CN106323422A - 一种液位传感器、液体加工设备及液体检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液位传感器、液体加工设备及液体检测方法。其中，液位传感器包括：主体结构；至少一组传感器单元；每一组传感器单元包括：外置在所述主体结构上的浮漂，所述浮漂在受到液体浮力后能够沿所述主体结构的延伸方向进行滑动；与所述浮漂连接的滑动变阻器，在所述浮漂沿所述主体结构的延伸方向进行滑动时，能够改变所述滑动变阻器的阻值。基于本发明的液位传感器的结构设计，可以根据滑动变阻器的阻值大小确定出液体的液位及体积。由于液位传感器的浮漂可以跟随液面一起发生变化，因此本发明的方案能够对液面进行动态检测。相比于现有技术需要在指定位置设置液位传感器，本发明的检测方案更加灵活，也更加准确。

Description

一种液位传感器、液体加工设备及液体检测方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是一种液位传感器、液体加工设备及液体检测方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)是目前最为流行的显示器件，其在制作过程中的刻蚀工艺，涂胶显影工艺，清洗工艺等都需要药液或者水等液体。在实际量产过程中，通过设备中液位的感应来对液体进行置换或者排放。而液位感应的不准确或者液位传感器由于设计的缺陷造成频繁异常会极大的影响设备的稼动以及产品的品质。

目前现有量产设备的液位传感器主要有两个类型。第一个为几组不同高度的传感器，分布在Tank(加工腔室)的不同区域，通过高度的不同来感应不同的液位；第二个类型为利用连通器的原理，将Tank液体引出至连通器，在连通器不同的液位位置放置传感器，不同液位时，不同位置的液位传感器就能感应到。此两种传感器均存在检测不灵活的缺点：

1：只能设置在指定位置上，当液面高度达到指定位置才能进行检测，因此在实际应用中，需要在不同位置上分别设置液位传感器，使得成本较高；

2：当液面位于两个高度的液位传感器之间时，无法准确确定液体的液位；

3：只能检测液体已经达到的液位，而无法确定液体的具体体积(即液体量)。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中液位传感器检测不够灵活的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明的实施例提供一种液位传感器，包括：

主体结构；

至少一组传感器单元；

每一组传感器单元包括：

外置在所述主体结构上的浮漂，所述浮漂在受到液体浮力后能够沿所述主体结构的延伸方向进行滑动；

与所述浮漂连接的滑动变阻器，在所述浮漂沿所述主体结构的延伸方向进行滑动时，能够改变所述滑动变阻器的阻值。

进一步地，所述主体结构为杆状。

进一步地，所述滑动变阻器设置在所述主体结构的内部。

进一步地，所述滑动变阻器包括：

至少一个滑动变阻丝，所述滑动变阻丝的延伸方向与所述主体结构的延伸方向相同或大致相同；

位于所述滑动变阻丝上的滑动部件，所述滑动部件能够沿所述滑动变阻丝的延伸方向进行滑动，所述浮漂的滑动能够带动所述滑动部件进行滑动。

进一步地，所述滑动变阻器包括：

相互平行的第一滑动变阻丝和第二滑动变阻丝，所述滑动部件连接所述第一滑动变阻丝和所述第二滑动变阻丝，且能够同时在所述第一滑动变阻丝和所述第二滑动变阻丝上进行滑动。

进一步地，所述滑动部件与所述浮漂一体成型，或者所述滑动部件与所述浮漂连接。

进一步地，若所述滑动部件与所述浮漂连接，则连接方式为磁性连接。

进一步地，所述浮漂内设置有第一磁性元件，所述滑动部件为与所述第一磁性元件极性相反的第二磁性元件。

进一步地，所述液位传感器至少包括有两组传感器单元。

另一方面，本发明还提供一种液体加工设备，包括有用于容纳液体的加工腔室，其中所述加工设备还包括：

设置在所述加工腔室内部的上述液位传感器。

进一步地，所述主体结构的延伸方向为垂直于水平面的竖直方向。

此外，本发明还提供一种液体检测方法，应用于上述液体加工设备，包括：

获取液位传感器中的滑动变阻器的阻值；

根据所述滑动变阻器的阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位和/或体积。

进一步地，当所述液位传感器包括有多个传感器单元时，获取液位传感器中的滑动变阻器的阻值，包括：

获取液位传感器中的每个滑动变阻器的阻值，

根据所述滑动变阻器的阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位和/或体积，包括：

确定多个滑动变阻器的平均阻值，并剔除阻值超出该平均阻值预设范围的滑动变阻器；

根据剩余的滑动变阻器的阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位和/或体积。

进一步地，根据剩余的滑动变阻器的阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位，包括：

确定剩余的滑动变阻器的平均阻值，根据所述剩余的滑动变阻器的平均阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位和/或体积。

本发明的上述方案具有如下有益效果：

基于本发明的液位传感器的结构设计，可以根据滑动变阻器的阻值大小确定出液体的液位及体积。由于液位传感器的浮漂可以跟随液面一起发生变化，因此本发明的方案能够对液面进行动态检测。相比于现有技术需要在指定位置设置液位传感器，本发明的检测方案更加灵活，也更加准确。

附图说明

图1为本发明的液位传感器的结构示意图；

图2为本发明的液位传感器在具体实现中的结构示意图；

图3为本发明的液体加工设备的结构示意图；

图4为本发明的液体检测方法用于检测液体加工设备的示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

针对现有技术的液位传感器只能检测液位的问题，本发明提供一种新型的液位传感器以及应用该液位传感器的液体加工设备、液体检测方法。

一方面，如图1所示，本发明的液位传感器包括：

主体结构1；

至少一组传感器单元2；

每一组传感器单元2包括：

外置在主体结构上的浮漂21，该浮漂21在受到液体浮力后能够沿主体结构1的延伸方向进行滑动；

与浮漂21连接的滑动变阻器22，在浮漂沿主体结构21的延伸方向进行滑动时，能够改变滑动变阻器22的阻值。

本发明的液位传感器的浮漂可以根据液面变化改变滑动变阻器的阻值，因此可进一步根据滑动变阻器的阻值大小来确定液体的液位及体积。基于该结构的设计，通过合理设置浮漂受到液体浮力后所能够移动的最大距离，可以一直对液面进行检测。而现有技术中的液位传感器需要设置在指定位置上，液面高度达到指定位置才能进行检测，在实际应用中需要采用多个液位传感器。通过对比两者可以知道，本发明的液位传感器在布置成本以及灵活性上，具有明显优势。

下面结合实施例用对本发明的滑动变阻器进行详细介绍。

如图2所示，本发明的液位传感器包括：

杆状的主体结构1；

外置在主体结构1上的浮漂21和内置在主体结构1的滑动变阻器22。其中滑动变阻器22包括：

相互平行的滑动变阻丝221、222，该滑动变阻丝221、222的延伸方向与主体结构的延伸方向相同或大致相同；

位于滑动变阻丝221、222上的滑动部件223。该滑动部件223能够沿滑动变阻丝221、222的延伸方向进行滑动，且浮漂21与滑动部件223均分别内置有磁性元件(优选轻质磁性材料的元件，如石墨烯)，两个磁性元件的极性相反，从而使浮漂21与滑动部件223之间通过磁性连接。即，主体结构1外部的浮标21在受到液体浮力后，可带动主体结构1内部的滑动部件223在滑动变阻丝221、222上滑动，从而改变滑动变阻器的阻值。

以上是本实施例液位传感器的介绍，可以看出，基于磁性连接方式，本实施例的滑动变阻器可以密封设置在主体结构的内部，从而实现防水保护。

此外，需要说明的是，本发明的液位传感器并不限于本实施例所述的形式，作为其他可行方案，本发明的主体结构1上可以设置更多的传感器单元，以增加测量的准确性；或者，本发明的滑动变阻器的滑动变阻丝可以为一个，也可以为多个，且滑动变阻器的滑动部件可以与浮漂一体成型(即浮漂就是滑动变阻器的滑动部件)。

另一方面，如图3所示，本发明的液体加工设备包括：

用于容纳液体的加工腔室31，设置在加工腔室内部的上述液位传感器32(至少一个)。

在实际应用中，32液位传感器的主体结构的延伸方向为垂直于水平面的竖直方向，即加工腔室的液面上升后会使浮漂向上滑动，从而改变滑动变阻器的阻值。

对应地，本发明还提供一种应用于上述液体加工设备的液体检测方法，包括：

步骤一，获取液位传感器中的滑动变阻器的阻值；

步骤二，根据滑动变阻器的阻值，确定液体加工设备中的液体的液位和/或体积。

显然，基于本发明的液位传感器的结构设计，液位传感器中的滑动变阻器的阻值与加工腔室的液体的体积和液面具有对应关系，在确定到滑动变阻器的阻值后，可以根据这种对应关系，准确计算出加工腔室当前的液体含量。

作为示例性介绍，在实际应用中，液体加工设备的加工腔室(Tank)的最大容积为V，Tank液位满时液位高度为H。滑动变阻器在Tank液位满液位时电阻值最大为R，当Tank液位变化时，滑动变阻器的实测电阻值为r。由于目前量产过程中的Tank设计非常规则，电阻值的变化和Tank体积成正比。在实际测试应用时Tank实际体积计算公式为V＇＝(r/R)*V，Tank实际液面高度计算公式为H＇＝(r/R)*H。

以确定Tank的液体体积为例(确定高度的方法同理，本文不再进行赘述)，假设Tank满液位时V为1400L，滑动变阻器电阻最大值R为700欧姆。在如Tank的液体达到图4所示的液位时，实测电阻值r为500欧姆，根据V*＝(r/R)*V计算得出实际Tank体积V*＝(500/700)*1400＝1000L。

当然，在实际应用中，为了确定检测的准确性，本实施例的液位传感器可以有多个传感器单元，并根据多个传感器单元所对应的阻值来确定液体的液面和/或体积。

作为示例性介绍，在上述步骤一中，本发明可以获取液位传感器中的每个滑动变阻器的阻值；在步骤二中，确定多个滑动变阻器的平均阻值，并剔除阻值超出该平均阻值预设范围的滑动变阻器(阻值超出预设范围的滑动变阻器可视作发生故障或发生异常)，之后根据剩余的滑动变阻器的阻值，确定液体加工设备中的液体的液位和/或体积：例如确定剩余的滑动变阻器的平均阻值，将剩余的滑动变阻器的平均阻值带入上文介绍公式中，计算出液体加工设备中的液体的液位和/或体积。

当然，在实际应用中，本发明也可以给液位传感器中的不同传感器单元设置两个状态，即正常状态和异常状态。在检测过程中，可以将剔除的滑动变阻器所属的传感器单元标记为异常状态，则后续不再获取阻值，即在上述步骤一中，可以先确定当前每个传感器单元的状态，之后只获取正常状态下的传感器单元的滑动变阻器的阻值。

可见，基于本发明的设计，液位传感器的浮漂可以跟随液面一起移动，若设置多个传感器单元，则该多个传感器单元可以同时对液面进行检测，以增加准确性。具体地，在计算过程中，剔除出异常阻值的传感器单元，可避免液体加工设备因传感器单元自身问题而无故被停止工作，从而保证加工效率不会受影响。而现有技术一般出于成本考虑，不会在每个指定位置上设置多个传统的液位传感器，因此任意一个指定位置上的液位传感器出现异常情况，则会不合理地直接中断液体加工设备的工作。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种液位传感器，其特征在于，包括：

主体结构；

至少一组传感器单元；

每一组传感器单元包括：

外置在所述主体结构上的浮漂，所述浮漂在受到液体浮力后能够沿所述主体结构的延伸方向进行滑动；

与所述浮漂连接的滑动变阻器，在所述浮漂沿所述主体结构的延伸方向进行滑动时，能够改变所述滑动变阻器的阻值。

2.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述主体结构为杆状。

3.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，

所述滑动变阻器设置在所述主体结构的内部。

4.根据权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述滑动变阻器包括：

至少一个滑动变阻丝，所述滑动变阻丝的延伸方向与所述主体结构的延伸方向相同或大致相同；

位于所述滑动变阻丝上的滑动部件，所述滑动部件能够沿所述滑动变阻丝的延伸方向进行滑动，所述浮漂的滑动能够带动所述滑动部件进行滑动。

5.根据权利要求4所述的液位传感器，其特征在于，所述滑动变阻器包括：

相互平行的第一滑动变阻丝和第二滑动变阻丝，所述滑动部件连接所述第一滑动变阻丝和所述第二滑动变阻丝，且能够同时在所述第一滑动变阻丝和所述第二滑动变阻丝上进行滑动。

6.根据权利要求4所述的液位传感器，其特征在于，

所述滑动部件与所述浮漂一体成型，或者所述滑动部件与所述浮漂连接。

7.根据权利要求6所述的液位传感器，其特征在于，

若所述滑动部件与所述浮漂连接，则连接方式为磁性连接。

8.根据权利要求7所述的液位传感器，其特征在于，

所述浮漂内设置有第一磁性元件，所述滑动部件为与所述第一磁性元件极性相反的第二磁性元件。

9.根据权利要求1-8任一项所述的液位传感器，其特征在于，所述液位传感器至少包括有两组传感器单元。

10.一种液体加工设备，包括有用于容纳液体的加工腔室，其特征在于，所述加工设备还包括：

设置在所述加工腔室内部的如权利要求1-9任一项所述液位传感器。

11.根据权利要求10所述的液体加工设备，其特征在于，所述主体结构的延伸方向为垂直于水平面的竖直方向。

12.一种液体检测方法，应用于如权利要求10或11所述的液体加工设备，其特征在于，包括：

获取液位传感器中的滑动变阻器的阻值；

根据所述滑动变阻器的阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位和/或体积。

13.根据权利要求12所述的检测方法，其特征在于，

当所述液位传感器包括有多个传感器单元时；

获取液位传感器中的滑动变阻器的阻值，包括：

获取液位传感器中的每个滑动变阻器的阻值，

根据所述滑动变阻器的阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位和/或体积，包括：

确定多个滑动变阻器的平均阻值，并剔除阻值超出该平均阻值预设范围的滑动变阻器；

根据剩余的滑动变阻器的阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位和/或体积。

14.根据权利要求13所述的检测方法，其特征在于，

根据剩余的滑动变阻器的阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位，包括：

确定剩余的滑动变阻器的平均阻值，根据所述剩余的滑动变阻器的平均阻值，确定所述液体加工设备中的液体的液位和/或体积。