一種非接觸式液位傳感器及應(yīng)用該傳感器的智能水杯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其涉及一種非接觸式的液位傳感器。
[0002]本發(fā)明還涉及一種智能水杯。
【背景技術(shù)】
[0003]常見(jiàn)的液位傳感器如圖1所示，在容器內(nèi)，由內(nèi)電極100和導(dǎo)電材料制造的容器壁200構(gòu)成了一個(gè)電容。當(dāng)給內(nèi)電極100加一個(gè)固定頻率的測(cè)量電壓時(shí)，內(nèi)部電場(chǎng)線分布如圖2所示，此時(shí)流過(guò)電容的電流取決于電容電極間液體介質(zhì)的高度，并與之成比例，也就是基于電介質(zhì)的介電常數(shù)的改變帶來(lái)電容量的改變，進(jìn)而進(jìn)行液位測(cè)量。
[0004]這種液位傳感器一般用于大型容器液位的測(cè)量，但因其體積太大，很難與水杯結(jié)構(gòu)融合，也就無(wú)法用于水杯液位的測(cè)量，而且因?yàn)榇朔N傳感器屬于接觸式傳感器，如果應(yīng)用于水杯內(nèi)部，水杯內(nèi)膽就會(huì)十分不便于清洗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配便捷、能夠應(yīng)用于水杯測(cè)液位的非接觸式傳感器以及應(yīng)用該傳感器的智能水杯。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明提供了一種非接觸式液位傳感器，包括至少一個(gè)設(shè)置于容器側(cè)壁、電介質(zhì)常數(shù)隨液位變化而變化的電容傳感器，所述電容傳感器包括第一極板、第二極板以及置于所述第一極板和第二極板之間的電介質(zhì)，所述第一極板覆于所述第二極板外側(cè)，所述第二極板貼附于容器側(cè)壁，所述第一極板沿橫向于測(cè)量方向的長(zhǎng)度大于所述第二極板沿該方向的長(zhǎng)度。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電容傳感器包括一個(gè)第一極板以及多個(gè)第二極板，所述第一極板自容器底部沿液位測(cè)量方向延伸至容器頂部，所述第二極板沿液位測(cè)量方向均勻設(shè)置。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液位傳感器包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置于容器側(cè)壁的四個(gè)所述電容傳感器。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電容傳感器包括一個(gè)環(huán)繞整個(gè)容器側(cè)壁設(shè)置的第一極板以及多個(gè)均勻設(shè)于所述容器側(cè)壁的第二極板。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二極板沿橫向于測(cè)量方向的長(zhǎng)度與所述第一極板沿該方向的長(zhǎng)度的比值范圍為1/4?3/4。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述液位傳感器還包括與所述電容傳感器電連接的印刷電路板。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)范圍為I?10。
[0013]本發(fā)明還提供了一種智能水杯，其包括一杯殼、設(shè)于杯身內(nèi)部的內(nèi)膽以及如上任意一項(xiàng)所述的非接觸式液位傳感器，所述液位傳感器貼附于所述內(nèi)膽側(cè)壁上。
[0014]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述杯殼設(shè)有用于顯示具體液位高度的顯示單
J L.ο
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明液位傳感器采用了新型電容極板設(shè)計(jì)，傳感器貼附于杯壁即可實(shí)現(xiàn)液位測(cè)量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝便捷，不會(huì)影響水杯原本結(jié)構(gòu)。本發(fā)明智能水杯整體結(jié)構(gòu)緊湊，能夠?qū)崿F(xiàn)水杯水位的準(zhǔn)確測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)同軸圓筒形液位傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的液位傳感器的內(nèi)部電場(chǎng)線分布示意圖；
圖3是本發(fā)明非接觸式液位傳感器第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4 (a)是本發(fā)明非接觸式液位傳感器的電容傳感器(平板狀)的內(nèi)部電場(chǎng)線分布示意圖；
圖4 (b)是本發(fā)明非接觸式液位傳感器的電容傳感器(平板狀)的部分內(nèi)部電場(chǎng)線分布示意圖；
圖4 (c)是本發(fā)明非接觸式液位傳感器的電容傳感器(平板狀)的另一部分內(nèi)部電場(chǎng)線的分布不意圖；
圖5是本發(fā)明非接觸式液位傳感器的電容傳感器的截面圖；
圖6是本發(fā)明非接觸式液位傳感器貼附于水杯杯壁上的截面示意圖；
圖7是本發(fā)明非接觸式液位傳感器的電容傳感器(圓弧狀)的內(nèi)部電場(chǎng)線分布示意圖； 圖8是本發(fā)明非接觸式液位傳感器第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是本發(fā)明非接觸式液位傳感器第三種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10是本發(fā)明非接觸式液位傳感器第四種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11是本發(fā)明智能水杯的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，專(zhuān)利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過(guò)添加或減少聯(lián)接輔件，來(lái)組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的各個(gè)技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。
[0018]圖3示出了本發(fā)明非接觸式液位傳感器第一種實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)。如圖3所示，本發(fā)明非接觸式液位傳感器包括至少一個(gè)設(shè)置于容器側(cè)壁、電介質(zhì)常數(shù)隨液位變化而變化的電容傳感器10，所述電容傳感器包括第一極板11、第二極板12以及電介質(zhì)13，所述第一極板11覆于所述第二極板12外側(cè)，所述第二極板12貼附于容器側(cè)壁，所述第一極板11沿橫向于測(cè)量方向的長(zhǎng)度大于所述第二極板12沿該方向的長(zhǎng)度，優(yōu)選地，所述第二極板12沿橫向于測(cè)量方向的長(zhǎng)度與所述第一極板11沿該方向的長(zhǎng)度的比值范圍為1/4?3/4。所述電介質(zhì)13置于所述第一極板11和第二極板12之間，其相對(duì)介電常數(shù)范圍優(yōu)選為I?10。另外，本發(fā)明非接觸式液位傳感器還包括從所述電容傳感器10引出的引線和