CN201765027U

CN201765027U - 电容式水位传感器

Info

Publication number: CN201765027U
Application number: CN2010202935754U
Authority: CN
Inventors: 黎继兴
Original assignee: NANFANG TAIKE SOFTWARE TECHN CO Ltd SHENZHEN
Current assignee: NANFANG TAIKE SOFTWARE TECHN CO Ltd SHENZHEN
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2020-08-16

Abstract

本实用新型公开了一种电容式水位传感器，涉及水位传感器技术领域，包括地线端子、第一电容电极板、第二电容电极板、电容电极板绝缘外壳、两个同性电极接线端子及一个异性电极接线端子；所述的两个同性电极接线端子通过导线分别与第一电容电极板及第二电容电极板电连接，所述的异性电极接线端子通过导线与地线端子电连接；第一电容电极板与地线端子组成第一电容，第二电容电极板与地线端子组成第二电容；其有益效果在于：当本水位传感器用于像太阳能热水器之类温度变化较大的盛水容器时，即使温度发生了变化，电容器的电容量发生变化时，第二电容与第一电容的比值不受其影响，确保了测量水位的精度。

Description

电容式水位传感器

技术领域

本实用新型涉及水位传感器，尤其涉及设有两个电容器通过电容量比值确定水位高度以避免温度对电容量影响的电容式水位传感器。

背景技术

水位传感器广泛应用于我们的日常生活中，例如热水器、鱼缸等一些装水容器中，目前，用得较多的水位传感器为电容式水位传感器，但是现有的电容式水位传感器在测量水位的时候受温度影响，当水温变化时，即使水位没有变化，电容也会随之变化；例如专利号97221569.7记载的一种电容式水位传感器，其主要组成部分是一个由A电极和B电极加上两者之间的介质构成的电容式探头，由于水的介电常数远大于空气，因而当浸泡探头的高度发生变化时，其电容值会发生明显变化，从而计算出所测水位高度；但是当温度发生变化的时候，例如水位传感器用在太阳能热水器的时候，水的温度也总在起较大变化，传感器的电容量也会随之有较大变化，此时，电容量的改变不一定是水位的变化，此时，传感器测出的水位将不准确。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，旨在提供一种设置有两个电容器通过电容量的比值测算水位变化以避免温度对电容量影响的高精度的电容式水位传感器。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：电容式水位传感器，包括地线端子、第一电容电极板、第二电容电极板、电容电极板绝缘外壳、三个电极接线端子及导线；电容电极板绝缘外壳为长条状壳体，地线端子设置在电容电极板绝缘外壳一端的底部；设置有地线端子一端的电容电极板绝缘外壳为电容电极板绝缘外壳底端，电容电极板绝缘外壳另一端为电容电极板绝缘上端；第一电容电极板及第二电容电极板为与电容电极板绝缘外壳对应的条状电极板，第一电容电极板较短于第二电容电极板，第一电容电极板设置于电容电极板绝缘外壳的内部靠近电容电极板绝缘外壳底端处，第二电容电极板设置于电容电极板绝缘外壳的内部上端；所述的三个电极接线端子，其中，包括两个同性电极接线端子及一个异性电极接线端子；所述的两个同性电极接线端子通过导线分别与第一电容电极板及第二电容电极板电连接，所述的异性电极接线端子通过导线与地线端子电连接；第一电容电极板与地线端子组成第一电容，第二电容电极板与地线端子组成第二电容。

本实用新型还包括一温度传感器，所述的温度传感器设置在所述电容电极板绝缘外壳底端或者所述地线端子里面；温度传感器设置有温度传感器信号输出端口。

所述的第一电容电极板及第二电容电极板为覆铜板。

本实用新型的有益效果在于：其一、本实用新型设置在室内的用水装置还设置有控制主板，控制主板上设置有MCU电路板，MCU电路板分别与三个电极接线端子电连接，MCU电路板还设有与温度传感器上设置的温度传感器信号输出端口信号连接的端口；在使用本实用新型的带自动校正的电容式水位传感器之前，先将传感器安装于盛水容器，电容电极板绝缘外壳的底端安装于盛水容器的底部，电容电极板绝缘外壳的上端安装于盛水容器上部，第一电容电极板与地线端子组成第一电容C1，第二电容电极板与地线端子组成第二电容C2；在测量之前，将第一电容电极板处于水面以下，第二电容电极板处于水面以上，盛水容器进水前，水面高度为A-A`，MCU电路板分别记录第一电容C1、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1＝H1，此时记录的是零水位0％。然后开始加水，当水位浸没第二电容电极板时，水面高度为B-B`，MCU电路板分别记录第一电容C1、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1＝H2，此时是满水位100％。盛水容器用水时，水面高度将慢慢降低，MCU电路板同样分别记录第一电容C1、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1＝H`，那么，当前的水面高度为(H`-H1)/(H2-H1)X100％。最后，将测量的结果通过水位信号输出端口传至外设的主控板显示出来，以便控制水位；如此设计的结构，当本水位传感器用于像太阳能热水器之类温度变化较大的盛水容器时，即使温度发生了变化，电容器的电容量发生变化时，第二电容与第一电容的比值不受其影响，确保了测量水位的精度；第二、本实用新型还设置有一温度传感器，在本实用新型用于像热水器之类的盛水容器时，可以通过温度传感器读出水温。

附图说明

图1为本实用新型之整体结构示意图；

图2为本实用新型之水位浸没第一电容电极板的示意图；

图3为本实用新型之水位浸没第二电容电极板的示意图；

图4为本实用新型之测量水位的示意图。

图中，地线端子一1；第一电容电极板-2；第二电容电极板-3；电容电极板绝缘外壳-4；电极接线端子-51、52、53；温度传感器-6；温度传感器信号输出端口-7；盛水容器-8。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的结构作进一步说明。

参照图1所示，本实用新型包括地线端子1、第一电容电极板2、第二电容电极板3、电容电极板绝缘外壳4、电极接线端子51、52、53及导线；第一电容电极板2及第二电容电极板3为覆铜板；电容电极板绝缘外壳4为长条状壳体，地线端子1设置在电容电极板绝缘外壳4一端的底部；设置有地线端子1一端的电容电极板绝缘外壳4为电容电极板绝缘外壳4底端，电容电极板绝缘外壳4另一端为电容电极板绝缘4上端；第一电容电极板2及第二电容电极板3为与电容电极板绝缘外壳4对应的条状电极板，第一电容电极板2较短于第二电容电极板3，第一电容电极板2设置于电容电极板绝缘外壳4的内部靠近电容电极板绝缘外壳4底端处，第二电容电极板3设置于电容电极板绝缘外壳4的内部上端并占住电容电极板绝缘外壳4上端大部分位置；三个电极接线端子51、52、53，其中，包括两个同性电极接线端子51、52及一个异性电极接线端子53；两个同性电极接线端子51、52通过导线分别与第一电容电极板2及第二电容电极板3电连接，异性电极接线端子53通过导线与地线端子1电连接，本实用新型设置在室内的用水装置还设置有控制主板，控制主板上设置有MCU电路板，MCU电路板分别与三个电极接线端子51、52、53另一端电连接；第一电容电极板2与地线端子1组成第一电容，第二电容电极板3与地线端子1组成第二电容。

本实用新型还包括温度传感器6，温度传感器6设置在所述电容电极板绝缘外壳4底端或者地线端子1里面；温度传感器6设置有温度传感器信号输出端口7，本实用新型设置在室内的用水装置上的MCU电路板还设有与温度传感器6上设置的温度传感器信号输出端口7信号连接的温度传感器信号输入端口，温度传感器信号输出端口7与MCU电路板之温度传感器信号输入端口通过导线信号连接。MCU电路板上还设置有水位信号输出端口和温度信号输出端口，水位信号输出端口和温度信号输出端口分别将MCU电路板上测得的水位和温度传输给室内用水设备的控制主板上。

在具体使用本水位传感器时，如图2所示，先将传感器安装于盛水容器8，电容电极板绝缘外壳4的底端安装于盛水容器8的底部，电容电极板绝缘外壳4的上端安装于盛水容器8上部；在测量之前，将第一电容电极板2处于水面以下，第二电容电极板3处于水面以上，此时的水面高度为A-A`，MCU电路板分别记录第一电容C1、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1＝H1，此时记录的是零水位0％。然后开始加水，当水位浸没第二电容电极板3时，参照图3所示，水面高度为B-B`，MCU电路板分别记录第一电容C1、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1＝H2，此时是满水位100％。盛水容器8用水时，参照图4所示，水面高度将慢慢降低，当水面降低到一定的时候，假设此时的水面高度为X-X`，MCU电路板同样分别记录第一电容C1、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1＝H`，那么，当前的水面高度为(H`-H1)/(H2-H1)X100％。最后，将测量的结果通过水位信号输出端口传至外设的主控板显示出来，以便控制水位；如此设计的结构，当本水位传感器用于像太阳能热水器之类温度变化较大的盛水容器8时，即使温度发生了变化，电容器的电容量发生变化时，第二电容与第一电容的比值不变，确保了测量水位的精度。

具体来说，例如将本实用新型的水位传感器应用于太阳能热水器上，太阳能热水器的储水箱的最高水位为0.5M，最低水位为0.1M，最低水位时刚好淹没第一电容电极板2，此时C2/C1＝H1，记录的是零水位0％；当水位为0.5M时刚好淹没第二电容电极板3，此时C2/C1＝H2，记录的是最高水位100％，H1＝0.2H2；当用水的时候，水面高度下降到X-X`，MCU电路板同样分别记录第一电容C1、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1＝H`，H`＝0.8H2，那么，当前的水面高度为(H`-H1)/(H2-H1)X0.5M＝0.375M。假设当此时用户停止用水，太阳能热水器内水温由原来的35度上升为45度的时候，此时的第一电容C1、第二电容C2的电容值都增加了，但是(H`-H1)/(H2-H1)X0.5M＝0.375M的结果不变。如此，即确保了电容式水位传感器可以在像热水器之类的储水箱上应用，且其测得的水位结果精度准确。

在用于像热水器之类的盛水容器8时，还可以通过温度传感器6读出水温。

根据上述说明书的揭示和指导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims

1.电容式水位传感器，其特征在于：包括地线端子、第一电容电极板、第二电容电极板、电容电极板绝缘外壳、三个电极接线端子及导线；

电容电极板绝缘外壳为长条状壳体，地线端子设置在电容电极板绝缘外壳一端的底部；设置有地线端子一端的电容电极板绝缘外壳为电容电极板绝缘外壳底端，电容电极板绝缘外壳另一端为电容电极板绝缘上端；第一电容电极板及第二电容电极板为与电容电极板绝缘外壳对应的条状电极板，第一电容电极板较短于第二电容电极板，第一电容电极板设置于电容电极板绝缘外壳的内部靠近电容电极板绝缘外壳底端处，第二电容电极板设置于电容电极板绝缘外壳的内部上端；

所述的三个电极接线端子，其中，包括两个同性电极接线端子及一个异性电极接线端子；所述的两个同性电极接线端子通过导线分别与第一电容电极板及第二电容电极板电连接，所述的异性电极接线端子通过导线与地线端子电连接；第一电容电极板与地线端子组成第一电容，第二电容电极板与地线端子组成第二电容。

2.根据权利要求1所述的带自动校正的电容式水位传感器，其特征在于：还包括一温度传感器，所述的温度传感器设置在所述电容电极板绝缘外壳底端或者所述地线端子里面；温度传感器设置有温度传感器信号输出端口。

3.根据权利要求1所述的带自动校正的电容式水位传感器，其特征在于：所述的第一电容电极板及第二电容电极板为覆铜板。