專利名稱：一種非接觸式水位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于測量應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及液位測量技術(shù)，特別涉及水位測 量技術(shù)。二、 背景技術(shù)液位控制是一種較為成熟的通用控制技術(shù)，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和生活中無處 不在?，F(xiàn)在國內(nèi)太陽能熱水器生產(chǎn)商采用的水位傳感器多為接觸式傳感器，即將 水作為導(dǎo)電介質(zhì)以電極作為水位測量探頭1。在測量探頭接觸或浸泡在水中時， 電路導(dǎo)通，指示燈亮起或啟動控制電路，結(jié)構(gòu)示意于附圖l。該類傳感器由于所用電極材料直接與水接觸，特別是在水溫接近10(TC時，水垢會沉積在測量電極 材料表面，從而降低電極的導(dǎo)電能力，造成非預(yù)期的電路開路，導(dǎo)致水位傳感 器不能正常工作，水位指示異常。ZL 200720027694介紹了一種非接觸式傳感器，將方向開關(guān)密封在空心容器 內(nèi)形成的可浮于水面的測量探頭1 (也稱浮子)，多個并聯(lián)聯(lián)接而成，結(jié)構(gòu)示意 于附圖2。測量探頭1通過聯(lián)線2懸掛于液面上方，在通電狀態(tài)下電路呈開路狀 態(tài)，液面上升時，測量探頭在浮力作用下傾倒、近于水平狀態(tài)時方向開關(guān)導(dǎo)通， 從而實現(xiàn)對液面位置的指示。該方法可以解決水垢沉積引起的問題，但由于該 傳感器需長期浸泡在水中，密封要求較高。三、 發(fā)明內(nèi)容本實用新型旨在克服現(xiàn)有傳感器在密封方面的不足，提供一種方便、實用， 工作可靠的非接觸式傳感器。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，將由方向開關(guān)組件組成的多點測量模塊 密封在空心容器內(nèi)作為可隨水面浮動的測量探頭，測量探頭以轉(zhuǎn)動聯(lián)結(jié)方式與 支撐桿連接，測量探頭自然下垂，隨著液位變化，測量探頭在浮力作用下以聯(lián) 結(jié)點為支點偏轉(zhuǎn)傾斜，密封在容器內(nèi)的測量模塊方位發(fā)生變化，根據(jù)方向開關(guān) 的布設(shè)角度，方向開關(guān)依次導(dǎo)通或斷路，通過外接匹配的指示系統(tǒng)，實現(xiàn)液位 指不。本實用新型涉及的非接觸式水位傳感器，由多點測量模塊4、空心容器5、 支撐桿6以及聯(lián)結(jié)機構(gòu)7組成，結(jié)構(gòu)示意于附圖3。多點測量模塊4密封在空心 容器5內(nèi)形成測量探頭1，測量探頭1通過連接機構(gòu)7與支撐桿6以轉(zhuǎn)動方式連 接，支撐桿6與測量探頭1的聯(lián)結(jié)方式以保證測量探頭1在同一平面內(nèi)運動為 原則，多點測量模塊4中所有方向開關(guān)K共平面，且與測量探頭1運動構(gòu)成的 平面平行；信號線2與外接指示器3相連。隨著液位變化，測量探頭1以連結(jié)點為支點偏轉(zhuǎn)傾斜，使密封在空心容器5 內(nèi)的測量模塊4的方位發(fā)生變化，依方向開關(guān)的布設(shè)角度，方向開關(guān)依次導(dǎo)通 或斷路，通過外接匹配的指示系統(tǒng)，實現(xiàn)液位指示。本實用新型涉及的非接觸式水位傳感器所用多點測量模塊4為由n組方向 開關(guān)K和匹配電阻R組成的方向開關(guān)組件以串聯(lián)或并聯(lián)方式連接在一起，形成 的由一組信號線輸出的測量電路(電路原理如附圖4、 5所示)；所有方向幵關(guān)K 共平面、各方向開關(guān)K之間依次錯開一定角度布設(shè)在電路板8上得到多點測量 模塊，方向開關(guān)K的一種布設(shè)結(jié)構(gòu)示意于附圖6所示。本實用新型涉及的非接觸式水位傳感器，所用空心容器5為細長空心容器。本實用新型涉及的非接觸式水位傳感器，所用的測量探頭1的封裝形式可 以是任何一種能使多點測量模塊4與水隔絕，整體密度小于1的封裝形式，封 裝方式可以是采用膠粘劑、橡膠、塑料等材料使測量探頭1浮于水面的任何一 種可行的封裝方案。本實用新型涉及的水位傳感器為多點測量裝置，可以設(shè)置多個測量點，從而實現(xiàn)對液位的多點監(jiān)視，在滿足絕緣封裝要求的條件下，測量點可以無數(shù)多。 測量點數(shù)由測量模塊的方向開關(guān)組件組數(shù)確定， 一般不超過15個，優(yōu)選10個以內(nèi)，推薦為3 7個測量點，優(yōu)選3 5個測量點。本實用新型涉及的非接觸式水位傳感器具有電路簡單，可靠性好等優(yōu)點， 測量狀態(tài)僅與方向開關(guān)的傾斜角度和測量探頭的偏轉(zhuǎn)角度有關(guān)，與測量探頭所 處的位置無關(guān)。本實用新型涉及的非接觸式水位傳感器生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品成本和維護成 本低，指示可靠，使用壽命長。本實用新型涉及的非接觸式水位傳感器，主要適用于水位測量，通過模塊 的方位變化反映不同的位置，也可適用于其他液位測量，還可適用于高度指示 及角度指示等領(lǐng)域。四、
附圖1一種接觸式水位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖附圖2 —種非接觸式水位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖附圖3本發(fā)明涉及的非接觸式水位傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖附圖4本發(fā)明涉及的非接觸式水位傳感器的串聯(lián)電路原理圖附圖5本發(fā)明涉及的非接觸式水位傳感器的并聯(lián)電路原理圖附圖6測量模塊的一種結(jié)構(gòu)示意圖附圖7 —種連接結(jié)構(gòu)示意圖附圖8 —種四測量點非接觸式水位傳感器工作原理圖其中1-測量探頭；2-信號線；3-指示系統(tǒng)；4-測量模塊；5_容器；6-支撐桿；7-連接機構(gòu)；8-電路板；9-水箱五具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型提出的技術(shù)方案進行進一步說明，但不作為 對實用新型提出的技術(shù)方案的限制。任何一種可以實現(xiàn)的本發(fā)明目的的多點測量模塊中方向開關(guān)的布設(shè)方式均構(gòu)成本發(fā)明的一部分；任何一種可以實現(xiàn)測量 探頭在自由狀態(tài)自然下垂并可以自由偏轉(zhuǎn)的聯(lián)結(jié)方式均構(gòu)成本發(fā)明的一部分。下面以一種四測量點非接觸式傳感器為例對本實用新型提出的技術(shù)方案進 行進一步說明。采用四個SW-300滾珠開關(guān)K1、 K2、 K3、 K4和四個10kQ的匹配電阻Rl、 R2、 R3、 R4按附圖4的電路連接并引出信號線；四個SW-300滾珠開關(guān)共平面且與電 路板平行，按照逆時針方向與水平成10°、 20°、 30°、 40。自下而上依次排列， 固定在10mm*100mm的電路板上構(gòu)成四點測量模塊4。采用一端封口另一端帶有內(nèi)撐螺紋的長300mm、直徑16mm的聚丙烯管作為 空心容器5，將四點測量模塊4通過內(nèi)撐螺絲固定在空心容器5中，形成測量探 頭l;采用直徑16mm、長100mm的聚丙烯管作為支撐桿6;采用附圖7所示結(jié)構(gòu) 的尼龍鉸鏈將測量探頭1和支撐桿6可靠連接，電路板8與測量探頭1運動形 成的平面平行。本實施例給出的非接觸式水位傳感器，工作原理如附圖8所示，傳感器通 過支撐桿6以通用方式固定在水箱9上，測量探頭1與水位指示系統(tǒng)3連接形 成指示回路，無水時測量探頭l自然懸垂近似垂直狀態(tài)，水位指示系統(tǒng)3顯示 零水位(如附圖8a所示)。向水箱注水時，隨水位上升測量探頭4自由端由于 浮力作用慢慢浮起，發(fā)生偏轉(zhuǎn)，Kl處于水平狀態(tài)時導(dǎo)通，指示該處水位(如附 圖8b所示)；水位繼續(xù)上升，測量探頭4自由端由于浮力作用繼續(xù)上浮，偏轉(zhuǎn) 角度增大，K2處于水平狀態(tài)時導(dǎo)通，指示該處水位(如附圖8c所示)；隨著水 位繼續(xù)上升，測量探頭4自由端由于浮力作用繼續(xù)上浮，偏轉(zhuǎn)角度增大，K3、 K4依次達到水平狀態(tài)并導(dǎo)通，指示對應(yīng)水位(如附圖8d、 8e所示)。放水時， 隨著水位下降，K4、 K3、 K2、 Kl依次斷路從而實現(xiàn)對液面位置的指示。
權(quán)利要求1一種非接觸式水位傳感器，由多點測量模塊(4)、空心容器(5)、支撐桿(6)以及聯(lián)結(jié)機構(gòu)(7)組成，其特征在于多點測量模塊(4)密封在空心容器(5)內(nèi)形成測量探頭(1)，測量探頭(1)通過連接機構(gòu)(7)與支撐桿(6)以轉(zhuǎn)動方式連接，支撐桿(6)與測量探頭(1)的聯(lián)結(jié)方式以保證測量探頭(1)在同一平面內(nèi)運動為原則，多點測量模塊(4)中所有方向開關(guān)K共平面，且與測量探頭(1)運動構(gòu)成的平面平行；信號線(2)輸出指示信號。
專利摘要本實用新型涉及的非接觸式水位傳感器屬于測量應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及液位測量技術(shù)，特別涉及水位測量技術(shù)。將多點測量模塊(4)密封在空心容器(5)內(nèi)作為可隨水面浮動的測量探頭(1)，測量探頭以轉(zhuǎn)動聯(lián)結(jié)方式與支撐桿(6)連接，隨著液位變化，測量探頭自由端在浮力作用下浮起，以聯(lián)結(jié)點為支點偏轉(zhuǎn)傾斜，測量模塊方位發(fā)生變化，方向開關(guān)依次導(dǎo)通或斷路，實現(xiàn)液位指示。測量狀態(tài)僅與方向開關(guān)的傾斜角度和測量探頭的偏轉(zhuǎn)角度有關(guān)，與測量模塊所處的位置無關(guān)。主要適用于水位測量，也可適用于其他液位測量，還可適用于高度指示及角度指示等領(lǐng)域。具有電路簡單，可靠性，生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品成本和維護成本低，使用壽命長等特點。
文檔編號G01F23/30GK201218744SQ20082001795
公開日2009年4月8日 申請日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者蕾 張, 徐大剛, 銳 拓, 王曙光, 胡國星, 陳方汀 申請人:中國兵器工業(yè)集團第五三研究所