專利名稱：非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器
(一) 技術(shù)領(lǐng)域 本實(shí)用新型屬于一種液位傳感器。
(二)
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電容式水位傳感器有電極裸露在水中，水作為介質(zhì)改變電
極間的電容，從而檢測(cè)水位的變化；傳統(tǒng)的水阻型水位傳感器，有多 個(gè)電極，但水沒(méi)過(guò)電極的時(shí)候，電極之間有微弱的電流流過(guò)，由此檢 測(cè)水位的變化；上述兩種傳感器如果應(yīng)用在溫度較高、水質(zhì)較差的水 中，更加容易結(jié)垢覆蓋電極而導(dǎo)致檢測(cè)失效。例如太陽(yáng)能熱水器中的 水位傳感器常常由于上述原因?qū)е率褂脡勖婚L(zhǎng)，而且在夏天雷雨季 節(jié)，常常易遭雷擊破壞整個(gè)電路，阻礙了太陽(yáng)能熱水器這一節(jié)能產(chǎn)品 的推廣和太陽(yáng)能熱水器水溫水位儀表的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
磁性浮子和干簧管型的水位傳感器也會(huì)因?yàn)楦∽由辖Y(jié)滿水垢而卡 死，導(dǎo)致水位檢測(cè)失靈。
傳統(tǒng)的汽油油位傳感器，通過(guò)浮球、曲柄杠桿、劃桿把油位的位 置變化變成電阻陣列的電阻變化，給出油位信號(hào)，因?yàn)殚L(zhǎng)期處于運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)，機(jī)械的往復(fù)運(yùn)動(dòng)也容易出現(xiàn)故障。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有液位傳感器的在溫度較高、酸堿等腐蝕性的惡劣環(huán) 境下使用壽命不長(zhǎng)的不足，本實(shí)用新型提供一種即便在惡劣環(huán)境下也 能夠長(zhǎng)期有效使用的非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
一種非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器，所述液位傳感器包括絕緣外 殼、電容感應(yīng)金屬件、液位檢測(cè)電路，所述絕緣外殼豎向布置，所述 電容感應(yīng)金屬件豎向布置在外殼內(nèi)，所述液位檢測(cè)電路安裝在外殼內(nèi)， 所述液位檢測(cè)電路包括用于與所述電容感應(yīng)金屬件連接的模擬輸入 端口；用于檢測(cè)模擬輸入端口的電容值，并根據(jù)預(yù)設(shè)的電容值與液位 的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到當(dāng)前液位值的液位測(cè)量模塊，所述電容感應(yīng)金屬件連 接所述模擬輸入端口。
所述電容感應(yīng)金屬件為覆銅，不少于兩個(gè)的覆銅從上到下或從下 至上依次布置在外殼內(nèi)。
所述電容感應(yīng)金屬件為金屬探測(cè)條。
所述電容感應(yīng)金屬件為感應(yīng)彈簧。
所述液位測(cè)量模塊連接外部信號(hào)接口 ，所述外部信號(hào)接口連接液 位顯示裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思為電容感應(yīng)金屬件與公共地之間存在一 個(gè)固有的寄生電容Cp，當(dāng)液體(或其它小顆粒狀物料)覆蓋傳感器外 殼時(shí)，液體(或其它小顆粒狀物料)和電容感應(yīng)金屬件之間又產(chǎn)生新 的電容，這些電容相當(dāng)于并聯(lián)到原來(lái)的寄生電容Cp之上，當(dāng)我們把 電容感應(yīng)金屬件連接到液位檢測(cè)電路芯片的模擬輸入端口上，液位檢 測(cè)電路芯片內(nèi)的程序就可以通過(guò)測(cè)量電容的變化來(lái)判斷液位的存在和 變化。
本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在1、在溫度較高、水質(zhì)較差的 情況下能夠長(zhǎng)期有效使用，延長(zhǎng)了使用壽命；2、非接觸式特征可以用于各種酸堿、易燃、高危液體的液位檢測(cè)；3、與液體絕緣，不怕雷擊， 也不會(huì)發(fā)生微弱的電解反應(yīng)；4、靜態(tài)檢測(cè)，沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不會(huì)折斷 內(nèi)部的信號(hào)線，減少故障概率；5、結(jié)合溫度傳感器還可以通過(guò)檢測(cè)電 路把液體溫度信號(hào)通過(guò)外部接口輸出。

圖1是實(shí)施例1的非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器的示意圖。 圖2是實(shí)施例2的非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器的示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1:
參照?qǐng)Dl， 一種非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器，包括絕緣外殼l、 電容感應(yīng)金屬件2、液位檢測(cè)電路3以及外部信號(hào)接口 4，所述絕緣外 殼豎向布置，所述電容感應(yīng)金屬件豎向布置在外殼內(nèi)，所述液位檢測(cè) 電路安裝在外殼內(nèi)，所述液位檢測(cè)電路包括用于與所述電容感應(yīng)金 屬件連接的模擬輸入端口；用于檢測(cè)模擬輸入端口的電容值，并根據(jù) 預(yù)設(shè)的電容值與液位的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到當(dāng)前液位值的液位測(cè)量模塊，所 述電容感應(yīng)金屬件連接所述模擬輸入端口 。
所述電容感應(yīng)金屬件為覆銅2，不少于兩個(gè)的覆銅2從上到下或 從下至上依次布置在外殼內(nèi)。所述液位測(cè)量模塊連接外部信號(hào)接口 4， 所述外部信號(hào)接口 4連接液位顯示裝置。絕緣外殼內(nèi)設(shè)有溫度傳感器 5，溫度檢測(cè)電路檢測(cè)溫度傳感器的值通過(guò)外部接口傳遞溫度信號(hào)。
單個(gè)覆銅和公共地之間(或者兩塊相鄰的覆銅2之間)存在一個(gè) 固有的寄生電容Cp，當(dāng)液體淹沒(méi)或物體靠近時(shí)，又產(chǎn)生新的電容，這些電容相當(dāng)于并聯(lián)到原來(lái)的Cp之上，液位檢測(cè)電路芯片內(nèi)的程序通過(guò)
檢測(cè)連到的相應(yīng)端口上覆銅(或者電容感應(yīng)金屬片)的電容變化，就
可以通過(guò)測(cè)量電容的變化來(lái)判斷液位的存在和變化；所述覆銅2從上 至下依次豎向布置在外殼l內(nèi)，分別表示五個(gè)液位狀態(tài)滿、高、中、 低、缺水，即電容值與液位的對(duì)應(yīng)關(guān)系為檔位關(guān)系。
使用時(shí)，將絕緣外殼伸入待測(cè)液體中，液體淹沒(méi)絕緣外殼，與絕 緣外殼內(nèi)的覆銅之間形成新的電容，如淹沒(méi)兩個(gè)覆銅，電容增加兩個(gè) 單位量；如淹沒(méi)四個(gè)覆銅，電容增加四個(gè)單位量，所述電容變化信號(hào) 傳遞到液位檢測(cè)電路的模擬輸入端口中，液位檢測(cè)電路芯片內(nèi)的程序 根據(jù)覆銅對(duì)應(yīng)的電容變化，即確定當(dāng)前的液位值，即屬于哪種液位狀 態(tài)；并通過(guò)外部信號(hào)接口傳遞液位信號(hào)。
本實(shí)施例可應(yīng)用于太陽(yáng)能熱水器的水位檢測(cè)中，各個(gè)探測(cè)點(diǎn)由上 至下，可以分別檢測(cè)滿、高、中、低、缺水的狀態(tài)。
實(shí)施例2:
參照?qǐng)D2，本實(shí)施例的電容感應(yīng)金屬件為金屬探測(cè)條22。
液體淹沒(méi)絕緣外殼，金屬探測(cè)條所淹沒(méi)覆蓋面積的不同會(huì)導(dǎo)致電
容的變化，通過(guò)液位檢測(cè)電路3檢測(cè)電容的變化值來(lái)線性地反映液位 的高低和量程比例，即電容值與液位的對(duì)應(yīng)關(guān)系為線性關(guān)系。 本實(shí)施例的使用過(guò)程與實(shí)施例1相同。
本實(shí)施例應(yīng)用于在油箱中，把油位信號(hào)通過(guò)外部接口線性連續(xù)地 傳遞給汽車控制系統(tǒng)。
本實(shí)施例也可應(yīng)用于在漕罐中，把液位信號(hào)通過(guò)外部信號(hào)接口線 性連續(xù)地傳遞給外部的顯示系統(tǒng)實(shí)施例三
本實(shí)施例的電容感應(yīng)金屬件為感應(yīng)彈簧。
液體淹沒(méi)絕緣外殼，導(dǎo)致絕緣外殼內(nèi)感應(yīng)彈簧的電容變化，通過(guò) 液位檢測(cè)電路3檢測(cè)電容的變化值來(lái)地反映所檢測(cè)點(diǎn)液位的狀況或量 程比例。
彈簧的使用使得電容感應(yīng)金屬件與絕緣外殼內(nèi)壁保持緊密接觸， 提高液位檢測(cè)的靈敏度，特別適合直徑較大的絕緣外殼。 本實(shí)施例的使用過(guò)程與實(shí)施例1相同。 實(shí)施例四
本實(shí)施例的電容感應(yīng)金屬件為簧片，使得與絕緣外殼內(nèi)壁保持更 緊密的接觸，提高液位檢測(cè)的靈敏度，特別適合直徑較大的絕緣外殼。 本實(shí)施例的使用過(guò)程與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求1、一種非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器，其特征在于所述液位傳感器包括絕緣外殼、電容感應(yīng)金屬件、液位檢測(cè)電路，所述絕緣外殼豎向布置，所述電容感應(yīng)金屬件豎向布置在外殼內(nèi)，所述液位檢測(cè)電路安裝在外殼內(nèi)，所述液位檢測(cè)電路包括用于與所述電容感應(yīng)金屬件連接的模擬輸入端口；用于檢測(cè)模擬輸入端口的電容值，并根據(jù)預(yù)設(shè)的電容值與液位的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到當(dāng)前液位值的液位測(cè)量模塊，所述電容感應(yīng)金屬件連接所述模擬輸入端口。
2、 如權(quán)利要求l所述的非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器，其特征在于 所述電容感應(yīng)金屬件為覆銅，不少于兩個(gè)的覆銅從上到下或從下至上 依次布置在外殼內(nèi)。
3、 如權(quán)利要求l所述的非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器，其特征在于 所述電容感應(yīng)金屬件為金屬探測(cè)條。
4、 如權(quán)利要求l所述的非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器，其特征在于 所述電容感應(yīng)金屬件為感應(yīng)彈簧。
5、 如權(quán)利要求1一4之一所述的非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器，其特 征在于所述液位測(cè)量模塊連接外部信號(hào)接口，所述外部信號(hào)接口連 接液位顯示裝置。
專利摘要一種非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器，包括絕緣外殼、電容感應(yīng)金屬件以及液位檢測(cè)電路，所述絕緣外殼豎向布置，所述電容感應(yīng)金屬件豎向布置在外殼內(nèi)，所述液位檢測(cè)電路安裝在外殼內(nèi)，所述液位檢測(cè)電路包括用于與所述電容感應(yīng)金屬件連接的模擬輸入端口；用于檢測(cè)模擬輸入端口的電容值，并根據(jù)預(yù)設(shè)的電容值與液位的對(duì)應(yīng)關(guān)系得到當(dāng)前液位值的液位測(cè)量模塊，所述電容感應(yīng)金屬件連接所述模擬輸入端口。本實(shí)用新型提供一種即便在惡劣環(huán)境下也能夠長(zhǎng)期有效使用的非接觸式電容感應(yīng)液位傳感器。
文檔編號(hào)G01F23/26GK201311315SQ20082016957
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月6日
發(fā)明者俞險(xiǎn)峰 申請(qǐng)人:俞險(xiǎn)峰