一种喷码机用液位检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种喷码机用液位检测系统，属于机械技术领域。


背景技术：

2.在连续式喷墨打印机(以下简称喷码机)的喷印过程中，需要在人机交互界面显示喷码机内部的油墨，溶剂剩余量，以便喷码机使用者能随时观察，并根据情况适时添加油墨和溶剂，以维持喷码机正常喷印工作。
3.经申请人研究发现，在当前喷码机领域，下列常见的液位检测方式均存在不足：
4.一，采用压力传感器检测方式。将压力传感器设置在容纳液体的容器内腔底部，通过检测液体压力值来推算液面高度。喷码机中常见的油墨瓶和溶剂瓶的容积通常为1升左右，因此，对压力传感器的微小量程和灵敏度要求较高。同时，喷码机用油墨和溶剂的主要成分是丁酮，具有强腐蚀性，因此对这种瓶底内置式的压力传感器的密封性和耐腐蚀性要求也较高，以上两种情况导致这种压力传感器的成本较高。此外，由于颜料类油墨长时间使用后会淤积在传感器表面，因此，会影响压力传感器的测量精度。
5.二，基于霍尔器件的浮子式液位传感器，利用浮力浮子随液面上下浮动。受喷码机内液体容器内空间限制，能安装的霍尔器件数量有限，且浮子尺寸较大，检测精度较低，通常只用来检测液面的高位和低位两个液位值。此外，由于喷码机油墨粘度大，或容器长期放置不用时，油墨粘度因溶剂的恢复而不断升高时，会把浮子黏住，导致测量精度无法保证，或者无法测量。
6.三，采用电容感应器件，将电容感应器件贴在容器外侧，当液面到达该位置时输出电信号。这种方式的缺点在于，若需要提高测量精度，就需要在容器外侧黏贴若干电容感应器件，但这种通过增加感应器件数量来提高检测精度的方式适用于大型的罐体容器。对于喷码机油墨瓶或溶剂瓶这种小型容器来说，瓶身上设置不了过多的电容感应器件，只能实现较少液位面的测量，实现不了获取高精度实时液位的要求。
7.四，采用超声波感应测量方式。这种方式将超声波传感器安装在喷码机油墨瓶或溶剂瓶的瓶盖上，利用液面对超声波传感器发出声波的反射实现液面的测量和定位。但油墨和溶剂具有挥发性，且上文提到，油墨和溶剂的主要成分丁酮具有强腐蚀性。这对超声波传感器的耐腐蚀性提出了较高要求，挥发性的油墨溶剂黏在超声波传感器表面，也会对测量精度造成影响。
8.五，采用探针法测量方式。这种测量方式类似电容感应器件的测量方式，在油墨或溶剂瓶内的固定位置安装不锈钢探针，通过检测两根探针纸件的电阻电容变化来检测液位。但探针法仍只能根据探针的所在位置检测液面处在低位或高位。此外，喷码机使用的油墨，溶剂种类很多，导电参数存在差异，引起的电容变化差异大，仍然无法实现高精度的液位测量要求。
9.六，采用电磁阀计量法。这种测量方法的原理是采用密封，固定包装容量的油墨或溶剂瓶，在某一稳定的真空吸力下，电磁阀开关时间固定，那么从油墨或溶剂瓶中吸出的液
体量也是确定的。因此，可以根据计数电磁阀打开次数来计算已抽出的液体量，从而倒算出容器内剩余的液体量，并根据剩余液体体积计算相应的页面位置。通常，真空吸力是由喷码机内部设置的真空泵提供，随着使用时间的延长，点击磨损等原因均会导致真空吸力逐渐下降，导致吸出的液体量也是变化的，从而引起测量精度的变化。此外，在实际使用中，电磁阀的开关时间虽然可以由电路精确控制，但由于每次的实际吸墨量会有差别，因此，通过电磁阀开关次数来统计吸墨总量，累计的误差会非常大，是个粗糙的低成本实现方法，做不到高精度的液位测量要求。
10.由此可见，上述常见的用于喷码机的液位检测系统，要么生产制造成本较高，导致使用和维护成本高；要么产品部件与具有挥发性，腐蚀性的油墨或溶剂接触，导致使用寿命短；要么由于检测方式特性，导致检测精度低。


技术实现要素：

11.本实用新型的技术方案旨在提供一种生产，使用成本较低的喷码机用液位检测系统，不但可实现液位的实时高精度检测，而且可以避免液位检测设备受油墨或溶剂影响，导致检测精度的降低或失效。
12.这种喷码机用液位检测系统，包括称重模块，信号采集模块和液位测量模块，其特征在于：所述称重模块包括称重底座，设于称重底座上的底座垫块，以及设于底座垫块上的称重传感器；所述称重传感器的一端与底座垫块通过固定螺钉固接构成固定段，称重传感器的其他部分悬空设置构成称重段，称重段下表面与称重底座保持间隙；称重传感器悬空端的上表面与称重盖体固定连接；所述信号采集模块设于称重底座上、并与称重传感器电气连通，用于将称重传感器所得数据发送至液位检测模块，并由液位测量模块完成液位计算测量。
13.进一步的，所述称重盖体下端面还设有盖体垫块，所述称重传感器的称重段与盖体垫块固定连接，所述称重传感器的称重段后部上表面与称重盖体保持间隙。
14.进一步的，所述称重传感器的固定段设有若干通孔，通过固定螺钉将称重传感器和底座垫块固定在称重底座上。
15.进一步的，所述称重传感器的称重段设有若干通孔，通过固定螺钉将称重传感器和盖体垫块固定在称重盖体上。
16.进一步的，所述称重盖体直径大于称重底座直径、并悬空罩盖于所述称重底座的上部。
17.进一步的，所述称重底座周沿设有防水凸台。
18.进一步的，所述称重传感器采用电阻应变式称重传感器，用于将重量产生的形变变化引起的应变片电阻变化转化为电压变化的模拟信号。
19.进一步的，所述信号采集模块，用于将电阻应变式称重传感器的模拟信号转变为数字信号，并将数字信号试试发送至喷码机液位测量模块，进行液位测量。
20.进一步的，所述称重盖体中的盖体垫块为与称重盖体的一体化凸台。
21.进一步的，所述称重底座中的底座垫块为与称重底座的一体化的凸台。
22.这种喷码机用液位检测方法，具体步骤如下：
23.步骤一，根据测试需要，将组装完成的一个或多个称重模块安装到喷码机的油墨
或溶剂瓶安置架的底部，并将油墨或溶剂产品直接放置在称重模块的称重盖体上表面；所述油墨或溶剂瓶采用液体装载区的横截面保持一致的容器。
24.步骤二，在液位测量模块中输入当前使用的油墨或溶剂的产品型号，即可在液位测量模块的预设产品库中得到当前使用产品的参数，包括产品的容器尺寸参数，容器内液体密度参数，产品的去皮重量参数；容器尺寸参数包括容器高度，容器内腔横截面面积；所述产品的去皮重量，即去除容器以及容器上附属安装件重量后，所得的容器内油墨或溶剂的净重。
25.步骤三，随着喷码机的喷印作业，油墨和溶剂容器的重量变化使得称重传感器发生形变变化，并由形变变化导致的应变片电阻变化转化为电压变化得到的模拟信号通过信号采集模块转化成数字信号传递至液位测量模块。
26.步骤四，液位测量模块根据公式a，通过油墨或溶剂重量，密度，以及瓶体的横截面面积得到容器内液体的实际高度，然后根据公式b，通过公式a所得的容器内液体实际高度，以及容器总高度得到液位比例，并在喷码机控制交互界面上显示。
27.公式a：容器内液体实际高度＝(油墨溶剂重量/密度)/瓶体的横截面积。
28.公式b：液位＝容器内液体实际高度/容器总高度
29.进一步的，在步骤二中，在液位测量模块的预设产品库未发现的产品型号，可以根据产品参数手动输入相关数值。
30.采用这种技术方案，其有益技术效果在于：
31.1.称重装置整体设置在油墨或溶剂瓶外部，方便油墨或溶剂瓶的安装和更换。
32.2.称重装置整体设置在油墨或溶剂瓶外部，不会受到具有挥发性和腐蚀性油墨或溶剂的污损，保持称重装置正常工作状态和精确性。
33.3.通过称重底座和称重盖体上凸台的设计，使得外部容器重量完整传导至称重传感器，保持称重数据的精准性。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本实用新型的剖面结构示意图；
36.图2为本实用新型的底座结构示意图；
37.图3为本实用新型的截面图；
38.图4为本实用新型的系统架构图。
39.其中：1-称重传感器，2-信号采集模块，3-称重底座，4-称重盖体，5-底座垫块，6-盖体垫块，7-连接通孔，8-防水凸台，9-螺孔，10-固定螺钉。
具体实施方式
40.下面我们结合附图和具体的实例来对本实用新型的技术方案进一步的详细说明。
41.如图1所示，这种喷码机用液位检测系统，包括称重模块，信号采集模块和液位测量模块，所述称重模块包括称重底座3，设于称重底座3上的底座垫块5，以及设于底座垫块5
上的称重传感器1；所述称重传感器1的一端与底座垫块5通过固定螺钉10固接构成固定段，称重传感器的其他部分悬空设置的可形变部分构成称重段，称重段下表面与称重底座3保持间隙；称重传感器1一端的上表面与称重盖体4固定连接；所述信号采集模块设于称重底座3上与称重传感器 1电气信号连通，用于将称重传感器1所得数据发送至液位检测模块，并由液位测量模块完成液位计算测量。
42.具体的，称重传感器1采用电阻应变式称重传感器，用于将重量产生的形变变化引起的应变片电阻变化转化为电压变化的模拟信号。
43.具体的，信号采集模块2，用于将电阻应变式称重传感器的模拟信号转变为数字信号，并将数字信号试试发送至喷码机液位测量模块。
44.进行液位测量时，利用底座垫块5将称重传感器1悬空设置，使得称重传感器1的称重段在受力后存在上下形变的位移空间，从而将重量变化产生的形变力传递至应应变片。
45.如图1所示，所述称重盖体4下端面还设有盖体垫块6，所述称重传感器1的称重段与盖体垫块6固定连接，所述称重传感器的称重段上表面与称重盖体4保持一定间隙。若不设置盖体垫块6，直接将称重盖体4与称重传感器1的称重段固定连接，当将容器放置在称重盖体4上时，容器重量会通过称重盖体4传递至整个称重传感器1，包括称重传感器1的不可形变部分，这直接导致称重传感器1称重段的受力小于容器重量，得不到精确的容器重量数值。通过盖体垫块6 的设置，使得称重盖体4上承载的全部重量，都可以通过盖体垫块6 完整的传递到称重传感器1的称重段，得到精确的重量数据。此外，也进一步降低了对称重盖体上承载的容器器形，摆放位置的精度要求，在称重盖体上任意位置摆放的重量，都会通过盖体垫块6完整的作用于称重传感器1的称重段，提高了本实用新型的这种称重模块的适应性。
46.所述称重盖体4或称重底座3上设置的与称重传感器1固接的垫块可以由固定设置的一体式凸台，或者多层垫片构成。通过多层垫片构成凸台的优势在于可以根据称重时的形变需要，灵活调整称重传感器1与称重底座3或称重盖体4的间隙。
47.所述称重传感器1的固定段设有若干连接通孔9，通过固定螺钉 10与底座垫块5固定连接。所述称重传感器1的称重段设有两个连接通孔，通过固定螺钉9与盖体垫块6固定连接。通过连接通孔，即可将称重传感器1紧密的固定在称重底座3和称重盖体4上，防止发生位移。需特别说明的是，说明书附图1中所示的图样中，采用固定螺钉10将称重传感器1的固定段与底座垫块5固定连接，固定螺钉的螺帽侵占了部分称重段上表面与称重盖体的间隙，这只是为了示意固定螺钉的安装位置，本领域技术人员可以想到，利用平头固定螺钉，或者增加垫块或凸台高度或者在连接通孔9开口处设置凹陷部等多种手段，来避免固定螺钉对于称重传感器形变空间的影响。
48.所述称重底座1周沿还设有一圈防水凸台8，避免因油墨或容器瓶破裂，导致液体溢入称重底座3内腔，污损信号采集模块2，称重传感器1等器件。所述称重底座上也设有通孔，用于与喷码机液体容器安装部栓接固定。
49.所述称重盖体4直径大于称重底座直径3。由于称重盖体4的侧壁外罩在称重底座3上，并且和称重传感器1的称重段固定。也可有效防止容器破裂导致液体污损设置在称重底座3内腔中的器件。但若称重盖体4侧壁与称重底座3的防水凸台8间隙过小，当称重盖体4 发生形变的时候，称重盖体4外壁与称重底座3的防水凸台8接触，这种摩擦力会导致称重数
据不精确，或者卡死。
50.这种喷码机用液位检测方法，具体步骤如下：
51.步骤一，将组装完成称重模块安装到喷码机的油墨或溶剂瓶安置架的底部，并将油墨或溶剂产品直接放置在称重模块的称重盖体上表面；所述油墨或溶剂瓶采用液体装载区的横截面保持一致的容器。例如常见的油墨或溶剂瓶的液体装载区均为正方体，长方体，或者圆柱体等。
52.步骤二，在液位测量模块中输入当前使用的油墨或溶剂的产品型号，即可在液位测量模块的预设产品库中得到当前使用产品的参数，包括产品的容器尺寸参数，容器内液体密度参数，产品的去皮重量参数；容器尺寸参数包括容器高度，容器内腔横截面面积；所述产品的去皮重量，即去除容器以及容器上附属安装件重量后，所得的容器内油墨或溶剂的净重。
53.步骤三，随着喷码机的喷印作业，油墨和溶剂容器的重量变化使得称重传感器发生形变变化，并由形变变化导致的应变片电阻变化转化为电压变化得到的模拟信号通过信号采集模块转化成数字信号传递至液位测量模块。
54.步骤四，液位测量模块根据公式a，通过油墨或溶剂重量，密度，以及瓶体的横截面面积得到容器内液体的实际高度，然后根据公式b，通过公式a所得的容器内液体实际高度，以及容器液体装载区总高度得到液位比例，并在喷码机控制交互界面上显示。
55.公式a：容器内液体实际高度＝(油墨溶剂重量/密度)/ 瓶体的横截面积。
56.公式b：液位＝容器内液体实际高度/容器液体装载区总高度
57.进一步的，在步骤二中，在液位测量模块的预设产品库未发现的产品型号，可以根据瓶身标注的产品参数手动输入相关数值。
58.以常见的油墨瓶为例，瓶体的液体装载区高度为20cm，底部长宽均为10cm，油墨净重称得300g,该油墨类型的密度为0.8g/cm3。
59.容器内液体实际高度＝(300/0.8)/100＝3.75cm
60.液位＝3.75/20＝0.1875。
61.喷码机控制交互界面上以百分比显示为19％。
62.由此，完成了喷码机油墨或溶剂平内液位的测量，根据需要，技术人员可以调整采样频率，间断或实时的获取液位信息，并根据液位信息及时提醒操作人员更换对应容器。
63.以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。