CN201488834U - 液位液温测量装置 - Google Patents

液位液温测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN201488834U
CN201488834U CN 200920170403 CN200920170403U CN201488834U CN 201488834 U CN201488834 U CN 201488834U CN 200920170403 CN200920170403 CN 200920170403 CN 200920170403 U CN200920170403 U CN 200920170403U CN 201488834 U CN201488834 U CN 201488834U
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid level
measurement device
temperature measurement
pcb board
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
CN 200920170403
Other languages
English (en)
Inventor
陈艳丽
范纪青
朱旬
葛东
史晓帆
杜佐兵
王世超
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Haier Group Corp
Qingdao Haier Technology Co Ltd
Original Assignee
Haier Group Corp
Qingdao Haier Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Haier Group Corp, Qingdao Haier Technology Co Ltd filed Critical Haier Group Corp
Priority to CN 200920170403 priority Critical patent/CN201488834U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201488834U publication Critical patent/CN201488834U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

本实用新型提供一种液位液温测量装置，包括包覆有绝缘套管的长条状的测量元件和信号转换线路板，测量元件的输出端与所述信号转换线路板的输入端联接，测量元件由安装有电极和温度传感器的PCB板构成，所述电极和温度传感器通过PCB板上的布线与信号转换线路板电连接。所述液位液温测量装置能够避免由于导线的长度较长而对信号传输的精确度和稳定性造成影响，并能够避免由于导线数量较多而不便于安装和维修。

Description

液位液温测量装置
技术领域
本实用新型涉及一种液位液温测量装置，特别是一种用于对储水式家电的水箱中的水位和水温进行检测的电容式液位液温测量装置。
背景技术
在储水式家电产品，例如太阳能热水器等中，需要对水箱中的水温和水位进行检测从而进行控制。用于水位和水温检测的液位液温测量装置的精度、可靠性和使用寿命是影响其质量的关键问题。
现有的电容式液位计是采用测量电容的变化来测量液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上气体的介电常数ε2不同，比如：ε1＞ε2，当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之，当液位下降时，总的介电常数值减小，电容量也减小。所以，可通过两电极间的电容量的变化来测量液位的高低。电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的值恒定才能保证液位测量准确。因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位测量。
将金属电极的输出信号经由信号变换器转换为标准信号后，即可将输出结果传送至主机以进一步处理。
在实用新型专利02221008.3中公开了上述类型的液位液温变送器。所述液位液温变送器包括由绝缘软管隔离的多级管状电极串接成的测试棒、设置于测试棒一端的转接盒、以及位于所述转接盒内的变送部件和接线端子。其中，测试棒上的电极为激励电极，容器内胆构成阴电极。另外，在测试棒上还安装有测温元件，这样可以对水位和水温同时进行测量。
在上述类型的液位液温变送器中，电极和测温元件都是经导线与变送元件相连。使用导线对测试信号进行传输，当导线较长时，可能会产生噪音并容易受到外界环境的干扰，导致影响传输的精确度不高，稳定性较差。另外，当为了提高测量的精度而设置数量较多的电极时，由于每个电极上都会引出导线，因此会导致导线的数量较多，不便于安装和维修。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种液位液温测量装置，其能够避免由于导线的长度较长而对信号传输的精确度和稳定性造成影响，并能够避免由于导线数量较多而不便于安装和维修。
一种液位液温测量装置，包括包覆有绝缘套管的长条状的测量元件和信号转换线路板，测量元件的输出端与所述信号转换线路板的输入端联接，测量元件由安装有电极和温度传感器的PCB板构成，所述电极和温度传感器通过PCB板上的布线与信号转换线路板电连接。
以在PCB板上布线代替普通的导线，可以减小噪音，提高信号传输的精确度，使传输信号不易受外界环境的干扰，提高传输的稳定性。另外，将传输电路集成在PCB板上，使得测量装置的整体结构更加紧凑，易于安装和维修。
铜箔制成的电极沿PCB板的纵向相间设置于其上。
通过在PCB板的不同纵向位置上设置电极，使得液位液温测量装置具有多个测量档位，也就是说，可以测量出多个不同高度上的水位。电极数量越多，则能够测定的档位越多，测量精度也就越高。
NTC电阻制成的温度传感器安装在PCB板长度的二分之一处。
根据水的温度梯度特性，在PCB板的中部设置温度传感器，测得的温度基本为平均水温，可以从整体上反应水箱内的水温情况。当然也可以在不同的高度上设置多个温度传感器，以达到更高的测量精度。然而，在普通的生活用水中，采用在PCB板长度的二分之一处安装温度传感器已经能够满足用户的要求。
还包括用于连接所述测量元件和由信号转换线路板和变送器壳体构成的变送器的密封连接组件，所述密封连接组件包括密封圈、连接套管和活套螺母。另外，所述变送器壳体内灌注有绝缘胶。
通过密封连接组件和灌胶对测量元件和信号转换线路板进行密封，可以使其与水隔绝，免受水质和外界影响，大大地提高液位液温测量装置的使用寿命。
附图说明
下面参照附图对本实用新型进行详细说明。
图1为本实用新型的液位液温测量装置的分解立体图；
图2为本实用新型的液位液温测量装置的立体图；
图3为本实用新型的液位液温测量装置的检测原理示意图；
图4为本实用新型的变送器13的信号转换电路板3的电路结构方框图。
具体实施方式
如图1所示为本实用新型的液位液温测量装置的分解图，包括包覆有绝缘套管2的测量元件、变送器13和使所述测量元件和变送器13相连的密封连接组件14。
绝缘套管2是由耐高温、耐腐蚀的橡胶材料制成；测量元件由安装有电极和温度传感器(未示出)的长条状PCB(Printed Circuit Board印刷电路板)板1构成，所述电极例如由铜箔制成，所述温度传感器例如为NTC(Negative Temperature Coefficient负温度系数)电阻，铜箔电极和NTC电阻的输出引线均在PCB板上进行走线；变送器13由信号转换线路板3和变送器壳体构成，组成所述变送器壳体的两个相互连接或卡合的外壳4、5通过螺钉对容纳于其中的信号转换线路板3进行固定；密封连接组件包括密封圈7、连接套管9和活套螺母8。
PCB板1的一端从绝缘套管2中伸出，穿过金属制的连接套管9延伸至变送器13输入端的外壳内，与信号转换线路板3通过插针焊接。在变送器的上外壳4的四角上设有螺钉孔10，在信号转换线路板3和下外壳5的相应位置上设有螺钉柱11，从而可以使用螺钉将信号转换线路板固定在上下外壳中。
在变送器13外壳的输入端的侧面上，由上下外壳4、5共同形成与连接套管9相配合的套管15。在连接套管9和套管15的相应位置上也形成有螺钉孔23，从而通过连接套管9对PCB板1和变送器之间的连接进行加固，避免连接PCB板的输出端与信号转换线路板3输入端的焊点发生松动，保证有效连接，并对PCB板上的印刷电路起到保护作用。
另外，在变送器13外壳的输出端的侧面上，在上下外壳4、5连接处设有导孔12。用于输出信号的导线6被焊接或插接在信号转换线路板3上，导线6可以绕过螺钉柱11固定，随后从导孔12穿出，与远距离的控制主板连接。所述导孔的直径可以设置为，当对变送器的上下外壳4、5进行装配时，能刚好将导线卡住，从而保证变送器的密封性能。
为了防止变送器13的外壳进水，或受到其它的外界作用而对PCB板的工作产生影响，可以在变送器外壳内进行灌胶防水处理。
如图2所示为装配好的液位液温测量装置的立体图。当完成装配后，需要将液位液温测量装置固定安装在水箱等容器中。在水箱等容器中安装液位液温测量装置的位置上形成有外螺纹连接件(未示出)，该连接件的外螺纹与图1中所示的活套螺母8的内螺纹相配合。这样，可以通过将活套螺母8拧在水箱等容器的螺纹连接件上，而将液位液温测量装置整体固定。
上述PCB板1的长短可以根据待测容器，即水箱的尺寸进行选择，而其上设置的电极数量也可以随所需的测量精度而定，也就是说，需要几档水位，布置几个电极即可，例如，若需用一档水位，布置一个电极即可。当然，电极数量越多，则能够测定的档位越多，测量精度也就越高。该多个电极可以以一定的间距沿PCB板1的纵向设置于其上。由于热水上升、冷水下沉的原理，在水箱中存在温度梯度，因此在需要较高的测量精度时，可以设置多个温度传感器来检测不同高度上的水温。然而，温度传感器数量的增多会造成制造成本的增加，并且由于线路的增加而使得PCB板的面积和体积加大。在一般的应用中，可选择在PCB板长度的二分之一处设置一个作为温度传感器的NTC电阻，这样NTC电阻测出的温度大致为水箱内的平均温度，可以满足日常使用的要求。在本示例中选择设置一个NTC电阻。
下面参照图3对本实用新型的液位液温测量装置的检测原理进行说明。由于测量元件，即PCB板1在水箱17中竖直地安装并在水箱的整个高度上延伸，因此PCB板1上的多个电极18依次分布在水箱17中的不同高度上，而作为温度传感器的NTC电阻19大致位于PCB板以及水箱17的中部。作为电容式液位液温测量装置中另一极的水箱壁接地，也就是说，“大地”构成电容器的另一极。
随着水箱17中的水量增加，水箱17中的水位上升。当水位没有达到PCB板上的电极时，电极通过空气介质与“大地”之间的电容量保持不变。当水位上升至电极时，由于空气和水的介电常数相差很大，电极通过水介质与“大地”之间的电容量发生改变。反之，当水位下降时情况亦然。不同的电容量对应着不同的水位高度，因此可以根据测得的电容值得出对应的水位高度值。
由PCB板上的电极和NTC电阻感测到的水位和水温信号需要通过变送器转换为标准的信号。如图4所示为变送器13的信号转换电路板3的电路结构方框图。信号转换电路板3包括电容传感模块20、温度传感模块21和单片机22。各个电极与电容传感模块20相连，电容传感模块可以检测到电容量的变化，并将电容信号传送给单片机22。类似地，作为温度传感器的NTC电阻与温度传感模块21相连，温度传感模块21将温度信号传送给单片机22。单片机22将接收到的电容信号和温度信号转换成标准的数字信号，单片机根据转换为数字信号的电容信号，根据预设的程序进行计算得出相应的水位值，然后由导线6输出给外置的控制主板(未示出)，控制主板根据相应的水位值和温度值输出控制信号以对储水式家电、例如热水器的工作状态进行调节。其中，导线6中还包括由控制主板提供的低压电源VCC输入，作为单片机22和整个变送器13的工作电源，使得整个装置的结构更加紧凑，安装更加简便。

Claims (7)

1.一种液位液温测量装置，包括包覆有绝缘套管(2)的长条状的测量元件和信号转换线路板(3)，测量元件的输出端与所述信号转换线路板(3)的输入端联接，其特征在于，测量元件由安装有电极(18)和温度传感器(19)的PCB板(1)构成，所述电极(18)和温度传感器(19)通过PCB板(1)上的布线与信号转换线路板(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的液位液温测量装置，其特征在于，电极(18)沿PCB板(1)的纵向相间设置于其上。
3.根据权利要求2所述的液位液温测量装置，其特征在于，所述电极(18)为铜箔。
4.根据权利要求1所述的液位液温测量装置，其特征在于，温度传感器(19)安装在PCB板(1)长度的二分之一处。
5.根据权利要求1所述的液位液温测量装置，其特征在于，所述温度传感器(19)为NTC电阻。
6.根据权利要求1所述的液位液温测量装置，其特征在于，还包括用于连接所述测量元件和由信号转换线路板(3)和变送器壳体构成的变送器(13)的密封连接组件，所述密封连接组件包括密封圈(7)、连接套管(9)和活套螺母(8)。
7.根据权利要求6所述的液位液温测量装置，其特征在于，所述变送器壳体内灌注有绝缘胶。
CN 200920170403 2008-11-25 2009-08-04 液位液温测量装置 Expired - Lifetime CN201488834U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200920170403 CN201488834U (zh) 2008-11-25 2009-08-04 液位液温测量装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200820176546.2 2008-11-25
CN 200920170403 CN201488834U (zh) 2008-11-25 2009-08-04 液位液温测量装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201488834U true CN201488834U (zh) 2010-05-26

Family

ID=42427707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200920170403 Expired - Lifetime CN201488834U (zh) 2008-11-25 2009-08-04 液位液温测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201488834U (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102564515A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 北京中油联自动化技术开发有限公司 电子融合测量界位变送器及其测量方法
CN102564514A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 北京中油联自动化技术开发有限公司 电子融合测量液位变送器及其测量方法
CN102980630A (zh) * 2012-11-26 2013-03-20 合肥邦立电子股份有限公司 一种智能数字电容液位传感器
CN104011480A (zh) * 2011-12-22 2014-08-27 特莫瓦特股份公司 控制电阻完整性的方法和装置
CN104682069A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 海尔集团公司 一种具有安全保护模块的插头
CN108582643A (zh) * 2018-05-16 2018-09-28 深圳汉华科技股份有限公司 一种塑胶水位条制造工艺方法、塑胶水位条及其注塑模具
CN110108761A (zh) * 2018-02-01 2019-08-09 黄智渊 渔具入水检测装置及方法
CN110823314A (zh) * 2018-08-14 2020-02-21 南京沃天科技有限公司 一种采用全焊接结构的液位变送器
CN110987219A (zh) * 2019-12-05 2020-04-10 北京优航机电技术有限公司 一种温度探头及其铠装方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104011480B (zh) * 2011-12-22 2017-07-18 特莫瓦特股份公司 控制电阻完整性的方法和装置
CN104011480A (zh) * 2011-12-22 2014-08-27 特莫瓦特股份公司 控制电阻完整性的方法和装置
CN102564515A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 北京中油联自动化技术开发有限公司 电子融合测量界位变送器及其测量方法
CN102564514A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 北京中油联自动化技术开发有限公司 电子融合测量液位变送器及其测量方法
CN102564515B (zh) * 2012-02-10 2015-05-06 北京中油联自动化技术开发有限公司 电子融合测量界位变送器及其测量方法
CN102980630B (zh) * 2012-11-26 2015-12-23 合肥邦立电子股份有限公司 一种智能数字电容液位传感器
CN102980630A (zh) * 2012-11-26 2013-03-20 合肥邦立电子股份有限公司 一种智能数字电容液位传感器
CN104682069A (zh) * 2013-11-29 2015-06-03 海尔集团公司 一种具有安全保护模块的插头
CN104682069B (zh) * 2013-11-29 2018-11-30 青岛海尔洗衣机有限公司 一种具有安全保护模块的插头
CN110108761A (zh) * 2018-02-01 2019-08-09 黄智渊 渔具入水检测装置及方法
CN108582643A (zh) * 2018-05-16 2018-09-28 深圳汉华科技股份有限公司 一种塑胶水位条制造工艺方法、塑胶水位条及其注塑模具
CN110823314A (zh) * 2018-08-14 2020-02-21 南京沃天科技有限公司 一种采用全焊接结构的液位变送器
CN110987219A (zh) * 2019-12-05 2020-04-10 北京优航机电技术有限公司 一种温度探头及其铠装方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201488834U (zh) 液位液温测量装置
CN109211309B (zh) 充油设备油中溶解氢气、微水及油压综合在线监测装置
CN101672681B (zh) 水位测量装置以及水位测量、校正方法
CN207649818U (zh) 一种智能变送器
CN201731915U (zh) 液位检测装置
CN2852071Y (zh) 水位传感器
CN2921795Y (zh) 电容式液位液温传感装置
CN105318915B (zh) 一种适用于变压器状态在线监测的水分、氢含量及温度变送器
CN201096545Y (zh) 太阳能热水器温度液位传感器
CN201532227U (zh) 水位传感器
CN2699239Y (zh) 电容式水温水位传感变送器
CN205209543U (zh) 一种适用于变压器状态在线监测的水分、氢含量及温度变送器
CN201568043U (zh) 井下多功能腐蚀速率检测装置
CN206488834U (zh) 一种浮球液位传感器
CN218273668U (zh) 一种带温度和压力检测的水浸传感器
CN201060078Y (zh) 智能电容式差压变送器固定连接结构
CN216925732U (zh) 同步检测压力的磁致伸缩液位仪
CN214251304U (zh) 一种高防护多功能防爆测温装置
CN220708483U (zh) 液位油品多参数传感器
CN203116795U (zh) 电极式防爆液位计
CN202372426U (zh) 一种井下流体密度测量装置
CN104215294A (zh) 一种一体式液位变送器
CN218849363U (zh) 一种智能电子式液位开关
CN202794159U (zh) 一种水质或溶液参数测量变送器
CN218455492U (zh) 一种液位传感器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20100526