，测量范围也从AC扩大到了AD，此外，通过将当前的霍尔传感器输出状态与上一时刻霍尔传感器输出状态相比较能够进一步判断浮子2位置的变化方向，比如当霍尔传感器31、32的输出状态由1、0转变为0、0时，则可以判断浮子2是从A侧位置离开AB范围，而当霍尔传感器31、32的输出状态由0、1转变为0、0时，则可以判断浮子2是从D侧位置离开CD范围。
[0068]此外，参照图6，图6为测量段部件内置的实施例。其中，霍尔传感器31、霍尔传感器32是一组传感器对且位于测量段部件6的内部，浮子2(内置有磁体)位于测量段部件6的外部，A、B、C、D是测量段部件6上的四个位置参照点，本实施例中，通过多个霍尔传感器提高液位检测精度的具体说明同上一实施例，因此本实施例中不做过多赘述。
[0069]需要说明的是，考虑到浮子2的位置变化方向一般为从上到下(也即液面不断下降)以及从下到上(也即液面不断上升)，因此，当液位检测装置至少包括两个霍尔传感器时，为进一步提高液位检测精度，因此至少需要保证两个霍尔传感器与被测罐体的底部所在平面的垂直距离不同，也即需要避免所有霍尔传感器都处于同一水平面时而无法提高液位检测精度。
[0070]上述两实施例中采用多个霍尔传感器所组成的传感器对还可进一步通过以下方式提高液位检测的精度:一是改变单个霍尔传感器的检测域AL，具体可通过调节霍尔传感器上所导通的检测电流大小、磁体尺寸以及触发输出电压的阈值设置等;二是调节多个霍尔传感器各自检测域之间的重叠部分，具体可通过调节相邻两个霍尔传感器之间的并排距离。因此，本发明对于提高液位检测的精度具有很大的灵活性且调节方便快捷。
[0071]参照图7，图7为采用两个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图。
[0072]本实施例中，浮子2能够跟随测量段部件6中液位的变化而上下移动，霍尔传感器31、32外置于测量段部件6的外面以检测浮子2内磁铁的磁场强度的变化并将输出状态通过信号线4传给信号处理器5。本实施例中，霍尔传感器31、32的检测域AL设置相同，并将两个传感器检测域的重叠范围设置成0.5AL作为优选方案。
[0073]本实施例中的液位检测装置只有两个霍尔传感器，因而测量范围有限，但是仍能给出四种不同的输出状态(1，1;1，0;0，1;0，0)以反映液位的大致位置，因而适用于测量精度要求不高或者重点关注某一小范围内液位情况的应用场景。比如检测压缩机的油位是否低于某个临界点，当检测到液位低于设定的临界点时给系统发送回油运转命令;或者是检测低压罐的液位是否超过了某一个临界点，当检测低压罐液位过高时给系统发送抽空运转命令。
[0074]进一步地，参照图8，图8为采用两个霍尔传感器进行液位检测的另一实施例的结构示意图。本实施例中，霍尔传感器组31、32内置于测量段部件6中，测量段部件6的内部是与外界相通的，霍尔传感器31、32可以方便的从测量段部件6中取出来，信号线4穿过转接口8将霍尔传感器31、32与信号处理器5相连接，浮子2能够跟随测量段部件6外面的液位变化而上下移动，限位部件9将测量段部件6的一端密封并将浮子2的运动范围限制在它以下，其中，测量段部件6的长度可以根据测量范围的要求自由选择。
[0075]参照图9，图9为采用四个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图。
[0076]本实施例中，液位检测装置包括四个霍尔传感器31-34，其中，霍尔传感器31、32为一组且设置在液位测量段部件6上端的外部，霍尔传感器33、34为一组且设置在液位测量段部件6的下端的外部。液位测量段部件6的长度小于罐体1的高度。其中，霍尔传感器31、32之间的间距以及霍尔传感器32、33之间的间距都可根据实际需要进行调节。本实施例中液位检测装置的检测原理及相关设置方式同上述实施例，因此不做过多赘述。
[0077]此外，如图10所示的采用四个霍尔传感器进行液位检测另一实施例的结构示意图。
[0078]本实施例中，液位检测装置包括四个霍尔传感器31-34，其中，霍尔传感器31、32为一组且设置在液位测量段部件6上端的内部，霍尔传感器33、34为一组且设置在液位测量段部件6的下端的内部。液位测量段部件6的长度小于罐体1的高度。本实施例中液位检测装置的检测原理及相关设置方式同上述实施例，因此不做过多赘述。
[0079]上述两实施例中采用两组四个霍尔传感器，其中一组为高液位传感器，用于检测液位是否超出某个最大值;另外一组为低液位传感器，用于检测液位是否低于最小值。例如在压缩机的油位检测中，通过两组四个霍尔传感器的液位检测装置可以用以检测控制压缩机内润滑油保持在安全范围之内。
[0080]在上述实施例中，霍尔传感器32、33之间的间距若设置得过大，则无法准确判断霍尔传感器32、33之间范围内的液位变化情况，因此，为了获得连续的液位检测，在本发明液位检测装置的另一实施例中，可通过将多个霍尔传感器3排列成一排以组成一霍尔传感器组30，同时使其中每两个相邻的霍尔传感器3的检测域之间存在部分重叠，参照上述各实施例中液位检测装置的检测原理及相关设置方式，根据霍尔传感器组30内不同霍尔传感器3的输出状态即可准确判断浮子2的位置，同时根据霍尔传感器组30内不同霍尔传感器3的输出状态变化也能准确判断浮子2的运动方向，需要说明的是，优选霍尔传感器组30与罐体1的底部所在平面保持垂直，进而最大化提供液位检测精度，具体如图11、12所示。
[0081]其中，图11是多个霍尔传感器外置进行液位检测的具体实施例，图12是多个霍尔传感器内置进行液位检测的具体实施例，二者的主要区别是霍尔传感器3与浮子2相对于液位测量段部件6的设置方式不同。上述两种液位检测方案用在压缩机或者低压罐的油位和液位检测时，可以获得高精度的连续液位检测。本实施例中液位检测装置的检测原理及相关设置方式同上述实施例，因此不做过多赘述。不过，需要进一步说明的是，当液位检测装置至少包括两个霍尔传感器3时，相邻两个霍尔传感器3的检测范围之间需要设置为部分重叠，从而便于准确判断浮子2的位置变化方向。
[0082]基于上述液位检测装置的各实施例，本发明还提供了一种液位检测方法。需要提前进行说明的是，在浮子中加入磁体或信号发射器具体根据实际需要进行设置，但二者实现液位检测的基本原理是相似的，也即可将磁铁替换为信号发射器，而将霍尔传感器替换为信号接收器。
[0083]参照图13，图13为本发明液位检测方法一实施例的流程示意图。基于上述各实施例中的液位检测装置进行液位检测，所述液位检测方法包括:
[0084]步骤S1，信号处理器接收霍尔传感器通过内置有磁体的浮子的位置变化所输出的电压信号或接收信号接收器通过接收内置有信号发射器的浮子的位置变化所输出的信号；
[0085](1)当浮子内设置为磁铁时，采用磁铁与霍尔传感器组合进行液位检测；
[0086]基于如图2所示的霍尔传感器的基本工作原理，当霍尔传感器通电后，若霍尔传感器与浮子之间存在相对运动且磁场强度较大，即能在霍尔传感器产生电压信号并输出给信号处理器进行相应处理。
[0087](2)当浮子内设置为信号发射器时，采用信号发射器与信号接收器组合进行液位检测;比如超声波发射器与接收器，中子发射器与接收器。
[0088]例如，超声波由于传输距离以及传输介质(如液体、空气等)的变化，进而使声波强度也相应发生改变，因此，信号处理器可通过分析信号接收器说接收到的声波强度进行相应判断。
[0089]步骤S2，根据所述电压信号或所述信号接收器所输出的信号，确定当前待测罐体内液体的液位或液位变化方向。
[0090]例如信号处理器可根据电压信号的强度确定当前罐体内液体的液位，根据电压信号输出的变化而确定当前罐体内液体的液位变化方向，具体如图5与图6中所述。
[0091]本实施例中，通过将液位信号转化为电信号或其他信号从而间接实现液位检测，同时信号转化过程中无需采用信号线连接，因而简化了液位检测信号的采集与处理，此外，本实施例还能实现液位以及液位变化方向的检测判断，因而能够更为全面精确地对罐体内液体的液位进行智能监测与控制。同时，液位检测的精度也可以通过增减传感器的数量来实现，因而能够灵活满足各种实际情况的需求，实用性更强。
[0092]参照图14，图14为本发明液位检测方法另 一实施例的流程示意图。基于上述液位检测方法实施例，本实施例中，在上述步骤S1之后，所述液位检测方法还包括:
[0093]步骤S31，判断第一预设时长内的所述电压信号变化速度是否小于第一速度阈值或判断第二预设时长内的所述信号接收器所输出的信号变化速度是否小于第二速度阈值；
[0094]步骤S32，若是，则执行步骤S2；
[0095]步骤S32，若否，则等待第三预设时长后返回步骤S1。
[0096]在上述实施例中，在检测以判断液位时，除了根据霍尔传感器(或者信号接收器)的输出状态确定浮子的位置与运动方向以外，还需要考虑一些特殊应用情况的处理，例如在检测低压管的液位时，如果是在做冻机启动操作，则在压缩机开启时，压缩机油和液态冷媒的混合物在高速流体的冲击下会产生很多泡沫并对浮子产生一个向上的冲击力使浮子快速向上运动，但实际的液位并没有那么高，浮子最终会在重力作用下回到实际对应的液面位置。
[0097]因此，针对上述特殊应用情景，本实施例中，为了消除如上述泡沫冲击浮子造成的液位误判，如果检测到浮球装置运动过快，超过某一个设定的速度时，则忽略当前的液位判断，待等到当液位平稳下来时再做液位检测与判断，从而避免误判并真实反映液位的实际情况。
[0098]本实施例中，浮子运动速度的变化具体可通过预设时间内的电压信号变化速度或信号接收器所输出的信号变化速度进行检测。其中，第一预设时长、第二预设时长、第三预设时长以及第一速度阈值、第二速度阈值具体根据实际应用进行设置。
[0099]参照图15，图15为本发明多联机空调器一实施例的功能模块示意图。本实施例中，多联机空调器包括上述任一项实施例中所述的液位检测装置110。
[0100]本实施例中，多联机空调器通过液位检测装置110可实现对压缩机的油位检测以及气液分离器的液位检测等，具体的液位检测实现原理及实现方式同上述实施例中所述，因此本实施例中不做过多赘述。
[0101]本实施例应用在多联机空调器的油位及液位检测时可以带来以下如下有益效果:
[0102]1)提供了一种简单有效的实时监控油位及液位的方法，通过将液位信号转变成电信号进而方便智能控制；
[0103]2)实现了传感器与待测液体的隔离，提高了传感器的使用寿命，同时出现故障时维护与更换也更加方便；
[0104]3)传感器与信号线等都处于液体外侧，液位测量段部件与罐体接口处容易采用焊接等方式确保罐体的密封性；
[0105]4)传感器的位置设置可调节，检测的精度也可以通过增减传感器的数量来实现，因而能够灵活满足各种实际情况的需求，因此实用性也更强。
[0106]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种液位检测装置，应用于罐体内液体的液位检测，其特征在于，所述液位检测装置包括浮子，所述浮子浮在所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化； 其中，所述浮子内设置有磁体，所述液位检测装置还包括设置于被测罐体外的若干霍尔传感器，所述霍尔传感器用于通过所述浮子的位置变化以输出相应电压信号;或， 所述浮子内设置有信号发射器，所述液位检测装置还包括设置于被测罐体外的若干信号接收器，所述信号接收器用于接收所述信号发射器所发射的信号并输出； 所述液位检测装置还包括通过信号线与所述霍尔传感器或所述信号接收器连接的信号处理器，所述信号处理器用于处理接收到的所述霍尔传感器所输出的电压信号或用于处理所述信号接收器所输出的所述信号发射器所发射的信号。2.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述液位检测装置还包括液位测量段部件，所述液位测量段部件为两端开口的中空长条形结构，所述液位测量段部件与所述被测罐体的底部所在平面垂直； 其中，当所述液位测量段部件位于所述被测罐体外部时，所述液位检测装置还包括用于连通所述被测罐体与所述液位测量段部件的两端开口的连通部件，通过所述连通部件以使所述被测罐体内的液体进入所述液位测量段部件内，所述浮子浮在所述液位测量段部件内的所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化，所述霍尔传感器或所述信号接收器位于所述液位测量段部件的外部。3.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述液位检测装置还包括液位测量段部件，所述液位测量段部件为两端开口的中空长条形结构，所述液位测量段部件与所述被测罐体的底部所在平面垂直； 其中，当所述液位测量段部件位于所述被测罐体内部时，所述液位测量段部件的一端位于所述被测罐体内部且另一端与所述被测罐体外部连通，所述浮子为设有贯穿口的环形结构，所述液位测量段部件穿过所述浮子的贯穿口以使所述浮子浮在所述液位测量段部件外的所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化，所述霍尔传感器或所述信号接收器位于所述液位测量段部件的内部，其中，所述液位检测装置还包括限位部件，所述液位测量段部件位于所述被测罐体内部的一端通过所述限位部件进行密封并限制所述浮子的位置变化范围。4.如权利要求1-3中任一项所述的液位检测装置，其特征在于，当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器或两个所述信号接收器时，至少存在两个所述霍尔传感器或两个所述信号接收器与所述被测罐体的底部所在平面的垂直距离不同。5.如权利要求2或3所述的液位检测装置，其特征在于，所述液位测量段部件的长度小于所述被测罐体的高度； 所述液位检测装置包括四个所述霍尔传感器，两个所述霍尔传感器为一组且设置在所述液位测量段部的上端部，另两个所述霍尔传感器为另一组且设置在所述液位测量段部的下端部;或， 所述液位检测装置包括四个所述信号接收器，两个所述信号接收器为一组且设置在所述液位测量段部的上端部，另两个所述信号接收器为另一组且设置在所述液位测量段部的下端部。6.如权利要求2或3所述的液位检测装置，其特征在于，所述液位测量段部件的长度小于所述被测罐体的高度； 当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器时，每一所述霍尔传感器从所述液位测量段部件的底部到顶部排列成一排以组成一霍尔传感器组，且该霍尔传感器组与所述被测罐体的底部所在平面垂直;或， 当所述液位检测装置至少包括两个所述信号接收器时，每一所述信号接收器从所述液位测量段部件的底部到顶部排列成一排以组成一信号接收器组，且该信号接收器组与所述被测罐体的底部所在平面垂直。7.如权利要求6所述的液位检测装置，其特征在于，当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器时，相邻两个所述霍尔传感器的检测范围之间存在部分重叠;或，当所述液位检测装置至少包括两个所述信号接收器时，相邻两个所述信号接收器的检测范围之间存在部分重叠。8.—种基于权利要求1-7中任一项所述液位检测装置的液位检测方法，其特征在于，所述液位检测方法包括步骤: 51、信号处理器接收霍尔传感器通过内置有磁体的浮子的位置变化所输出的电压信号或接收信号接收器通过接收内置有信号发射器的浮子的位置变化所输出的信号； 52、根据所述电压信号或所述信号接收器所输出的信号，确定当前待测罐体内液体的液位或液位变化方向。9.如权利要求8所述的液位检测方法，其特征在于，在步骤S1之后，所述液位检测方法还包括步骤: 判断第一预设时长内的所述电压信号变化速度是否小于第一速度阈值或判断第二预设时长内的所述信号接收器所输出的信号变化速度是否小于第二速度阈值； 若是，则执行步骤S2 ； 若否，则等待第三预设时长后返回步骤S1。10.—种多联机空调器，其特征在于，所述多联机空调器包括权利要求1-7中任一项所述的液位检测装置。
【专利摘要】本发明公开了一种液位检测装置，包括浮在待测罐体内液面上并跟随液面升降的浮子；当浮子内设置有磁体时，液位检测装置还包括设置于被测罐体外且用于通过浮子的位置变化以输出相应电压信号的若干霍尔传感器；当浮子内设置有信号发射器时，液位检测装置还包括设置于被测罐体外且用于接收信号发射器所发射的信号并输出的若干信号接收器；液位检测装置还包括通过信号线与霍尔传感器或信号接收器连接且用于处理电压信号或信号发射器所发射的信号的信号处理器。本发明还公开了一种液位检测方法及多联机空调器。本发明简化了液位检测信号的采集与处理，将液位信号转化为电信号或其他信号确保了待测罐体的密封性，同时也提高了检测装置的使用寿命。
【IPC分类】G01F23/74
【公开号】CN105486386
【申请号】CN201610009114
【发明人】黄文 , 熊美兵, 梁泽坤, 任林行
【申请人】广东美的暖通设备有限公司, 美的集团股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月4日
【技术领域】
[0001]本发明涉及液位检测技术领域，尤其涉及液位检测装置、方法及多联机空调器。
【背景技术】
[0002]液位检测通常用于高低压罐体内液体的液位检测，为确保相关设备(比如压缩机)安全运行，必须检测罐体内的液位是否满足要求。常规的电容、电阻等传感器液位测量方法需要将电容或电阻置于罐体内部并与如润滑油、冷媒等液体接触，但由于压力、温度、流体冲刷等恶劣工况有可能导致传感器损坏且不易更换，同时传感器需要信号线将检测到的信号传送出去，信号线穿过罐体壁面时需要既要满足密封性要求，还要确保信号线与金属壁面之间的绝缘性要求，因而不能采用焊接的方法，工艺要求高，因此难以大规模应用。
[0003]目前普遍采用的液位检测方法是在产品投产前，在实验室通过实验来进行验证，通过在罐体上打视液镜和视液管以观察不同工况下、不同运行模式下、不同输出情况下的液位变化情况，从而确保液位处于在安全运行范围内，从而在产品投产上市之后就不需要再观察液位，只需定时通过如回液处理和抽空运转来解决液位下降或液位过高等问题，此类方式虽然可靠，但实验过程中需要验证的条件组合很多，进而会导致开发时间延长，同时也不能完全确保产品在后续的实际运行中不会出现更恶劣的情况。
【发明内容】
[0004]本发明的主要目的在于提供一种液位检测装置、方法及多联机空调器，旨在解决现有检测装置进行检测时，容易使检测装置损坏、不易更换且待测罐体的密封性差的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供一种液位检测装置，应用于罐体内液体的液位检测，所述液位检测装置包括浮子，所述浮子浮在所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化；
[0006]其中，所述浮子内设置有磁体，所述液位检测装置还包括设置于被测罐体外的若干霍尔传感器，所述霍尔传感器用于通过所述浮子的位置变化以输出相应电压信号;或，
[0007]所述浮子内设置有信号发射器，所述液位检测装置还包括设置于被测罐体外的若干信号接收器，所述信号接收器用于接收所述信号发射器所发射的信号并输出；
[0008]所述液位检测装置还包括通过信号线与所述霍尔传感器或所述信号接收器连接的信号处理器，所述信号处理器用于处理接收到的所述霍尔传感器所输出的电压信号或用于处理所述信号接收器所输出的所述信号发射器所发射的信号。
[0009]优选地，所述液位检测装置还包括液位测量段部件，所述液位测量段部件为两端开口的中空长条形结构，所述液位测量段部件与所述被测罐体的底部所在平面垂直；
[0010]其中，当所述液位测量段部件位于所述被测罐体外部时，所述液位检测装置还包括用于连通所述被测罐体与所述液位测量段部件的两端开口的连通部件，通过所述连通部件以使所述被测罐体内的液体进入所述液位测量段部件内，所述浮子浮在所述液位测量段部件内的所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化，所述霍尔传感器或所述信号接收器位于所述液位测量段部件的外部。
[0011 ]优选地，所述液位检测装置还包括液位测量段部件，所述液位测量段部件为两端开口的中空长条形结构，所述液位测量段部件与所述被测罐体的底部所在平面垂直；
[0012]其中，当所述液位测量段部件位于所述被测罐体内部时，所述液位测量段部件的一端位于所述被测罐体内部且另一端与所述被测罐体外部连通，所述浮子为设有贯穿口的环形结构，所述液位测量段部件穿过所述浮子的贯穿口以使所述浮子浮在所述液位测量段部件外的所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化，所述霍尔传感器或所述信号接收器位于所述液位测量段部件的内部，其中，所述液位检测装置还包括限位部件，所述液位测量段部件位于所述被测罐体内部的一端通过所述限位部件进行密封并限制所述浮子的位置变化范围。
[0013]优选地，当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器或两个所述信号接收器时，至少存在两个所述霍尔传感器或两个所述信号接收器与所述被测罐体的底部所在平面的垂直距离不同。
[0014]优选地，所述液位测量段部件的长度小于所述被测罐体的高度；
[0015]所述液位检测装置包括四个所述霍尔传感器，两个所述霍尔传感器为一组且设置在所述液位测量段部的上端部，另两个所述霍尔传感器为另一组且设置在所述液位测量段部的下端部;或，
[0016]所述液位检测装置包括四个所述信号接收器，两个所述信号接收器为一组且设置在所述液位测量段部的上端部，另两个所述信号接收器为另一组且设置在所述液位测量段部的下端部。
[0017]优选地，所述液位测量段部件的长度小于所述被测罐体的高度；
[0018]当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器时，每一所述霍尔传感器从所述液位测量段部件的底部到顶部排列成一排以组成一霍尔传感器组，且该霍尔传感器组与所述被测罐体的底部所在平面垂直;或，
[0019]当所述液位检测装置至少包括两个所述信号接收器时，每一所述信号接收器从所述液位测量段部件的底部到顶部排列成一排以组成一信号接收器组，且该信号接收器组与所述被测罐体的底部所在平面垂直。
[0020]优选地，当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器时，相邻两个所述霍尔传感器的检测范围之间存在部分重叠;或，当所述液位检测装置至少包括两个所述信号接收器时，相邻两个所述信号接收器的检测范围之间存在部分重叠。
[0021]进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种基于上述任一项所述液位检测装置的液位检测方法，所述液位检测方法包括步骤:
[0022]S1、信号处理器接收霍尔传感器通过内置有磁体的浮子的位置变化所输出的电压信号或接收信号接收器通过接收内置有信号发射器的浮子的位置变化所输出的信号；
[0023]S2、根据所述电压信号或所述信号接收器所输出的信号，确定当前待测罐体内液体的液位或液位变化方向。
[0024]优选地，在步骤S1之后，所述液位检测方法还包括步骤:
[0025]判断第一预设时长内的所述电压信号变化速度是否小于第一速度阈值或判断第二预设时长内的所述信号接收器所输出的信号变化速度是否小于第二速度阈值；
[0026]若是，则执行步骤S2;
[0027]若否，则等待第三预设时长后返回步骤S1。
[0028]进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种多联机空调器，所述多联机空调器包括上述任一项所述的液位检测装置。
[0029]本发明通过将液位信号转化为电信号或其他信号以间接实现液位检测，同时信号转化过程中无需采用信号线连接，因而简化了液位检测信号的采集与处理，将液位信号转化为电信号或其他信号可确保待测罐体的密封性。此外，由于霍尔传感器或信号接收器外置，从而可避免受到罐体内压力、温度、流体冲刷等恶劣工况的影响，进而提高了检测装置的使用寿命，同时也便于霍尔传感器或信号接收器的更换等维护工作。
【附图说明】
[0030]图1为应用本发明液位检测装置进行液位检测第一实施例的结构示意图；
[0031]图2为图1中霍尔传感器一实施例的工作原理示意图；
[0032]图3为应用本发明液位检测装置进行液位检测第二实施例的结构示意图；
[0033]图4为应用本发明液位检测装置进行液位检测第三实施例的结构示意图；
[0034]图5为本发明液位检测装置一实施例的结构示意图；
[0035]图6为本发明液位检测装置另一实施例的结构示意图；
[0036]图7为采用两个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图；
[0037]图8为采用两个霍尔传感器进行液位检测另一实施例的结构示意图；
[0038]图9为采用四个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图；
[0039]图10为采用四个霍尔传感器进行液位检测另一实施例的结构示意图；
[0040]图11为采用多个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图；
[0041]图12为采用多个霍尔传感器进行液位检测另一实施例的结构示意图；
[0042]图13为本发明液位检测方法一实施例的流程示意图；
[0043]图14为本发明液位检测方法另一实施例的流程示意图；
[0044]图15为本发明多联机空调器一实施例的功能模块示意图。
[0045]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0046]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0047]本发明液位检测装置主要应用于密封的罐体内液体的液位 检测，比如压缩机中的油位检测、气液分离器中液态冷媒的液位检测等。本发明中具体通过使用浮子装置，从而使浮子装置能够跟随液面升降而相应产生位置变化，同时，为将被测罐体内的油位或液位的测量转化为浮球装置的位置测量，可通过在浮子中加入磁体或信号发射器(比如超声波发射器、中子发射器等)，从而在浮子装置发生位置变化的同时相应产生磁场强度变化或信号强度变化，进而再通过霍尔传感器测量磁场强度变化或通过信号接收器测量信号强度变化以间接实现被测罐体内液位的测量。其中，在浮子装置中加入磁体或信号发射器具体根据实际需要进行设置，由于二者实现液位检测的基本原理是相似的(也即可将磁铁替换为信号发射器，而将霍尔传感器替换为信号接收器)，因此，为便于对本发明进行举例说明，因此，本发明的所有实施例中仅具体以磁体与霍尔传感器进行举例说明，而对于信号发射器与信号接收器的说明不再做过多赘述。
[0048]参照图1，图1为本发明液位检测装置一实施例的结构示意图。
[0049]本实施例中，液位检测装置应用于罐体1内液体的液位检测，其中，液位检测装置包括浮子2，浮子2可浮在液体液面上并当液体液面位置变化时跟随液面升降而相应产生位置变化。需要说明的是，本发明所有图中的存在阴影的部分统一表示为可以存在液体的区域。
[0050]此外，浮子2内部还设置有磁体(未示出)，为测得磁体跟随浮子2发生位移变化时所相应产生的磁场强度变化，因此，液位检测装置还包括设置于罐体1外的若干霍尔传感器3，霍尔传感器3用于通过浮子2的位置变化以输出相应电压信号，液位检测装置还包括通过信号线4接收并处理霍尔传感器3所输出的电压信号的信号处理器5。此外，对于需要人工调节液位的特殊应用情景，用户可通过信号线4实现对罐体1内液体液位的远程监控。
[0051]如图2所示的霍尔传感器一实施例的工作原理示意图。其中，霍尔传感器3的工作原理是:当在X和y端口之间输入导通电流后，若此时在图2所示的方向上有磁场穿过霍尔传感器3，则在u和V两端口之间就会有产生一个电压信号输出，该电压的大小与磁场强度成正比。
[0052]假设当霍尔传感器3检测到的磁场超过一定强度时，则输出高电压，用状态1来表示，反之没有电压信号输出，用状态0来表示。霍尔传感器3检测到的磁场强度与磁体的位置有关，若霍尔传感器3与磁体的相距越近，则霍尔传感器3检测到的磁场强度越大，反之则越小。当磁体在图2所示的检测域AL的范围内左右移动时，霍尔传感器3输出状态1，而当磁体移动超出检测域AL范围后，则霍尔传感器3输出状态0，则利用上述霍尔传感器的工作原理即可以通过霍尔传感器3的状态输出判断浮子2的位置，从而可进一步判断图1中罐体1内液体的液位。比如，将霍尔传感器3设定在如图1中所示的高度，若初始状态时罐体1内液体的液位处于较满的正常状态，则当信号处理器5首次接收到霍尔传感器3输出状态1时，则说明当前罐体1内液体的液位已处于警戒液面。
[0053]另外，需要进一步说明的是，如图1所示的液位检测装置仅适用于小型且规整的罐体内的液位检测，而对于大型罐体的液位检测来说，由于磁场强度或其他信号强度的大小与距离相关，若浮子2与霍尔传感器3的距离相隔太远，则会影响到霍尔传感器3对于磁场强度的感应，进而影响到液位检测的效果。此外，对于不规则罐体的液位检测容易造成浮子2被卡住或者浮子2的位置变化并不能准确反映液位的升降变化。
[0054]本实施例中，通过将液位信号转化为电信号以间接实现液位检测，同时信号转化过程中无需采用信号线连接，因而简化了液位检测信号的采集与处理，将液位信号转化为电信号可确保待测罐体的密封性。此外，由于霍尔传感器外置，从而可避免受到罐体内压力、温度、流体冲刷等恶劣工况的影响，进而提高了检测装置的使用寿命，同时也便于霍尔传感器的更换等维护工作，同时，霍尔传感器数量及位置可以灵活设置，因而不仅能够通过霍尔传感器的输出状态来判断罐体1内液体的液位，还能通过多个霍尔传感器判断罐体1内液体的液位变化情况。
[0055]为解决上述实施例中的问题，参照图3，在本发明液位检测装置的一实施例中，液位检测装置还包括液位测量段部件6，该液位测量段部件6优选为两端开口的中空长条形结构，比如中空的圆柱体结构或者中空的长方体结构。此外，该液位测量段部件6由可以穿透磁场或其他信号的材料组成，比如铜管。同时，为避免浮子2被卡住或被其他外部因素所影响，因此，优选将浮子2设置为球体形状。
[0056]本实施例中，基于连通器的连通原理，可将液位测量段部件6与罐体1连通，进而使罐体1内的液体进入液位测量段部件6内，同时将浮子2设置在液位测量段部件6内，从而使得浮子2也能相应跟随罐体1内液面升降而相应产生位置变化，因而即使罐体1的形状不规则或者规格较大，浮子2与霍尔传感器3通过液位测量段部件6也能准确测量罐体1内液体的液位。霍尔传感器3则设置于液位测量段部件6的外部，例如可以卡扣在液位测量段部件6的外壁上，或者也可设置在其他支撑部件上，具体可根据实际需要进行设置。
[0057]如图3所示，本实施例中，液位检测装置还包括用于连通罐体1与液位测量段部件6的两端开口的连通部件7以及为保证罐体1的密封性而用于密封的转接口 8。其中，转接口 8的密封方式包括但不限于焊接、扩口连接、螺母连接等。此外，为避免浮子2进入罐体1内，因此，可基于浮子2的直径大小而相应设置连通部件7的直径大小，比如将连通部件7的直径设置为浮子2的直径的3/4。
[0058]另外，由于浮子2的位置变化具体是由液体对浮子2的浮力以及浮子2本身的重心引力所引起的，而一般情况下，浮力与引力都是垂直于罐体1底部所在平面的，因此基于液位检测精度的考虑，优选液位测量段部件6与罐体1的底部所在平面垂直设置，如图3所示。
[0059]此外，需要说明的是，本领域技术人员可以想到的是，也可以对罐体1的形状结构进行相应改进以适应本发明的液位检测方式，比如将液位测量段部件6设计为罐体1的一部分，但此类方式由于需要对罐体进行定制，因此在制作罐体的同时，需要将浮子事先放入进去，进而增加了生产的制作工艺和流程，因而实用性相对不高。
[0060]进一步可选的，液位测量段部件6也可以设置在罐体1的内部。参照图4，图4液位检测装置中液位测量段部件设置方式的另一实施例。本实施例中，液位测量段部件6的形状结构与上述实施例相同，因此不做赘述。
[0061 ]本实施例中，优选液位测量段部件6的一端位于罐体1的内部，而另一端则与罐体1的底部平齐并保持与罐体1的外部连通，同时将霍尔传感器3设置在液位测量段部件6的内部，浮子4则设置在液位测量段部件6的外部。
[0062]此外，在保证浮子4能够跟随液面升降而相应产生位置变化的同时，也保证浮子4与霍尔传感器3能保持有效的检测距离，因此，优选将浮子4设置为带有贯穿口的环形结构，并使液位测量段部件6穿过浮子4的贯穿口。
[0063]如图4所示，基于液位检测精度的考虑，优选液位测量段部件6与罐体1的底部所在平面垂直设置。同时，由于液位测量段部件6两端开口，因此，需要对液位测量段部件6两端开口处进行密封处理，比如通过如上述实施例中所述的转接口 8进行密封。此外，为限定浮子4的位置变化范围，可在液位测量段部件6位于罐体1内部的一端处设置一限位部件9以对液位测量段部件6的开口进行密封的同时，也可相应限制浮子4的位置变化范围。
[0064]需要进一步说明的是，本实施例中，测量段部件6也可从罐体1的顶部插入到罐体1内，或者通过一连通部件从罐体1的侧壁插入到罐体1内，具体设置方式与上述设置方式基本相同，因此不做过多赘述。
[0065]在上述实施例中，当只有一个霍尔传感器3时，若此时霍尔传感器3的输出状态是1，则说明磁体(也即浮子2)的位置处于以霍尔传感器3为中心的AL范围以内，但具体的位置仍不确定，如果检测到霍尔传感器3的输出状态由1变为0，则只能说明磁体(也即浮子2)已经运动到AL范围以外，但是无法确定具体是从哪一侧运动的，也即无法确定磁体(也即浮子2)的位置变化方向。
[0066]因此，为解决上述问题，参照图5，在本发明液位检测装置的一实施例中，将两个霍尔传感器3并排成一组组成一个传感器对，同时使这两个霍尔传感器3各自对应的检测域之间存在部分相互重叠，如图5所示。
[0067]图5是测量段部件外置的实施例，在本实施例中，霍尔传感器31、霍尔传感器32是一组传感器对且位于测量段部件6的外部，浮子2位于测量段部件6的内部，A、B、C、D是测量段部件6上的四个位置参照点，其中，AC范围表示霍尔传感器31的检测域，BD范围表示霍尔传感器32的检测域，BC则表示霍尔传感器31、32各自检测域之间的重叠部分。当浮子2(内含磁体)处于AB范围时，霍尔传感器31、32分别输出状 态1、0(输出状态1和0的含义同上述实施例);当浮子2处于BC范围时，霍尔传感器31、32分别输出状态1、1;当浮子2处于CD范围时，霍尔传感器31、32分别输出状态0、1;当浮子2处于AD范围之外时，霍尔传感器31、32分别输出状态0、0，与单个霍尔传感器相比，两个霍尔传感器的输出状态一共有四种组合，分别代表了浮子2处在不同的位置，因而提高了测量精度，测量范围也从AC扩大到了AD，此外，通过将当前的霍尔传感器输出状态与上一时刻霍尔传感器输出状态相比较能够进一步判断浮子2位置的变化方向，比如当霍尔传感器31、32的输出状态由1、0转变为0、0时，则可以判断浮子2是从A侧位置离开AB范围，而当霍尔传感器31、32的输出状态由0、1转变为0、0时，则可以判断浮子2是从D侧位置离开CD范围。
[0068]此外，参照图6，图6为测量段部件内置的实施例。其中，霍尔传感器31、霍尔传感器32是一组传感器对且位于测量段部件6的内部，浮子2(内置有磁体)位于测量段部件6的外部，A、B、C、D是测量段部件6上的四个位置参照点，本实施例中，通过多个霍尔传感器提高液位检测精度的具体说明同上一实施例，因此本实施例中不做过多赘述。
[0069]需要说明的是，考虑到浮子2的位置变化方向一般为从上到下(也即液面不断下降)以及从下到上(也即液面不断上升)，因此，当液位检测装置至少包括两个霍尔传感器时，为进一步提高液位检测精度，因此至少需要保证两个霍尔传感器与被测罐体的底部所在平面的垂直距离不同，也即需要避免所有霍尔传感器都处于同一水平面时而无法提高液位检测精度。
[0070]上述两实施例中采用多个霍尔传感器所组成的传感器对还可进一步通过以下方式提高液位检测的精度:一是改变单个霍尔传感器的检测域AL，具体可通过调节霍尔传感器上所导通的检测电流大小、磁体尺寸以及触发输出电压的阈值设置等;二是调节多个霍尔传感器各自检测域之间的重叠部分，具体可通过调节相邻两个霍尔传感器之间的并排距离。因此，本发明对于提高液位检测的精度具有很大的灵活性且调节方便快捷。
[0071]参照图7，图7为采用两个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图。
[0072]本实施例中，浮子2能够跟随测量段部件6中液位的变化而上下移动，霍尔传感器31、32外置于测量段部件6的外面以检测浮子2内磁铁的磁场强度的变化并将输出状态通过信号线4传给信号处理器5。本实施例中，霍尔传感器31、32的检测域AL设置相同，并将两个传感器检测域的重叠范围设置成0.5AL作为优选方案。
[0073]本实施例中的液位检测装置只有两个霍尔传感器，因而测量范围有限，但是仍能给出四种不同的输出状态(1，1;1，0;0，1;0，0)以反映液位的大致位置，因而适用于测量精度要求不高或者重点关注某一小范围内液位情况的应用场景。比如检测压缩机的油位是否低于某个临界点，当检测到液位低于设定的临界点时给系统发送回油运转命令;或者是检测低压罐的液位是否超过了某一个临界点，当检测低压罐液位过高时给系统发送抽空运转命令。
[0074]进一步地，参照图8，图8为采用两个霍尔传感器进行液位检测的另一实施例的结构示意图。本实施例中，霍尔传感器组31、32内置于测量段部件6中，测量段部件6的内部是与外界相通的，霍尔传感器31、32可以方便的从测量段部件6中取出来，信号线4穿过转接口8将霍尔传感器31、32与信号处理器5相连接，浮子2能够跟随测量段部件6外面的液位变化而上下移动，限位部件9将测量段部件6的一端密封并将浮子2的运动范围限制在它以下，其中，测量段部件6的长度可以根据测量范围的要求自由选择。
[0075]参照图9，图9为采用四个霍尔传感器进行液位检测一实施例的结构示意图。
[0076]本实施例中，液位检测装置包括四个霍尔传感器31-34，其中，霍尔传感器31、32为一组且设置在液位测量段部件6上端的外部，霍尔传感器33、34为一组且设置在液位测量段部件6的下端的外部。液位测量段部件6的长度小于罐体1的高度。其中，霍尔传感器31、32之间的间距以及霍尔传感器32、33之间的间距都可根据实际需要进行调节。本实施例中液位检测装置的检测原理及相关设置方式同上述实施例，因此不做过多赘述。
[0077]此外，如图10所示的采用四个霍尔传感器进行液位检测另一实施例的结构示意图。
[0078]本实施例中，液位检测装置包括四个霍尔传感器31-34，其中，霍尔传感器31、32为一组且设置在液位测量段部件6上端的内部，霍尔传感器33、34为一组且设置在液位测量段部件6的下端的内部。液位测量段部件6的长度小于罐体1的高度。本实施例中液位检测装置的检测原理及相关设置方式同上述实施例，因此不做过多赘述。
[0079]上述两实施例中采用两组四个霍尔传感器，其中一组为高液位传感器，用于检测液位是否超出某个最大值;另外一组为低液位传感器，用于检测液位是否低于最小值。例如在压缩机的油位检测中，通过两组四个霍尔传感器的液位检测装置可以用以检测控制压缩机内润滑油保持在安全范围之内。
[0080]在上述实施例中，霍尔传感器32、33之间的间距若设置得过大，则无法准确判断霍尔传感器32、33之间范围内的液位变化情况，因此，为了获得连续的液位检测，在本发明液位检测装置的另一实施例中，可通过将多个霍尔传感器3排列成一排以组成一霍尔传感器组30，同时使其中每两个相邻的霍尔传感器3的检测域之间存在部分重叠，参照上述各实施例中液位检测装置的检测原理及相关设置方式，根据霍尔传感器组30内不同霍尔传感器3的输出状态即可准确判断浮子2的位置，同时根据霍尔传感器组30内不同霍尔传感器3的输出状态变化也能准确判断浮子2的运动方向，需要说明的是，优选霍尔传感器组30与罐体1的底部所在平面保持垂直，进而最大化提供液位检测精度，具体如图11、12所示。
[0081]其中，图11是多个霍尔传感器外置进行液位检测的具体实施例，图12是多个霍尔传感器内置进行液位检测的具体实施例，二者的主要区别是霍尔传感器3与浮子2相对于液位测量段部件6的设置方式不同。上述两种液位检测方案用在压缩机或者低压罐的油位和液位检测时，可以获得高精度的连续液位检测。本实施例中液位检测装置的检测原理及相关设置方式同上述实施例，因此不做过多赘述。不过，需要进一步说明的是，当液位检测装置至少包括两个霍尔传感器3时，相邻两个霍尔传感器3的检测范围之间需要设置为部分重叠，从而便于准确判断浮子2的位置变化方向。
[0082]基于上述液位检测装置的各实施例，本发明还提供了一种液位检测方法。需要提前进行说明的是，在浮子中加入磁体或信号发射器具体根据实际需要进行设置，但二者实现液位检测的基本原理是相似的，也即可将磁铁替换为信号发射器，而将霍尔传感器替换为信号接收器。
[0083]参照图13，图13为本发明液位检测方法一实施例的流程示意图。基于上述各实施例中的液位检测装置进行液位检测，所述液位检测方法包括:
[0084]步骤S1，信号处理器接收霍尔传感器通过内置有磁体的浮子的位置变化所输出的电压信号或接收信号接收器通过接收内置有信号发射器的浮子的位置变化所输出的信号；
[0085](1)当浮子内设置为磁铁时，采用磁铁与霍尔传感器组合进行液位检测；
[0086]基于如图2所示的霍尔传感器的基本工作原理，当霍尔传感器通电后，若霍尔传感器与浮子之间存在相对运动且磁场强度较大，即能在霍尔传感器产生电压信号并输出给信号处理器进行相应处理。
[0087](2)当浮子内设置为信号发射器时，采用信号发射器与信号接收器组合进行液位检测;比如超声波发射器与接收器，中子发射器与接收器。
[0088]例如，超声波由于传输距离以及传输介质(如液体、空气等)的变化，进而使声波强度也相应发生改变，因此，信号处理器可通过分析信号接收器说接收到的声波强度进行相应判断。
[0089]步骤S2，根据所述电压信号或所述信号接收器所输出的信号，确定当前待测罐体内液体的液位或液位变化方向。
[0090]例如信号处理器可根据电压信号的强度确定当前罐体内液体的液位，根据电压信号输出的变化而确定当前罐体内液体的液位变化方向，具体如图5与图6中所述。
[0091]本实施例中，通过将液位信号转化为电信号或其他信号从而间接实现液位检测，同时信号转化过程中无需采用信号线连接，因而简化了液位检测信号的采集与处理，此外，本实施例还能实现液位以及液位变化方向的检测判断，因而能够更为全面精确地对罐体内液体的液位进行智能监测与控制。同时，液位检测的精度也可以通过增减传感器的数量来实现，因而能够灵活满足各种实际情况的需求，实用性更强。
[0092]参照图14，图14为本发明液位检测方法另 一实施例的流程示意图。基于上述液位检测方法实施例，本实施例中，在上述步骤S1之后，所述液位检测方法还包括:
[0093]步骤S31，判断第一预设时长内的所述电压信号变化速度是否小于第一速度阈值或判断第二预设时长内的所述信号接收器所输出的信号变化速度是否小于第二速度阈值；
[0094]步骤S32，若是，则执行步骤S2；
[0095]步骤S32，若否，则等待第三预设时长后返回步骤S1。
[0096]在上述实施例中，在检测以判断液位时，除了根据霍尔传感器(或者信号接收器)的输出状态确定浮子的位置与运动方向以外，还需要考虑一些特殊应用情况的处理，例如在检测低压管的液位时，如果是在做冻机启动操作，则在压缩机开启时，压缩机油和液态冷媒的混合物在高速流体的冲击下会产生很多泡沫并对浮子产生一个向上的冲击力使浮子快速向上运动，但实际的液位并没有那么高，浮子最终会在重力作用下回到实际对应的液面位置。
[0097]因此，针对上述特殊应用情景，本实施例中，为了消除如上述泡沫冲击浮子造成的液位误判，如果检测到浮球装置运动过快，超过某一个设定的速度时，则忽略当前的液位判断，待等到当液位平稳下来时再做液位检测与判断，从而避免误判并真实反映液位的实际情况。
[0098]本实施例中，浮子运动速度的变化具体可通过预设时间内的电压信号变化速度或信号接收器所输出的信号变化速度进行检测。其中，第一预设时长、第二预设时长、第三预设时长以及第一速度阈值、第二速度阈值具体根据实际应用进行设置。
[0099]参照图15，图15为本发明多联机空调器一实施例的功能模块示意图。本实施例中，多联机空调器包括上述任一项实施例中所述的液位检测装置110。
[0100]本实施例中，多联机空调器通过液位检测装置110可实现对压缩机的油位检测以及气液分离器的液位检测等，具体的液位检测实现原理及实现方式同上述实施例中所述，因此本实施例中不做过多赘述。
[0101]本实施例应用在多联机空调器的油位及液位检测时可以带来以下如下有益效果:
[0102]1)提供了一种简单有效的实时监控油位及液位的方法，通过将液位信号转变成电信号进而方便智能控制；
[0103]2)实现了传感器与待测液体的隔离，提高了传感器的使用寿命，同时出现故障时维护与更换也更加方便；
[0104]3)传感器与信号线等都处于液体外侧，液位测量段部件与罐体接口处容易采用焊接等方式确保罐体的密封性；
[0105]4)传感器的位置设置可调节，检测的精度也可以通过增减传感器的数量来实现，因而能够灵活满足各种实际情况的需求，因此实用性也更强。
[0106]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种液位检测装置，应用于罐体内液体的液位检测，其特征在于，所述液位检测装置包括浮子，所述浮子浮在所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化； 其中，所述浮子内设置有磁体，所述液位检测装置还包括设置于被测罐体外的若干霍尔传感器，所述霍尔传感器用于通过所述浮子的位置变化以输出相应电压信号;或， 所述浮子内设置有信号发射器，所述液位检测装置还包括设置于被测罐体外的若干信号接收器，所述信号接收器用于接收所述信号发射器所发射的信号并输出； 所述液位检测装置还包括通过信号线与所述霍尔传感器或所述信号接收器连接的信号处理器，所述信号处理器用于处理接收到的所述霍尔传感器所输出的电压信号或用于处理所述信号接收器所输出的所述信号发射器所发射的信号。2.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述液位检测装置还包括液位测量段部件，所述液位测量段部件为两端开口的中空长条形结构，所述液位测量段部件与所述被测罐体的底部所在平面垂直； 其中，当所述液位测量段部件位于所述被测罐体外部时，所述液位检测装置还包括用于连通所述被测罐体与所述液位测量段部件的两端开口的连通部件，通过所述连通部件以使所述被测罐体内的液体进入所述液位测量段部件内，所述浮子浮在所述液位测量段部件内的所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化，所述霍尔传感器或所述信号接收器位于所述液位测量段部件的外部。3.如权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于，所述液位检测装置还包括液位测量段部件，所述液位测量段部件为两端开口的中空长条形结构，所述液位测量段部件与所述被测罐体的底部所在平面垂直； 其中，当所述液位测量段部件位于所述被测罐体内部时，所述液位测量段部件的一端位于所述被测罐体内部且另一端与所述被测罐体外部连通，所述浮子为设有贯穿口的环形结构，所述液位测量段部件穿过所述浮子的贯穿口以使所述浮子浮在所述液位测量段部件外的所述液体液面上并跟随液面升降而相应产生位置变化，所述霍尔传感器或所述信号接收器位于所述液位测量段部件的内部，其中，所述液位检测装置还包括限位部件，所述液位测量段部件位于所述被测罐体内部的一端通过所述限位部件进行密封并限制所述浮子的位置变化范围。4.如权利要求1-3中任一项所述的液位检测装置，其特征在于，当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器或两个所述信号接收器时，至少存在两个所述霍尔传感器或两个所述信号接收器与所述被测罐体的底部所在平面的垂直距离不同。5.如权利要求2或3所述的液位检测装置，其特征在于，所述液位测量段部件的长度小于所述被测罐体的高度； 所述液位检测装置包括四个所述霍尔传感器，两个所述霍尔传感器为一组且设置在所述液位测量段部的上端部，另两个所述霍尔传感器为另一组且设置在所述液位测量段部的下端部;或， 所述液位检测装置包括四个所述信号接收器，两个所述信号接收器为一组且设置在所述液位测量段部的上端部，另两个所述信号接收器为另一组且设置在所述液位测量段部的下端部。6.如权利要求2或3所述的液位检测装置，其特征在于，所述液位测量段部件的长度小于所述被测罐体的高度； 当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器时，每一所述霍尔传感器从所述液位测量段部件的底部到顶部排列成一排以组成一霍尔传感器组，且该霍尔传感器组与所述被测罐体的底部所在平面垂直;或， 当所述液位检测装置至少包括两个所述信号接收器时，每一所述信号接收器从所述液位测量段部件的底部到顶部排列成一排以组成一信号接收器组，且该信号接收器组与所述被测罐体的底部所在平面垂直。7.如权利要求6所述的液位检测装置，其特征在于，当所述液位检测装置至少包括两个所述霍尔传感器时，相邻两个所述霍尔传感器的检测范围之间存在部分重叠;或，当所述液位检测装置至少包括两个所述信号接收器时，相邻两个所述信号接收器的检测范围之间存在部分重叠。8.—种基于权利要求1-7中任一项所述液位检测装置的液位检测方法，其特征在于，所述液位检测方法包括步骤: 51、信号处理器接收霍尔传感器通过内置有磁体的浮子的位置变化所输出的电压信号或接收信号接收器通过接收内置有信号发射器的浮子的位置变化所输出的信号； 52、根据所述电压信号或所述信号接收器所输出的信号，确定当前待测罐体内液体的液位或液位变化方向。9.如权利要求8所述的液位检测方法，其特征在于，在步骤S1之后，所述液位检测方法还包括步骤: 判断第一预设时长内的所述电压信号变化速度是否小于第一速度阈值或判断第二预设时长内的所述信号接收器所输出的信号变化速度是否小于第二速度阈值； 若是，则执行步骤S2 ； 若否，则等待第三预设时长后返回步骤S1。10.—种多联机空调器，其特征在于，所述多联机空调器包括权利要求1-7中任一项所述的液位检测装置。
【专利摘要】本发明公开了一种液位检测装置，包括浮在待测罐体内液面上并跟随液面升降的浮子；当浮子内设置有磁体时，液位检测装置还包括设置于被测罐体外且用于通过浮子的位置变化以输出相应电压信号的若干霍尔传感器；当浮子内设置有信号发射器时，液位检测装置还包括设置于被测罐体外且用于接收信号发射器所发射的信号并输出的若干信号接收器；液位检测装置还包括通过信号线与霍尔传感器或信号接收器连接且用于处理电压信号或信号发射器所发射的信号的信号处理器。本发明还公开了一种液位检测方法及多联机空调器。本发明简化了液位检测信号的采集与处理，将液位信号转化为电信号或其他信号确保了待测罐体的密封性，同时也提高了检测装置的使用寿命。
【IPC分类】G01F23/74
【公开号】CN105486386
【申请号】CN201610009114
【发明人】黄文 , 熊美兵, 梁泽坤, 任林行
【申请人】广东美的暖通设备有限公司, 美的集团股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月4日
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