一種液位傳感器控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種液位傳感器控制電路，包括輸入模塊、浮壓整流模塊、電壓比較模塊、輸出模塊，輸入模塊為第一引線端子JP1,浮壓整流模塊包括第一浮壓整流模塊和第二浮壓整流模塊，第一浮壓整流模塊由第一整流橋U1與電容C2、C3、C4、C6、C7、C8組成，第二浮壓整流模塊由第二整流橋U2與電容C9、C11、C12、C14、C15、C16組成，電壓比較模塊為第一比較器U3和第二比較器U4，輸出模塊為第二引線端子JP2。本實用新型公開的液位傳感器用于測量噴墨打印機副墨盒中的墨水液位，結(jié)構(gòu)簡單、測量準確、能夠避免由于墨水粘稠而影響測量結(jié)果。
【專利說明】
一種液位傳感器控制電路
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及一種液位傳感器控制電路，尤其涉及一種使用浮壓電路原理應用于噴墨打印領域的墨水液位檢測傳感器控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]噴墨打印機設置有各種顏色的主墨盒，主墨盒通過墨路管道將墨水供給至副墨盒，副墨盒再將墨水供給至噴頭用于圖文的打印，為確保墨水的可靠供給，在副墨盒的墨腔內(nèi)設有液位傳感器，通過液位傳感器檢測副墨盒中墨水液位的高度從而控制向副墨盒的供墨和停止，保證墨水處于缺墨位以上、溢墨位以下的安全工作液位。
[0003]目前現(xiàn)有技術(shù)中，液位傳感器主要分兩類:一類是用滑動電位器為基本檢測元件，它是由浮子帶動電位器，再用歐姆表檢測其阻值，從而達到顯示液位的目的，長期使用當污垢覆蓋電位器后，其阻值會發(fā)生變化，造成誤差太大，甚至不能使用，此種液位傳感器成為壽命很短的易損件。另一類是用電感線圈為基本檢測元件，它是用浮子帶動電感線圈，改變震蕩電路的震蕩頻率，再通過頻率計檢測其頻率來測定液位，但其結(jié)構(gòu)復雜、調(diào)試麻煩、成本高價格貴而不能廣泛使用。那么選擇利用干簧管壽命長、動作安全可靠、無火花等特性制造處液位傳感器，是比較有效的一種改進。
[0004]在專利CN200810223059中公開了一種使用干簧管的副墨盒用液位傳感器，如圖1所示，該液位傳感器使由一個浮子7和浮子桿6組成，浮子7可滑動套裝在浮子桿6上，浮子桿6上的卡環(huán)61和62位置處各設置一個干簧管，工作過程中，浮子7隨墨腔中墨水液位變化而上下浮動，當墨腔中缺墨時，浮子7下滑到卡環(huán)61的位置，該位置處的干簧管閉合，電路接通，供墨系統(tǒng)向副墨盒供墨，當墨水注入后，浮子7也隨之上升浮起遠離卡環(huán)61的位置，此處干簧管斷開，電路隨之斷開，供墨系統(tǒng)停止向副墨盒供墨。如果供墨系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在浮子7離開卡環(huán)61位置后，還繼續(xù)向副墨盒供給墨水，浮子7繼續(xù)上升至卡環(huán)62的位置，觸發(fā)該位置安裝的干簧管，令電路斷開，供墨系統(tǒng)停止向副墨盒供墨，從而保證副墨盒中的液位保持在缺墨液位以及溢墨液位之I B]的安全液位。
[0005]但隨著長時間的使用，墨水中的雜質(zhì)逐漸積累，浮子7和浮子桿6之間出現(xiàn)相互粘連，浮子7不再靈敏的隨副墨盒中液位起伏，將會導致液位傳感器監(jiān)測不準確，出現(xiàn)缺墨現(xiàn)象或溢墨現(xiàn)象；同樣原理，遇到使用較粘稠、流動性較差的墨水時，同樣會影響浮子7隨墨水液位的起伏，可能導致缺墨或溢墨現(xiàn)象。由于上述問題的出現(xiàn)，希望設-H個感知墨水液位更為靈敏、準確、使用壽命延長的二級墨盒液體傳感器及其控制電路。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的局限，提供一種使用壽命延長、結(jié)構(gòu)簡單、液位檢測準確的嗔墨打印機用副墨盒中墨水液位傳感器及其控制電路。
[0007]本實用新型的上述技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案得到解決的:提出一種液位傳感器，包括第一液位探針(11)、第二液位探針(12)、第三液位探針(13)、傳感器下座(14 )和傳感器上座(15)，其中第一液位探針(11)為短探針，第二液位探針(12)為中探針，第三液位探針(13)為長探針;傳感器下座(14)包括探針安裝體(141)和電路板安裝體(142)，探針安裝體(141)位于傳感器下座(14)的下端，第一液位探針(11 )、第二液位探針(12)和第三液位探針(13)塑裝于探針安裝體(141)內(nèi)，電路板安裝體(142)位于傳感器下座(14)的上端，電路板安裝體(142)為一上端開口圓柱狀中空的結(jié)構(gòu)，與其上的傳感器上座(15)相互連接形成中間有空隙的密閉空間，空間內(nèi)封裝電路板。
[0008]在上述的液位傳感器中，所述的探針安裝體(141)外部有螺紋，用于與墨盒連接固定。
[0009]在上述的液位傳感器中，所述的電路板安裝體(142)上端設置內(nèi)螺紋，傳感器上座
(15)下端設置外螺紋，電路板安裝體(142)與傳感器上座(15)通過螺紋連接固定形成密閉空間；所述的電路板安裝體(142)與傳感器上座(15)之間也可設置卡槽卡扣連接固定形成密閉空間；所述的電路板安裝體(142)與傳感器上座(15)之間還可通過膠水粘接固定形成密閉空間;所述的探針材料為不銹鋼。
[0010]提出一種上述液位傳感器的控制電路，其特征在于，包括輸入模塊、浮壓整流模塊、電壓比較模塊、輸出模塊，輸入模塊為第一引線端子JPl，浮壓整流模塊包括第一浮壓整流模塊和第二浮壓整流模塊，第一浮壓整流模塊由第一整流橋Ul與電容C2、C3、C4、C6、C7、C8組成，第二浮壓整流模塊由第二整流橋U2與電容C9、C11、C12、C14、C15、C16組成，電壓比較模塊為第一比較器U3和第二比較器U4，輸出模塊為第二引線端子JP2。
[0011]在上述的控制電路中，所述的控制電路由第一液位測量電路和第二液位測量電路組成，第一液位測量電路反饋第一液位探針(11)位置的液位信號，即第一引線端子JPl的第3管腳與第一液位探針(11)連接作為信號輸入端，第3管腳另一端連接第一整流橋Ul，電容C2、C3、C6與C8構(gòu)成第一串聯(lián)電容電路，電容C2、C4、C7與C8構(gòu)成第二串聯(lián)電容電路，兩電容電路經(jīng)第一整流橋Ul的管腳2、3端輸入，第一整流橋Ul將輸出信號通過管腳1、4輸出并連接至第一比較器U3輸入端，第一比較器U3輸出端連接第二引線端子JP2的管腳3從而將信號輸出。
[0012]在上述的控制電路中，所述的第二液位測量電路反饋第二液位探針(12)位置處的液位信號，即第一引線端子JPl的第I管腳與第二液位探針(12)連接作為信號輸入端，第I管腳另一端連接第二整流橋1]2，電容09、(:11、(:14與(:16構(gòu)成第三串聯(lián)電容電路，電容09、(:12、C15與C16構(gòu)成第四串聯(lián)電容電路，兩電容電路經(jīng)第二整流橋U2的管腳2、3端輸入，第二整流橋U2將輸出信號通過管腳1、4輸出并連接至第二比較器U4輸入端，第二比較器U4另一端連接邏輯反相器U5，邏輯反相器U5另一端連接第二引線端子JP2的管腳2從而將信號輸出。
[0013]在上述的控制電路中，所述的第一引線端子JPl的第2管腳連接第三液位探針(13)作為公共端;所述的第一比較器U3連接上拉電阻R1、第二比較器U4連接一上拉電阻R2，使電路能夠輸出高低電平。
[0014]本實用新型通過三個探針對副墨盒中墨水液位進行測量，探針的長度可以根據(jù)實際需要確定，更具有實際應用性；電路原理使用浮壓整流電路，將不同高度位置處探針連通后進行浮壓處理，再將上浮的電壓與比較器進行比較，進而輸出高低電平信號并傳輸至噴頭控制板上控制供墨系統(tǒng)的供墨或停止供墨，該電路測量穩(wěn)定；同時使用此種液位測量裝置不會受到墨水粘度的影響，能夠避免使用浮子類傳感器時受到墨水粘度而測量不準的情況，進而將使用壽命延長。
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中副墨盒液位傳感器的立體不意圖；
[0016]圖2為本實用新型一個具體實施例的副墨盒立體示意圖；
[0017]圖3為圖2中隱藏墨盒體后的立體示意圖；
[0018]圖4為本實用新型中副墨盒液位傳感器的立體示意圖；
[0019]圖5為本實用新型一個具體實施例中液位傳感器的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖詳細說明本實用新型具體實施例中噴墨打印機副墨盒使用的液位傳感器。
[0021 ] 如圖2-3所不，本實施例中的嗔墨打印機用副墨盒包括墨盒上蓋2和墨盒體3，墨盒體3中部向內(nèi)凹進后在其上下端的四角各形成一安裝凸緣，其中墨盒體3上端四角凸緣上分別設置有一螺紋孔，每個螺紋孔內(nèi)分別穿過一螺釘21使墨盒體3與墨盒上蓋2連接一體形成封閉腔體，墨盒體3與墨盒上蓋2之間設置有O型圈(圖中未示出)用于墨腔的密封，墨盒體3下端四角凸緣上則分別設置有一可供固定螺釘從上向下穿過的安裝孔，墨盒體3底面設有加熱片(圖中未示出)。墨盒上蓋2上設置第一通孔22，第一通孔22內(nèi)安裝液位傳感器1，液位傳感器用于對墨腔中的墨水液位高度進行檢測，從而保證墨盒中液位處于安全液位，防止溢墨；墨盒上蓋2上還設置第二通孔23，第二通孔23處安裝直接頭4，使用時該直接頭4與氣壓控制裝置(圖中未示出)連接，用以對墨盒體3內(nèi)墨腔的工作氣壓進行控制，氣壓控制可以包括正壓系統(tǒng)、負壓系統(tǒng)控制，也可以使用恒壓系統(tǒng)控制，本實用新型對此不加以限制。此外，副墨盒還分別設置一進墨口和一出墨口，進墨口連接墨管，用于墨水進入墨盒體，出墨口連接墨管用于墨水流出墨盒體，最終輸送至噴頭(圖中未示出)，進墨口和出墨口的位置可設置于墨盒上蓋2上，也可設置于墨盒體3的側(cè)壁或者下端，在本實施例中，進墨口設置于墨盒體3側(cè)壁，通過圖中90度接頭5連接墨管后與主墨罐相連，并不做此限定。
[0022]如圖4所示，本實用新型的液位傳感器為探針式傳感器，包括第一液位探針11、第二液位探針12、第三液位探針13、傳感器下座14和傳感器上座15，其中第一液位探針11為短探針，第二液位探針12為中探針，第三液位探針13為長探針，三根探針的材料可以為不銹鋼，三根探針的形狀可以是圓柱狀或者扁片式;傳感器下座14和傳感器上座15為絕緣材料，例如聚四氟乙烯;傳感器下座14包括探針安裝體141和電路板安裝體142，探針安裝體141位于傳感器下座14的下端，第一液位探針11、第二液位探針12和第三液位探針13塑裝于探針安裝體141內(nèi)，并確保三個探針不會自行導通，探針安裝體141外部有螺紋，用于與墨盒上蓋2上的第一通孔內(nèi)的螺紋旋緊連接，電路板安裝體142位于傳感器下座14的上端，為一上端開口圓柱狀中空的結(jié)構(gòu)，與其上的傳感器上座15相互連接形成中間有空隙的密閉空間，空間內(nèi)封裝電路板，電路板安裝體142可以設置內(nèi)螺紋與設置外螺紋的傳感器上座15旋轉(zhuǎn)連接，也可以將電路板安裝體142與傳感器上座15使用膠水粘接；傳感器上座15上方設置孔151，用于穿出連接內(nèi)部電路板的引線、并最終連接至噴頭控制板上。
[0023]三根探針的長度根據(jù)實際需要確定，本實用新型不做限定，其工作原理如下:第三液位探針13為一基礎探針，當?shù)诙何惶结?2與第三液位探針13都接觸液面時，第二液位探針12和第三液位探針13連通；當?shù)谝灰何惶结?1和第三液位探針13都接觸液面時，第一液位探針11和第三液位探針13連通。工作方式如下:液位傳感器置于副墨盒中，當墨水液位在第二液位探針12以下時，電路不被接通，探針通過控制電路反饋副墨盒處于缺墨狀態(tài)信號，控制系統(tǒng)控制供墨，墨水液位上升；當墨水液位到達第二液位探針12時，第二液位探針12和第三液位探針13連通，電路反饋墨水液位正常信號，此時控制系統(tǒng)停止供墨;其中在墨水液位位于第二液位探針12和第一液位探針11之間時，都是處于合理液位，一旦墨水液位到達第一液位探針11位置時，第一液位探針11和第三液位探針13連通，此時通過控制電路反饋副墨盒處于溢墨狀態(tài)信號，供墨系統(tǒng)停止供墨。由此，通過調(diào)整探針的長度即可檢測副墨盒中液位所需控制的高度范圍。由于墨水可能處于晃動等不穩(wěn)定的狀態(tài)，在副墨盒中設計防震翅片或防震隔片以確保墨水波動的平穩(wěn)性，減少誤差。
[0024]電路板安裝體142與傳感器上座15中安裝電路板，電路板通過管線16與噴頭控制板連接，控制供墨系統(tǒng)的供墨，下面結(jié)合圖5說明本實用新型液位傳感器的控制電路原理:該液位控制電路包括第一引線端子JP1、第一整流橋Ul、第一比較器U3、第一電阻Rl、第二整流橋U2、第二比較器U4、邏輯反相器U5、第二電阻R2、第二引線端子JP2，第一引線端子JPl包含三個管腳，第I管腳連接第二液位探針12，第2管腳連接第三液位探針13、作為公共端并與地相連，第3管腳連接第一液位探針11。此控制電路包括第一液位測量電路和第二液位測量電路，第一液位測量電路中包括第一整流橋Ul、第一比較器U3、第一電阻Rl，此條電路反饋第一液位探針11即溢墨液位的測量，即第一引線端子JPl的第3管腳與第一液位探針11連接作為信號輸入端，在電路板上第3管腳另一端連接第一整流橋Ul，第一整流橋Ul的管腳2、3為輸入端，第一整流橋Ul的管腳1、4為輸出端，電容02工3、06與08構(gòu)成第一串聯(lián)電容電路，電容C2、C4、C7與C8構(gòu)成第二串聯(lián)電容電路，兩電容電路經(jīng)第一整流橋Ul的管腳2、3端輸入，其中電容C2另一端連接供電電源VCC、電容C8另一端接地，如圖5所示，第一整流橋Ul將輸出信號通過管腳1、4輸出并連接至第一比較器U3輸入端，第一比較器U3另一端設置第一電阻Rl，第一電阻Rl為上拉電阻，第一電阻Rl另一端連接供電電源VCC，電路能夠輸出高低電平，最終連接第二引線端子JP2的管腳3從而將高低電平信號輸出至噴頭控制板上控制供墨系統(tǒng)的斷墨。
[0025]同理，第二液位測量電路包括第二整流橋U2、第二比較器U4、第二電阻R2，此條電路反饋第二液位探針12及缺墨液位的測量，即第一引線端子JPl的第I管腳與第二液位探針12連接作為信號輸入端，在電路板上第2管腳另一端連接第二整流橋U2，第二整流橋U2的管腳2、3為輸入端，第二整流橋U2的管腳1、4為輸出端，電容C9、C11、C14與C16構(gòu)成第三串聯(lián)電容電路，電容C9、C12、C15與C16構(gòu)成第四串聯(lián)電容電路，兩電容電路經(jīng)第二整流橋U2的管腳
2、3端輸入，其中電容C9另一端連接供電電源VCC、電容C16另一端接地，如圖5所示，第二整流橋U2將輸出信號經(jīng)過管腳1、4輸出并連接第二比較器U4的輸入端，第二比較器U4另一端連接邏輯反相器U5，U5的作用是實現(xiàn)高電平與低電平的相互轉(zhuǎn)換，同時第二比較器U4的另一端還連接上拉第二電阻R2，第二電阻R2的另一端連接供電電源VCC。電路能夠輸出高低電平，邏輯反相器U5的另一端輸出連接第二引線端子JP2的管腳2從而將高低電平信號輸出至噴頭控制板上控制供墨系統(tǒng)的供墨。
[0026]在實際工作中，液位傳感器的三根探針安置于副墨盒墨腔中，當墨水液位在第二液位探針12以下時，第一引線端子JPl的管腳1、2不接通，因此第二液位測量電路不被接通，探針通過第二液位測量電路的高電平信號輸出反饋副墨盒處于缺墨狀態(tài)，供墨控制系統(tǒng)控制供墨，墨水液位上升；當墨水液位到達第二液位探針12時，第二液位探針12和第三液位探針13連通，即第一引線端子JPl的管腳1、2接通，從而將第二液位測量電路接通，電容C9、(:11工12、(:14、(:15、(:16將電路中電壓浮起并由第二整流橋1]2的管腳1、4輸出至第二比較器U4，經(jīng)第二比較器U4的電壓比較后輸出高電平信號，高電平信號經(jīng)邏輯反相器U5后轉(zhuǎn)換為低電平信號，最后經(jīng)第二引線端子JP2輸出低電平反饋至噴頭控制板、傳達墨水液位正常的信號，此時供墨控制系統(tǒng)停止供墨;其中在墨水液位位于第二液位探針12和第一液位探針11之間時，都是處于合理液位，一旦墨水液位到達第一液位探針11位置時，第一液位探針11和第三液位探針13連通，即第一引線端子JPl的管腳2、3接通，從而將第一液位測量電路接通，電容02工3、04工6、07工8將電路中電壓浮起并由第一整流橋1]1的管腳1、4輸出至第一比較器U3，經(jīng)第一比較器U3的電壓比較后輸出高電平信號，該信號經(jīng)第二引線端子JP2輸出高電平反饋至噴頭控制板、傳達墨水處于溢墨狀態(tài)的信號，供墨控制系統(tǒng)停止供墨。
[0027]實際應用時，通過調(diào)整探針的不同長度即可檢測副墨盒中缺墨液位及溢墨液位所需的高度，對于三根探針的長度根據(jù)實際需要決定，本實用新型并不對此進行限定。
[0028]凡根據(jù)本實用新型的【具體實施方式】所做出的任何變形，均不脫離本實用新型的精神以及權(quán)利要求記載的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種液位傳感器控制電路，其特征在于，包括輸入模塊、浮壓整流模塊、電壓比較模塊、輸出模塊，輸入模塊為第一引線端子JPi，浮壓整流模塊包括第一浮壓整流模塊和第二浮壓整流模塊，第一浮壓整流模塊由第一整流橋Ul與電容C2、C3、C4、C6、C7、C8組成，第二浮壓整流模塊由第二整流橋1]2與電容09、(:11、(:12、(:14、(:15、(:16組成，電壓比較模塊為第一比較器U3和第二比較器U4，輸出模塊為第二引線端子JP2。2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述控制電路由第一液位測量電路和第二液位測量電路組成，第一液位測量電路反饋第一液位探針(11)位置的液位信號，即第一引線端子JPl的第3管腳與第一液位探針(11)連接作為信號輸入端，第3管腳另一端連接第一整流橋U1，電容C2、C3、C6與C8構(gòu)成第一串聯(lián)電容電路，電容C2、C4、C7與C8構(gòu)成第二串聯(lián)電容電路，兩電容電路經(jīng)第一整流橋Ul的管腳2、3端輸入，第一整流橋Ul將輸出信號通過管腳1、4輸出并連接至第一比較器U3輸入端，第一比較器U3輸出端連接第二引線端子JP2的管腳3從而將信號輸出。3.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述第二液位測量電路反饋第二液位探針(12)位置處的液位信號，即第一引線端子JPl的第I管腳與第二液位探針(12)連接作為信號輸入端，第I管腳另一端連接第二整流橋U2，電容C9、C11、C14與C16構(gòu)成第三串聯(lián)電容電路，電容C9、C12、C15與C16構(gòu)成第四串聯(lián)電容電路，兩電容電路經(jīng)第二整流橋U2的管腳2、3端輸入，第二整流橋U2將輸出信號通過管腳1、4輸出并連接至第二比較器U4輸入端，第二比較器U4另一端連接邏輯反相器U5，邏輯反相器U5另一端連接第二引線端子JP2的管腳2從而將信號輸出。4.如權(quán)利要求1或2或3所述的控制電路，其特征在于，所述的第一引線端子JPl的第2管腳連接第三液位探針(13)作為公共端;所述的第一比較器U3連接上拉電阻R1、第二比較器U4連接一上拉電阻R2，使電路能夠輸出高低電平。
【文檔編號】B41J2/175GK205439591SQ201620004846
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年9月11日
【發(fā)明人】張原
【申請人】北京美科藝數(shù)碼科技發(fā)展有限公司