CN201145601Y - 一种非接触式水位传感器 - Google Patents

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徐大刚
陈方汀
张蕾
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Abstract

本实用新型涉及的非接触式水位传感器属于测量技术领域，由n个并联联接的可浮于水面的测量探头(7)组成，测量探头(7)为密封在空心容器内的方向开关(4)，利用测量探头(7)浮起时方向开关(4)的开关状态改变来检查、指示水位，方向开关(4)为非液体开关。传感器工作过程中方向开关不直接与水接触，不会由于电极表面产生的水垢问题影响信号传递。该水位传感器维护成本低，安全可靠，使用寿命长。可适用于太阳能热水器等水箱的水位监视。

Description

一种非接触式水位传感器
一、技术领域
本发明属于测量技术领域，涉及液位测量技术，特别涉及热水器水位测量技术。
二、背景技术
液位控制在现代生活中无处不在，液位测量技术也有多种多样，随着热水器进入百姓家庭，水位传感器的需求量日益增加。
现在国内太阳能热水器生产商采用的水位传感器均为接触式传感器，即将水作为导电介质以电极作为水位测量探头。在测量探头接触或浸泡在水中时，电路导通，指示灯亮起或启动控制电路。该类传感器由于所用电极材料直接与水接触，特别是在水温接近100℃时，水垢会沉积在测量电极材料表面，从而降低电极的导电能力，造成非预期的电路开路，导致水位传感器不能正常工作，水位指示异常，由此造成太阳能热水器故障或损坏既增加了最终用户的使用维护成本又跑水浪费了大量的水资源。
水位传感器通常采用的一种结构形式如附图1所示，用软线2将用良导体材料制作的电极1并联联接，用绝缘材料3封装软线，使用时根据不同的液位浸泡电极的情况，指示器给出液为指示。现在常用的水位传感器的另一种形式结构如附图2所示，以导电橡胶作电极1，以普通橡胶作绝缘材料，其它连接方式同附图1给出的方案。该类水位传感器在使用过程中电极反复浸泡在水中和裸露在空气中，使用过程中电极表面容易被水垢覆盖，造成传感器工作不正常影响使用寿命，同时浸泡在水中的橡胶由于老化会发生龟裂和电极分离，使得电极工作失常。
中国专利ZL 98213305.7介绍了一种方向性开关式液位传感器，采用一种浮体内装水银开关作为检测液位的传感器(探头)，利用水银开关浮起时的开关状态发生改变来检查液位。对于水银开关，一旦封装材料破损则存在污染和泄露的危险，由此其应用受到极大限制。
三、发明内容
本发明旨在针对现有热水器水位传感器存在的使用寿命不足的问题，提供一种实用的水位传感器。
本发明是这样实现的，由n个并联联接的可浮于水面的测量探头7组成，测量探头7为密封在空心容器内的方向开关4。采用密封在空心容器内的方向开关4作为水位传感器的测量探头7，测量探头7可浮于水面(即整体密度小于1)，测量探头7与固定点的距离以实现测量探头7可以浮起，并倾倒为近于水平状态为宜，将水位传感器的测量探头7分别与水位指示系统10的电源5和指示灯6连接形成回路。水位传感器的测量探头7通过联线2悬挂于液面8的上方，在通电状态下电路呈开路状态，指示灯不亮(如附图3所示)；液面上升时，测量探头7由于浮力作用倾倒、近于水平状态时方向开关4接通，电路导通，指示灯亮起(如附图4所示)，从而实现对液面位置的指示。
本发明涉及的非接触式水位传感器，所用方向开关为非液体开关，可以是振动开关，倾斜开关中的一种。
本发明涉及的非接触式水位传感器，所用的测量探头7的封装形式可以是任何一种能使方向开关7与水隔绝，整体密度小于1的封装形式，封装方式可以是采用玻璃、橡胶、塑料等材料实现使测量探头7浮于水面的任何一种。
本发明涉及的非接触式水位传感器，所用测量探头7与固定点的距离依连线的软硬而有所变化，以实现测量探头7可以浮起，并倾倒为近于水平状态为宜，一般为2-5厘米。
本发明涉及的水位传感器为点测量装置，可以并联设置多个测量点，从而实现对液位的多点监视，在满足绝缘封装要求的条件下，测量点可以无数多，一般设置3～7个测量点，优选3～5个测量点。附图5给出了一种五测量点的非接触式水位传感器结构示意图，五个测量探头7-1、7-2、7-3、7-4、7-5分别与水位指示系统10和五个指示灯6串联连接后，与电源5并联连接形成回路。
本发明涉及的水位传感器工作过程中它的方向开关不直接与水接触，不会由于电极表面产生的水垢问题影响信号传递。同时，不会由于导电材料泄露引起污染。该水位传感器具有维护成本低，可靠性高，使用寿命长的特点。
四、附图说明
附图1现有水位传感器的一种结构形式
附图2现有水位传感器的另一种结构形式
附图3本发明涉及的测量探头开路状态工作原理示意图
附图4本发明涉及的测量探头导通状态工作原理示意图
附图5本发明涉及的一种五测量点水位传感器结构示意图
附图6本发明涉及的一种三测量点水位传感器工作原理示意图。
附图7本发明涉及的测量探头的一种连接结构示意图
附图8本发明涉及的测量探头的另一种连接结构示意图
其中：1-电极；2-软线；3-绝缘封装材料；4-方向开关；5-电源；6-指示灯；7-测量探头；8-液面；9-聚丙烯管；10-水位指示系统；11-带有螺纹的盖子；12-导线联结零件；13-密封垫
五、具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型提出的技术方案进行进一步说明，但不作为对使用新型提出的技术方案的限制。
实施例一
下面给出一种本实用新型涉及的两三测量点非接触式传感器的具体实施方式，工作原理如附图6所示，a表示无水状态；b表示低水位状态；c表示中水位状态；d表示高水位或水满状态。将SW-300滚珠开关密封在ф8×25mm的聚丙烯容器中作为测量探头7，采用具有足够长度的硅橡胶软线作为信号连线2，使用三个测量探头7，将三个测量探头的信号连线2分别穿过带有固定间距孔的ф4×30mm的聚丙稀管9中，通过测量探头7与聚丙稀管9的联线约束三个测量探头的位置，测量探头与聚丙稀管9之间的距离为2厘米。
附图7是测量探头7与连接线和聚丙稀管的连接结构示意图。测量探头7通过带有螺纹的盖子11将导线联结零件12与测量探头7固定到一起；同时用另一个带有螺纹的盖子11将导线联结零件12的另一端与聚丙稀管9联接，导线联结零件12的长度为3厘米。
使用时，根据测量探头的位置按常规方式与SL-1型水位水温显示器相连，向水箱中注水时，随水位变化测量探头会逐个被浮起，并倾倒为近于水平状态，水位指示灯亮起指示水位。
实施例二
一种水位传感器工作原理和使用方法同实施例一，测量探头7与聚丙稀管9的连接结构图示意于附图8。测量探头7通过带有螺纹的瓶盖11和密封垫13将耐温防水引线从浮子内引出，带有螺纹的瓶盖11和密封垫13同时起到密封作用。将耐温防水引线插入聚丙稀管9内并固定位置，实现测量探头的位置与约束。

Claims (7)

1.一种非接触式水位传感器，由n个并联联接的可浮于水面的测量探头(7)组成，其特征在于：测量探头(7)为密封在空心容器内的方向开关(4)。
2.权利要求1所述的非接触式水位传感器，测量探头(7)与固定点的距离为2-5厘米。
3.权利要求1所述的非接触式水位传感器，所述方向开关(4)为非液体开关。
4.权利要求1所述的非接触式水位传感器，所述测量探头(7)的封装方式可以是采用玻璃、橡胶、塑料等材料实现使测量探头(7)浮于水面的任何一种形式。
5.权利要求1所述的非接触式水位传感器，所述n为3～7。
6.权利要求5所述的非接触式水位传感器，所述n为3～5。
7.权利要求6所述的非接触式水位传感器，所述n为3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101949725A (zh) * 2010-10-09 2011-01-19 德州赛佳新能源科技有限公司 新型液体角度位置传感器及水位测量方法
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CN108808499A (zh) * 2017-09-23 2018-11-13 汝州华超新能源科技有限公司 一种预防水浸泡的配电柜

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