CN201225918Y - 液位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液位检测装置，它包括至少一个磁敏传感器，所述的磁敏传感器为零功耗磁敏传感器；与磁敏传感器相对位置的待测液体内竖直设有一轨道，液面上有浮球，浮球上固定有定位片，定位片的一端固定有磁铁，另一端装在轨道内。用磁双稳态合金丝制成的磁敏传感器对浮动磁铁位置的感应，将液位转换成电信号，再通过电缆线进行信号远传，用传感器对相应高度磁铁的感应来检测液位高度，无需使用电源，无机械触点，不会产生电火花，安全省电；无机械触点，可靠性高；可将检测结果传送至1000米以外，可以实现远程检测；结构简单、实用，应用范围广，既适用于易燃液体液位的远程检测，也可用于其他化工、矿山、民用等各领域液体液位的远程检测。

Description

液位检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种液位检测装置。

背景技术

常见的液位检测方法有机械法、超声波法、光电法、电阻法、磁电法等多种方法。机械检测方法虽然简单方便，但无法实现远程检测。而超声波法、光电法、电阻法和磁电法等方法，在已知的技术中，它们或是有触点的，或是需要使用电源。以磁电式液位检测器为例，其工作原理是基于磁电转换效应，即利用磁敏感元件对浮动磁场的感应来确定液位高度的。早期曾采用干簧管作为磁敏感元件，但由于它是有触点开关，可靠性差，现已逐渐被淘汰。目前普遍采用霍尔电路作为磁感应元件。为了获取不同液位的磁场信号，至少需要使用若干只霍尔电路组成网络。每只霍尔电路功耗电流约为10毫安左右，每个液位检测器功耗电流一般要达到数十毫安以上。在以电池供电的检测系统中，这是一个不小的能耗。而如果使用市电供电，那么如果用于易燃液体检测，则存在着安全隐患，一旦由于线路老化或其他原因发生电火花，就有引发爆炸的危险。事实上，目前在磁电法中使用的其他几种磁感应元件，如磁敏电阻、磁编码器等，同样存在着类似的问题。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种无需使用电源、无机械触点、可实现远程检测液位的装置。

技术方案：一种液位检测装置，它包括至少一个磁敏传感器，所述的磁敏传感器为零功耗磁敏传感器；与磁敏传感器相对位置的待测液体内竖直设有一轨道，液面上有浮球，浮球上固定有定位片，定位片的一端固定有磁铁，另一端装在轨道内。

所述的轨道、浮球、定位片、磁铁装在一个与待测液体相连通的容器内。

所述的磁敏传感器的敏感丝为磁双稳态合金丝。

所述的磁敏传感器包括敏感丝、线圈、引线、骨架、外壳、灌封件，骨架为工字形架，在骨架的中心开有一贯穿轴向的通槽，敏感丝放置在通槽内，引线注塑固定在骨架的两端，线圈缠绕在骨架中间轴的外围，线圈的两端分别通过焊盘与两个引线焊接在一起，灌封件由灌封材料灌封在线圈、骨架之间的缝隙内而成。

所述的磁敏传感器包括敏感丝、线圈、引线、骨架、外壳、软磁环、灌封件、挡板，其中作为线圈载体的骨架为绝缘材料制成的中心为通孔的圆柱体，通孔内装有敏感丝，线圈两侧的骨架上各套装有一软磁环、挡板，线圈两端分别与两引线相接，灌封件由灌封材料灌封在外壳、线圈之间的缝隙内构成，外壳包裹在骨架外面。

所述的磁敏传感器之间安装距离可根据需要调整，优选磁敏传感器之间等距离安装。

本实用新型的工作原理为：采用磁双稳态合金丝制成的磁敏传感器对浮动磁铁位置的感应，将液位转换成电信号，再通过电缆线进行信号远传，通过不同高度的磁敏传感器对相应高度磁铁的感应来检测液位高度，实现无电源无机械触点的远程液位检测。

本实用新型的磁敏传感器是基于磁电转换原理制成的传感器，可以通过磁场把机械能转换成电能，因此它工作时不需要使用电源而能将磁信号转换成电信号。利用磁敏传感器中敏感丝即磁双稳态合金丝的磁化方向瞬间翻转，在线圈中感生出电动势。敏感丝磁化方向翻转与否，仅仅与外界磁场平行于敏感丝的磁感应强度分量的阈值有关，即只要磁铁接近磁敏传感器附近，并且它所产生的磁场强度沿敏感丝方向的分量达到敏感丝磁化翻转的阈值，传感器就会输出一电信号。与磁场变化速度无关，即与磁铁的接近速度无关，因此可以检测到极低变化速度的磁场，适合于慢速变化的液位检测。另外，还可以根据磁敏传感器输出正负电信号的先后顺序，进一步确定磁铁的运动方向，即检测液位是上升或是下降。

有益效果：本实用新型的液位检测装置具有如下优点：(1)不要使用电源，节省电能；(2)无机械触点，可靠性高，不会产生电火花，是一种本质安全的检测方法；(3)可将检测结果传送至1000米以外，从而实现远程检测；(4)检测结果与液位变化速度无关，既可检测极快速变化的液位，也可检测极慢速变化的液位；(5)装置简单、实用；(6)除能检测液位外，还能根据磁敏传感器输出正负信号的方向进一步判断液位是在上升还是下降。(7)应用范围广，既适用于易燃液体液位远程检测，也适用于其他化工、矿山、民用等各领域液体液位的远程检测。

附图说明

图1为磁敏传感器工作原理示意图。

图2为液位远程检测装置示意图。

图3为图2中的A-A视图。

图4为本实用新型中磁敏传感器的第一种实施例的结构示意图。

图5为本实用新型中磁敏传感器的第二种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，虚线表示磁铁6的磁场分布，箭头表示磁场的方向。当磁铁6接近磁敏传感器1下端时，平行于敏感丝2的磁感应强度分量达到设定值B，使敏感丝2的磁化方向指向a，线圈感生出一正向电脉冲；当磁铁6上升到磁敏传感器1上端时，敏感丝2处的磁场反向，平行于敏感丝2的磁感应强度分量达到设定值-B，敏感丝2的磁化方向瞬间翻转指向b，线圈感生出一反向电脉冲。用磁双稳态合金丝制成的磁敏传感器1，在交变磁场的作用下输出一对正负电脉冲，其幅值可达到3伏以上。实验可知，利用电缆线直接将磁敏传感器1的输出信号远传至1000米以外，其信号幅值衰减不超过10％，足够供后级信号显示和监控系统使用。

如图2中和图3所示，所述的容器为圆桶，圆桶下方侧壁上设有一进水口，可通过连通管与待测液体连通。在圆桶外侧装有传感器组件，所述的传感器组件包括固定在一安装板上的五只磁敏传感器1，磁敏传感器1的引出线与一接插件连接，插接件输出端连接有电缆线，通过电缆线将感应到的信号传到后续的分析处理装置上。磁敏传感器1依次从低到高等距离排列在安装板上，最低位置和最高位置磁敏传感器1分别对应于待测液体的最低液位和最高液位。

桶体内设置有一垂直液面的轨道3，所述的轨道3为凹形槽轨道，轨道3设置在与磁敏传感器1相对的圆桶内壁上；在桶内的液面上悬浮有一个浮球4，浮球4上粘接有定位片5，定位片5一端上粘接有磁铁6，所述磁铁6为永久磁铁，定位片5另一端装在轨道3内，所述的定位片5装在轨道3内的一端与轨道3的形状相适配，例如可设置成一与轨道3尺寸相适配的凸出部分。液位变动时，有了定位片5和轨道3的定位作用，浮球4只能沿垂直轨道3上下浮动，可以避免浮球4在浮动时发生旋转，保证浮球4上的磁铁6始终朝向磁敏传感器1。也可不设置桶体而直接将轨道3、浮球4、定位片5、磁铁6竖直固定在待测液体中。

磁敏传感器1与圆筒中磁铁6的距离应根据磁铁6的磁场强度调整，确保沿磁敏传感器1的敏感丝2方向的磁感应分量大于敏感丝2磁化方向翻转的阈值。

图4所示为本实用新型的磁敏传感器的第一种实施例的结构示意图，所述的磁敏传感器1的骨架9为横截面是圆形的工字形架，在骨架9的轴向开有一贯穿中心轴体的通槽，敏感丝2放置在通槽内，引线8注塑固定在骨架9的两端上，线圈7缠绕在骨架9轴体外围，线圈7的两端分别通过焊盘与两个引线8焊接在一起，灌封件11由灌封材料灌封在线圈7、骨架9之间的缝隙内而成，外壳10、灌封件11起到保护磁敏传感器1内部各部分的作用。

图5所示为本实用新型的磁敏传感器的第二种实施例的结构示意图，所述的磁敏传感器包括敏感丝2、线圈7、引线8、骨架9、外壳10、灌封件11、软磁环12、挡板13，其中作为线圈7载体的骨架9为绝缘材料制成的中心为通孔的圆柱体，通孔内装有敏感丝2，线圈7两侧的骨架9上各套装有一软磁环12、挡板13，线圈7两端与引线8相接，灌封件11由灌封材料灌封在外壳10、线圈7之间的缝隙内构成，外壳10包裹在骨架9外面。

检测过程如下：将本实用新型的检测装置与待测液位连通，浮球4及磁铁6浮在待测液体液面上，假设液位到达某一高度时，磁铁6与某一磁敏传感器1的下端等高，此时磁敏传感器1被触发，发出一正脉冲电信号；液位继续上升，当磁铁6与该磁敏传感器1的上端等高，此时磁敏传感器1发出一负脉冲电信号。当液位继续升高时，磁铁6与位置较高的上方磁敏传感器1的下端等高，则该上方磁敏传感器1被触发，发出一正脉冲电信号；液位继续上升时，磁铁6与上方磁敏传感器1的上端等高，此时磁敏传感器1发出一负脉冲电信号。依此类推，对不同磁敏传感器1发出的电信号进行处理，就可以实现远程智能检测液位的目的。反之，当液位下降时，磁铁6先在上端触发某一磁敏传感器1，发出一负脉冲电信号，下降到某一磁敏传感器1下端时，发出一正脉冲信号。对每一磁敏传感器1发出的正负电信号发出的先后顺序进行分析，还可以进一步判断液位是上升或是下降。

本实用新型提供了一种液位检测装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1、一种液位检测装置，其特征在于：它包括至少一个磁敏传感器(1)，所述的磁敏传感器(1)为零功耗磁敏传感器；与磁敏传感器(1)相对位置的待测液体内竖直设有一轨道(3)，液面上有浮球(4)，浮球(4)上固定有定位片(5)，定位片(5)的一端固定有磁铁(6)，另一端装在轨道(3)内。

2、根据权利要求1所述的液位检测装置，其特征在于：所述的轨道(3)、浮球(4)、定位片(5)、磁铁(6)装在一个与待测液体相连通的容器内。

3、根据权利要求1或2所述的液位检测装置，其特征在于：所述的磁敏传感器(1)的敏感丝(2)为磁双稳态合金丝。

4、根据权利要求1或2所述的液位检测装置，其特征在于：所述的磁敏传感器(1)包括敏感丝(2)、线圈(7)、引线(8)、骨架(9)、外壳(10)、灌封件(11)，骨架(9)为工字形架，在骨架(9)的中心开有一贯穿轴向的通槽，敏感丝(2)放置在通槽内，引线(8)固定在骨架(9)的两端，线圈(7)缠绕在骨架(9)中间轴的外围，线圈(7)的两端分别通过焊盘与两个引线(8)焊接在一起，灌封件(11)由灌封材料灌封在线圈(7)、骨架(9)之间的缝隙内而成。

5、根据权利要求1或2所述的液位检测装置，其特征在于：所述的磁敏传感器(1)包括敏感丝(2)、线圈(7)、引线(8)、骨架(9)、外壳(10)、灌封件(11)、软磁环(12)、挡板(13)，其中作为线圈(7)载体的骨架(9)为绝缘材料制成的中心为通孔的圆柱体，通孔内装有敏感丝(2)，线圈(7)两侧的骨架(9)上各套装有一软磁环(12)、挡板(13)，线圈(7)两端分别与两引线(8)相接，灌封件(11)由灌封材料灌封在外壳(10)、线圈(7)之间的缝隙内构成，外壳(10)包裹在骨架(9)外面。

6、根据权利要求1或2所述的液位检测装置，其特征在于：所述的传感器(1)之间等距离安装。

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