CN201311315Y - 非接触式电容感应液位传感器 - Google Patents

Abstract

一种非接触式电容感应液位传感器，包括绝缘外壳、电容感应金属件以及液位检测电路，所述绝缘外壳竖向布置，所述电容感应金属件竖向布置在外壳内，所述液位检测电路安装在外壳内，所述液位检测电路包括：用于与所述电容感应金属件连接的模拟输入端口；用于检测模拟输入端口的电容值，并根据预设的电容值与液位的对应关系得到当前液位值的液位测量模块，所述电容感应金属件连接所述模拟输入端口。本实用新型提供一种即便在恶劣环境下也能够长期有效使用的非接触式电容感应液位传感器。

Description

非接触式电容感应液位传感器

(一)技术领域

本实用新型属于一种液位传感器。

(二)背景技术

传统的电容式水位传感器有电极裸露在水中，水作为介质改变电极间的电容，从而检测水位的变化；传统的水阻型水位传感器，有多个电极，但水没过电极的时候，电极之间有微弱的电流流过，由此检测水位的变化；上述两种传感器如果应用在温度较高、水质较差的水中，更加容易结垢覆盖电极而导致检测失效。例如太阳能热水器中的水位传感器常常由于上述原因导致使用寿命不长，而且在夏天雷雨季节，常常易遭雷击破坏整个电路，阻碍了太阳能热水器这一节能产品的推广和太阳能热水器水温水位仪表的产业发展。

磁性浮子和干簧管型的水位传感器也会因为浮子上结满水垢而卡死，导致水位检测失灵。

传统的汽油油位传感器，通过浮球、曲柄杠杆、划杆把油位的位置变化变成电阻阵列的电阻变化，给出油位信号，因为长期处于运动状态，机械的往复运动也容易出现故障。

(三)发明内容

为了克服已有液位传感器的在温度较高、酸碱等腐蚀性的恶劣环境下使用寿命不长的不足，本实用新型提供一种即便在恶劣环境下也能够长期有效使用的非接触式电容感应液位传感器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种非接触式电容感应液位传感器，所述液位传感器包括绝缘外壳、电容感应金属件、液位检测电路，所述绝缘外壳竖向布置，所述电容感应金属件竖向布置在外壳内，所述液位检测电路安装在外壳内，所述液位检测电路包括：用于与所述电容感应金属件连接的模拟输入端口；用于检测模拟输入端口的电容值，并根据预设的电容值与液位的对应关系得到当前液位值的液位测量模块，所述电容感应金属件连接所述模拟输入端口。

所述电容感应金属件为覆铜，不少于两个的覆铜从上到下或从下至上依次布置在外壳内。

所述电容感应金属件为金属探测条。

所述电容感应金属件为感应弹簧。

所述液位测量模块连接外部信号接口，所述外部信号接口连接液位显示装置。

本实用新型的技术构思为：电容感应金属件与公共地之间存在一个固有的寄生电容Cp，当液体(或其它小颗粒状物料)覆盖传感器外壳时，液体(或其它小颗粒状物料)和电容感应金属件之间又产生新的电容，这些电容相当于并联到原来的寄生电容Cp之上，当我们把电容感应金属件连接到液位检测电路芯片的模拟输入端口上，液位检测电路芯片内的程序就可以通过测量电容的变化来判断液位的存在和变化。

本实用新型的有益效果主要表现在：1、在温度较高、水质较差的情况下能够长期有效使用，延长了使用寿命；2、非接触式特征可以用于各种酸碱、易燃、高危液体的液位检测；3、与液体绝缘，不怕雷击，也不会发生微弱的电解反应；4、静态检测，没有机械运动，不会折断内部的信号线，减少故障概率；5、结合温度传感器还可以通过检测电路把液体温度信号通过外部接口输出。

(四)附图说明

图1是实施例1的非接触式电容感应液位传感器的示意图。

图2是实施例2的非接触式电容感应液位传感器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

实施例1：

参照图1，一种非接触式电容感应液位传感器，包括绝缘外壳1、电容感应金属件2、液位检测电路3以及外部信号接口4，所述绝缘外壳竖向布置，所述电容感应金属件竖向布置在外壳内，所述液位检测电路安装在外壳内，所述液位检测电路包括：用于与所述电容感应金属件连接的模拟输入端口；用于检测模拟输入端口的电容值，并根据预设的电容值与液位的对应关系得到当前液位值的液位测量模块，所述电容感应金属件连接所述模拟输入端口。

所述电容感应金属件为覆铜2，不少于两个的覆铜2从上到下或从下至上依次布置在外壳内。所述液位测量模块连接外部信号接口4，所述外部信号接口4连接液位显示装置。绝缘外壳内设有温度传感器5，温度检测电路检测温度传感器的值通过外部接口传递温度信号。

单个覆铜和公共地之间(或者两块相邻的覆铜2之间)存在一个固有的寄生电容Cp，当液体淹没或物体靠近时，又产生新的电容，这些电容相当于并联到原来的Cp之上，液位检测电路芯片内的程序通过检测连到的相应端口上覆铜(或者电容感应金属片)的电容变化，就可以通过测量电容的变化来判断液位的存在和变化；所述覆铜2从上至下依次竖向布置在外壳1内，分别表示五个液位状态：满、高、中、低、缺水，即电容值与液位的对应关系为档位关系。

使用时，将绝缘外壳伸入待测液体中，液体淹没绝缘外壳，与绝缘外壳内的覆铜之间形成新的电容，如淹没两个覆铜，电容增加两个单位量；如淹没四个覆铜，电容增加四个单位量，所述电容变化信号传递到液位检测电路的模拟输入端口中，液位检测电路芯片内的程序根据覆铜对应的电容变化，即确定当前的液位值，即属于哪种液位状态；并通过外部信号接口传递液位信号。

本实施例可应用于太阳能热水器的水位检测中，各个探测点由上至下，可以分别检测：满、高、中、低、缺水的状态。

实施例2：

参照图2，本实施例的电容感应金属件为金属探测条22。

液体淹没绝缘外壳，金属探测条所淹没覆盖面积的不同会导致电容的变化，通过液位检测电路3检测电容的变化值来线性地反映液位的高低和量程比例，即电容值与液位的对应关系为线性关系。

本实施例的使用过程与实施例1相同。

本实施例应用于在油箱中，把油位信号通过外部接口线性连续地传递给汽车控制系统。

本实施例也可应用于在漕罐中，把液位信号通过外部信号接口线性连续地传递给外部的显示系统。

实施例三：

本实施例的电容感应金属件为感应弹簧。

液体淹没绝缘外壳，导致绝缘外壳内感应弹簧的电容变化，通过液位检测电路3检测电容的变化值来地反映所检测点液位的状况或量程比例。

弹簧的使用使得电容感应金属件与绝缘外壳内壁保持紧密接触，提高液位检测的灵敏度，特别适合直径较大的绝缘外壳。

本实施例的使用过程与实施例1相同。

实施例四：

本实施例的电容感应金属件为簧片，使得与绝缘外壳内壁保持更紧密的接触，提高液位检测的灵敏度，特别适合直径较大的绝缘外壳。

本实施例的使用过程与实施例1相同。

Claims (5)

1、一种非接触式电容感应液位传感器，其特征在于：所述液位传感器包括绝缘外壳、电容感应金属件、液位检测电路，所述绝缘外壳竖向布置，所述电容感应金属件竖向布置在外壳内，所述液位检测电路安装在外壳内，所述液位检测电路包括：用于与所述电容感应金属件连接的模拟输入端口；用于检测模拟输入端口的电容值，并根据预设的电容值与液位的对应关系得到当前液位值的液位测量模块，所述电容感应金属件连接所述模拟输入端口。

2、如权利要求1所述的非接触式电容感应液位传感器，其特征在于：所述电容感应金属件为覆铜，不少于两个的覆铜从上到下或从下至上依次布置在外壳内。

3、如权利要求1所述的非接触式电容感应液位传感器，其特征在于：所述电容感应金属件为金属探测条。

4、如权利要求1所述的非接触式电容感应液位传感器，其特征在于：所述电容感应金属件为感应弹簧。

5、如权利要求1-4之一所述的非接触式电容感应液位传感器，其特征在于：所述液位测量模块连接外部信号接口，所述外部信号接口连接液位显示装置。

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