CN113063478A - 一种基于磁性液体的液面高度传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于磁性液体的液面高度传感器，所述基于磁性液体的液面高度传感器包括容器、磁性液体、磁铁以及压力传感部；所述磁性液体设置在所述容器内；所述磁铁漂浮在所述磁性液体液面；所述压力传感部一端设置在所述磁铁远离所述磁性液体的一侧，所述压力传感部另一端贴附所述容器内壁。本发明利用了二阶浮力原理，磁性液体的液面高度不同时，压力传感部受到的压力不同，根据压力传感部受到的不同压力即可实现对磁性液体的液面高度测量，测量精准度高、灵敏度好。
Description
技术领域
本发明涉及液面高度检测技术领域，特别是涉及一种基于磁性液体的液面高度传感器。
背景技术
目前市面上的液面探测技术主要是电容式和气压式。电容式探测是通过吸头接触液面后引起的电容值、电容值变化频率、电容变化斜率等参数的变化进行液面探测；气压式探测是通过吸头接触液面后引起的吸头内气压值的变化进行液面探测。
但是，上述液面探测技术都需要吸头接触液面才进行探测，操作不方便，且受环境影响较大，容易造成空吸，导致吸液准确性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于磁性液体的液面高度传感器，以提高液面高度探测准确度及灵敏度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于磁性液体的液面高度传感器，所述基于磁性液体的液面高度传感器包括容器、磁性液体、磁铁以及压力传感部；
所述磁性液体设置在所述容器内；
所述磁铁漂浮在所述磁性液体液面；
所述压力传感部一端设置在所述磁铁远离所述磁性液体的一侧，所述压力传感部另一端贴附所述容器内壁。
可选地，所述基于磁性液体的液面高度传感器还包括磁场发生器，所述磁场发生器产生的磁场作用于所述磁性液体。
可选地，所述磁铁与所述磁性液体液面接触的一侧为粗糙的。
可选地，所述磁铁与所述磁性液体液面接触的一侧设置有三角形凸起。
可选地，所述磁铁为多层结构。
可选地，所述多层结构的磁铁的每层结构通过磁致伸缩材料连接。
可选地，所述容器的上端宽度小于所述容器的下端宽度。
可选地，所述容器为长方体容器。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开了一种基于磁性液体的液面高度传感器，所述基于磁性液体的液面高度传感器包括容器、磁性液体、磁铁以及压力传感部；所述磁性液体设置在所述容器内；所述磁铁漂浮在所述磁性液体液面；所述压力传感部一端设置在所述磁铁远离所述磁性液体的一侧，所述压力传感部另一端贴附所述容器内壁。本发明利用了二阶浮力原理，磁性液体的液面高度不同时，压力传感部受到的压力不同，根据压力传感部受到的不同压力即可实现对磁性液体的液面高度测量，测量精准度高、灵敏度好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于磁性液体的液面高度传感器的结构图；
图2为本发明实施例提供的三角形凸起示意图；
图3为本发明实施例提供的多层结构磁铁示意图。
符号说明：
1-容器，2-磁性液体，3-磁铁，4-压力传感部，5-三角形凸起。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书以及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本发明中，下文论述的附图以及用来描述本发明公开的原理的各实施例仅用于说明，而不应解释为限制本发明公开的范围。所属领域的技术人员将理解，本发明的原理可在任何适当布置的系统中实施。将详细说明示例性实施方式，在附图中示出了这些实施方式的实例。此外，将参考附图详细描述根据示例性实施例的终端。附图中的相同附图标号指代相同的元件。
本发明说明书中使用的术语仅用来描述特定实施方式，而并不意图显示本发明的概念。除非上下文中有明确不同的意义，否则，以单数形式使用的表达涵盖复数形式的表达。在本发明说明书中，应理解，诸如“包括”、“具有”以及“含有”等术语意图说明存在本发明说明书中揭示的特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性，而并不意图排除可存在或可添加一个或多个其他特征、数字、步骤、动作或其组合的可能性。附图中的相同参考标号指代相同部分。
本发明的目的是提供一种基于磁性液体的液面高度传感器，以提高液面高度探测准确度及灵敏度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供的基于磁性液体的液面高度传感器的结构图，如图1所示，基于磁性液体的液面高度传感器包括容器1、磁性液体2、磁铁3以及压力传感部4。磁性液体2设置在容器1内，磁铁3漂浮在磁性液体2液面，压力传感部4一端设置在磁铁3远离磁性液体2的一侧，压力传感部4另一端贴附容器1内壁。
首先介绍一下相关物理原理：
一阶浮力：指磁性液体在磁场的作用下可以将比重比磁性液体大的非磁性物质悬浮起来。
二阶浮力：指磁性液体可以将浸在其中的比重比磁性液体大的永磁体悬浮起来。
阿基米德定律：浸入静止流体中的物体受到一个浮力，其大小等于该物体所排开的流体重量，方向竖直向上并通过所排开流体的形心。
本发明原理如下：
磁铁3漂浮在磁性液体2液面，压力传感部4贴附磁铁3与容器1内壁，在磁性液体2的液面升高作用下，由于二阶浮力原理的磁铁3以及容器1内壁共同挤压压力传感部4，通过压力传感部4受到的挤压压力便可实现对液面高度的测量。
重量比磁性液体小的磁铁本身就会悬浮起来。根据二阶浮力具体原理：磁铁浸没在磁性液体中受到的浮力大于阿基米德浮力，因此磁性液体可以将浸在其中的、重量大于磁性液体的磁铁悬浮起来。
在本实施例中，基于磁性液体的液面高度传感器还包括磁场发生器，磁场发生器产生的磁场作用于磁性液体2。即在磁性液体2中增加一个外加磁性，可以增强磁性液体2的磁性，增大传感器测量量程以及测量灵敏度。
在本实施例中，磁铁3与磁性液体2液面接触的一侧为粗糙的。磁铁3表面粗糙，二阶浮力作用更强，因非压力作用时的误差更小，传感器的稳定性更强。
图2为本发明实施例提供的三角形凸起示意图。，磁铁3与磁性液体2液面接触的一侧设置有三角形凸起5。三角形凸起5具有尖端，由于尖端效应，三角形凸起5的尖端处可以汇聚更强的磁场，产生的二阶浮力更强。图3为本发明实施例提供的多层结构磁铁的示意图，如图3所示，多层结构的磁铁3可以产生更强的压力，提高传感器灵敏度。进一步地，多层结构的磁铁3的每层结构通过磁致伸缩材料连接。磁致伸缩材料会因磁场变化而伸长，三角形凸起5的尖端距离缩短，汇聚的磁场更强，检测更灵敏。
在本实施例中，容器1的上端宽度小于容器1的下端宽度。即容器1呈下宽上窄的形状，这样一来，磁性液体2的液面提高更明显，检测更灵敏。
在本实施例中，容器1为长方体容器。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种基于磁性液体的液面高度传感器，磁性液体的液面升高，由于二阶浮力原理，磁铁的位置升高在压力传感器上产生压力，通过对压力的测量实现对液面的测量。磁铁相对于磁性液体更加稳定，不会因为微小的扰动产生影响，传感器密闭，动态性强。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种基于磁性液体的液面高度传感器，其特征在于，所述基于磁性液体的液面高度传感器包括容器、磁性液体、磁铁以及压力传感部；
所述磁性液体设置在所述容器内；
所述磁铁漂浮在所述磁性液体液面；
所述压力传感部一端设置在所述磁铁远离所述磁性液体的一侧，所述压力传感部另一端贴附所述容器内壁。
2.根据权利要求1所述的基于磁性液体的压力传感器，其特征在于，所述基于磁性液体的液面高度传感器还包括磁场发生器，所述磁场发生器产生的磁场作用于所述磁性液体。
3.根据权利要求1所述的基于磁性液体的压力传感器，其特征在于，所述磁铁与所述磁性液体液面接触的一侧为粗糙的。
4.根据权利要求1所述的基于磁性液体的压力传感器，其特征在于，所述磁铁与所述磁性液体液面接触的一侧设置有三角形凸起。
5.根据权利要求4所述的基于磁性液体的压力传感器，其特征在于，所述磁铁为多层结构。
6.根据权利要求5所述的基于磁性液体的压力传感器，其特征在于，所述多层结构的磁铁的每层结构通过磁致伸缩材料连接。
7.根据权利要求1所述的基于磁性液体的压力传感器，其特征在于，所述容器的上端宽度小于所述容器的下端宽度。
8.根据权利要求1所述的基于磁性液体的压力传感器，其特征在于，所述容器为长方体容器。
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