CN1648619A - 双向数控式液位传感器 - Google Patents

Abstract

一种双向数控式液位传感器，由杆形活塞式结构的闭合液浮技术；和干簧管开关式；霍尔磁感开关式变阻技术所构成的一种双向数控式液位传感器。所述的双向数控式液位传感器：由杆形壳体(4)，浮筒(12)，内导管(17)组成一个闭合液浮装置；干簧管式变阻器(5)；霍尔开关式变阻器(14)组成两个不同输出参数的磁感变阻器，由永磁体(11)装置在浮筒(12)的下端(11)，随浮筒在液浮的作用下，液位升高或降低磁感变阻器所输出参数也跟着改变。弧形反射器(10)是抗液体垂直波动冲击，传感器引出接口由装饰帽(2)顶面引出接口(1)完成。本发明具有下述优点：准确测量液位双向的高度抗液体横向垂直波动冲击能力强，寿命长，垂直往复动作超过50万次不错控。

Description

双向数控式液位传感器

一种双向数控式液位传感器属于电子器件，通常用于自动控制领域。在国际专利分类表中应分为H01类。

目前，通常所使用的液位传感测量液位高度，准确度较差，尤其在摇晃波动液体及垂直波动液体作液位测量控制，更无法保证准确度。

根据最新2004年12月8日公知的双向可潜式液位传感器技术，可抗摇晃横向水流冲击和波动液体垂直冲击，可潜性强。准确控制不漏电，寿命往复动作超过50万次，却无法解决测量液位双向的高度，及配置各种控制装置进行液体、液位双向数控式程序控制。

本发明的目的在于提供一种全新理念的新式液位传感器，所述的液位传感器准确测量液位的高度，有双向测量液位的功能，不但同时分别输出2个不同参数的液位值而且配置各种自动控制装置进行各种液位双向程序控制。抗液体横向和垂直波动冲击能力强，在恶劣环境条件下不会产生错误的控制信号，寿命长往复动作，超过50万次不错控。

本发明是通过下述技术方案实现的；所述的液位传感器有一个壳体(4)，壳体(4)内正中部位垂直设置有一个方圆形导管(17)，导管(17)内是垂直中空体(21)，中空体(21)上端是封闭层，下端垂直设置有一个方圆形浮筒(12)，浮筒(12)内下两边分别设置有永磁体(11)、浮筒(12)外面上下设置有导向环。

导管、浮筒总成的工作原理如下：

导管、浮筒总成的工作原理如附图1：浮筒总成(12)垂直设置在导管(17)的中空体内，导向环(13)是设置在浮筒上下两边，主要是减少浮筒(12)垂直往复运动的阻力，永磁体随浮筒(12)液位升高或降低作媒控制磁感开关的正常工作，排气孔由(16)完成。

本发明的双向液体传感器，从附图1可看到方圆形导管(17)外面两边垂直中空体(22)、(23)中空体(22)、(23)垂直下往上分别设置有两个不同的磁感变阻器(5)、(14)，1个是干簧管式磁感变阻器(5)，另1个是霍耳式磁感变阻器(14)，中空体(22)、(23)的磁感变阻器(5)、(14)由环氧胶合材料封闭，引出口由装饰帽(2)顶面引出线(1)完成。

磁感变阻器工作原理如下：干黄管式磁感变阻器，其工作原理如附图2：D、E为磁感变阻器的引出接口，R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29是串连电阻，K1、K2、K3、K4、5K、K6、K7、K8、K9、K10为磁感变阻器的变阻开关。在图2中：R1、K1设在液位最高点，R29、K10设在液位最低点，当液位在最低位浮筒跟着降落到最低点，K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9处于关闭状态，而K10被浮筒内的永磁体启动，阻抗处于最大状态，如果液位升高，浮筒随着升高，K9被永磁体启动，K10处于关闭状态，回路阻值已改变，按此工作原理，浮筒(12)磁块(11)随着液位的升高和降低往复垂直运动在导管(17)的中空体(21)内，而K1-K10分别被启动和关闭，D、E两点输出阻抗也就跟着改变。

霍耳磁感变阻器，其工作原理如附图3：A、B、C为霍耳磁感变阻器的引出接口，H1、H2、H3、H4、H5是集成霍耳开关器，图中H1、H2、H3、H4、H5的第1脚是电源正极输入，B为电源“+”极公共点，2脚是开关输出。

电阻器R1、R3、R5、R7、R9，分别一端接霍耳开关H1、H2、H3、H4、H5的第2脚，另一端分别接二极管D1、D2、D3、D4、D5的“+”极，D1、D2、D3、D4、D5的“-”极为输出公共点，由C点引出，而电阻R2、R4、R6、R8、R10为分压电阻，一端接D1、D2、D3、D4、D5“+”极，另一端分别接霍耳开关3脚回路到A点，D1、D2、D3、D4、D5各组所输出电位的高低分别取决于电阻器R1、R3、R5、R7、R9阻值的大小。在图3中：H1设在液位最高点，H5设在液位最低点，当液位在最低位浮筒跟着降落到最低点，H1、H2、H3、H4处于关闭状态，而H5被浮筒内的永磁体启动，如果液位升高，浮筒随着升高，H4被永磁体启动，H5处于关闭状态，回路阻值已改变。按此工作原理，浮筒(12)、磁块(11)随着液位的升高和降低往复垂直运动在导管(17)的中空体内(21)，而H1、H2、H3、H4、H5分别被启动和关闭，C点输出电阻及电位也就跟着改变。

本发明所述的双向数控式液位传感器从图1可详细看到壳体(4)的下端螺纹(7)连按一只底座总成(8)，底座总成(8)正上方设置一个弧形反射器(10)，弧形反射器(10)正下方开有进液口(9)，弧形反射器(10)由底座总成(8)螺纹(7)锁紧。

弧形反射器的工作原理：在正常液位没有垂直波动冲击的情况下，液体由进液口(9)绕过弧形反射器进入上进液口(20)到达浮筒底面推动浮筒作往复活动。当液体产生垂直波动冲击，液体从下进液口(9)垂直向弧形反射器(10)冲击，反射器(10)聚焦反射回进液口(9)，这样自动平衡波动液体的垂直冲击。

从图1更加详细地看到，本双向数控式液位传感器壳体(4)外面垂直两边上往下设置有2行孔口(16)，是保证浮筒(12)在导管中空体内(21)作往复运动所产生气压的排放，壳体(4)上端螺纹(18)连接方式与装饰帽(2)连接，装饰帽(2)外下端设置有固定螺纹(3)作传感器的固定器，而装饰帽(2)正上面开有引线口(1)供使用者连接入电路控制装置。

下面叙述本发明各部件设计的工作原理：

1、外壳体

该双向数控式液位传感器的外壳体(4)是闭合悬浮式设计，抗水平横向液体的冲击。

2、浮筒总成

浮筒总成(12)是活塞悬浮式设计，由于提高测量液位的精确度及双向测量功能，永磁块(11)闭合设置在浮筒(12)的下端两边。

3、干簧管式磁感变阻器

磁感变阻器(5)垂直从下端往上端采用刻度式设计，每只干簧管的距离相等，干簧管有规定的阻抗参数，保证测量液位的准确度。填料(6)是由环氧胶合体凝固包住磁感变阻器。

4、霍耳式磁感变阻器

霍耳式磁感变阻器(14)垂直从下端往上端采用刻度式设计，每只霍耳开关距离相等，各只电阻有规定的阻值，由二极管作各级的反压保护，填料(15)是环氧胶合体凝固包住磁感变阻器。

5、弧形反射器

弧形反射器(10)是抗液体垂直波动冲击而设计，其的原理是根据圆弧形聚焦反射的原理平衡波动液体的垂直冲击。

6、底座总成

底座总成(8)是保证锁定反射器(10)和准确让液体冲击反射器的中心部位。

7、装饰帽

装饰帽(2)下外螺口作传感器固定器(3)和装饰保护，保证传感器引出接线口(1)牢固耐用，由螺纹(18)锁紧。

                制造材料

本双向数控式液位传感器，壳体(4)、浮筒(12)装饰帽(2)底座总成(8)、反射器(10)、导管(17)等部件是选用不锈钢等金属材料加工或所需各种塑料加热模具压注、吹塑而成。

磁感变阻器(5)、(14)采用干簧二极管、金属膜电阻、玻纤电路板、霍耳开关、二极管所组成。磁感变阻器(5)、(14)封装材料采用环氧树脂混合材料合成或加热注塑封装而成。永磁体是采用小方块或圆磁块。

双向数控式液位传感器试验结果及使用情况：

1、测量液位精确度：±5％。

2、垂直波动冲击误差：±10％。

3、作寿命测试：在额定电压24伏启动通过额定电流1毫安，6秒垂直往复速度，行程25厘米约50万次不错控。

4、把传感器垂直插进20厘米液位作水平摇晃，摇晃角度为90°约5秒往复一次，误差显示1厘米。

5、作垂直波动冲击试验，在10厘米液位作垂直向下冲击20厘米，约2秒往复速度垂直试验，最大误差1-2厘米，约±10％。

6、抗杂物卡死试验：把传感器底部进液口用封口胶薄膜封死，液体不能从底面进液口进入，垂直向下插进20厘米液位，约6秒正常测得20厘米液位。

7、用2支传感器安装在航海船上作淡水自来水供给控制显示，4个月性能良好无错误显示。

8、作双向测量试验：性能达到以上各项相对标准。

实践证明，本发明具有下述优点：可准确测量双向液位的高度，抗液体横向和垂直波动冲击能力强，误差显示少，寿命长，垂直往复动作超过50万次。

附图说明：

图1是本液位传感器的结构图；

图2、图3是本液体传感器的电路图。

Claims (10)

1、一种双向数控式液位传感器，该液位传感器有一个壳体(4)，主要特征在于：所述液体传感器壳体(4)内设置有一个方圆形导管(17)，导管(17)内是垂直中空体(21)，中空体上方是封闭面(19)，下方设置有一个方圆形浮筒(12)，浮筒(12)内下面两边分别设置有永磁体(11)，浮筒(12)外面上下设置有导向环(13)，导管(17)外面两边是垂直中空体(22)、(23)，中空体(22)、(23)垂直从下往上分别设置有两个不同的磁感变阻器(5)、(14)，1个是干簧管式磁感变阻器(5)，另一个是霍耳式磁感变阻器(14)，磁感变阻器由环氧胶合体保护，壳体(4)下端连接底座总成(8)，底座(8)正中部位开有进液口(9)，进液口(9)上方设置有一个弧形反射器(10)，反射器上面设有进液口(20)，壳体(4)外面垂直上往下相对开有两行排气孔(16)，壳体(4)上端连接装饰帽(2)，传感器引出接口由装饰帽(2)顶面引出接口(1)完成。

2、根据权利要求1所述的双向数控式液位传感器其特征在于：所述壳体(4)内正中部位垂直设置有一个方圆形导管(17)，导管内(17)是垂直中空体(21)，中空体(21)上端是封闭面(19)，下端垂直设置有一个方圆形浮筒(12)，浮筒(12)内下两边分别设置有永磁体(11)，浮筒(12)外面上下设置有导向环作浮筒的导向器。

3、根据权利要求所述的双向数控式液位传感器，其特征在于：所述方圆形导管(17)外面两边垂直中空体(22)、(23)垂直下端往上端分别设置有两个不同的磁感变阻器(5)、(14)，1个是干簧管式磁感变阻器(5)，另1个是霍耳式磁感变阻器(14)。

4、根据权利要求1所述的双向数控式液位传感器，其特征在于：有2个磁感变阻器(5)、(14)，1个是干簧管式磁感变阻器(5)是由电阻串连，干簧二极管作分阻开关回路组成；另1个是霍耳式磁感变阻器(14)，是由霍耳开关元件并连和电阻并串连、二极管作反压保护及分阻回路组成。

5、根据权利要求1所述的双向数控式液位传感器其特征在于：方圆形导管(17)外2个中空体(22)、(23)下端往上端由环氧胶合体作填料封闭或加热压注塑封而成作磁感变阻器的保护体。

6、根据权利要求1所述的双向数控式液位传感器其特征在于：壳体(4)下端连接1个底座总成(8)，总成(8)正中部位开有进液口(9)，内设置有1个弧形反射器(10)，反射(10)上面设置有进液口(20)，反射器总成(10)由底座总成(8)螺纹锁紧(7)。

7、根据权利要求1所述的双向数控式液位传感器，其特征在于：壳体(4)外面垂直上往下两边对开有孔口(16)上为排气孔口，下是高位进液孔口。

8、根据权利要求1所述的双向数控式液位传感器，其特征在于：壳体(4)上端螺纹(18)连接有装饰帽(2)，装饰帽(2)下外面设置有传感器外连接固定螺口(3)。

9、根据权利要求1所述的双向数控式液位传感器，其特征在于：装饰帽(2)上面正中部位设置有传感器引出接口(1)引线完成。

10、根据权利要求1所述的双向数控式液位传感器，其特征在于：是1个闭合悬浮式双向液位传感器。

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