CN205120198U - 一种液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种液位传感器，包括第一液位探针（11）、第二液位探针（12）、第三液位探针（13）、传感器下座（14）和传感器上座（15），三个液位探针分别为短探针、中探针和长探针；传感器下座（14）包括探针安装体（141）和电路板安装体（142），探针安装体（141）位于传感器下座（14）下端，三个液位探针塑装于探针安装体（141）内，电路板安装体（142）位于传感器下座（14）上端、为一上端开口圆柱状中空结构，与其上的传感器上座（15）连接形成中间有空隙的封闭空间，空间内封装电路板。本实用新型公开的液位传感器用于测量喷墨打印机副墨盒中的墨水液位，结构简单、测量准确、能够避免由于墨水粘稠而影响测量结果。

Description

一种液位传感器

技术领域

本实用新型涉及一种液位传感器，尤其涉及一种使用浮压电路原理应用于喷墨打印领域的墨水液位检测传感器。

背景技术

喷墨打印机设置有各种颜色的主墨盒，主墨盒通过墨路管道将墨水供给至副墨盒，副墨盒再将墨水供给至喷头用于图文的打印，为确保墨水的可靠供给，在副墨盒的墨腔内设有液位传感器，通过液位传感器检测副墨盒中墨水液位的高度从而控制向副墨盒的供墨和停止，保证墨水处于缺墨位以上、溢墨位以下的安全工作液位。

目前现有技术中，液位传感器主要分两类：一类是用滑动电位器为基本检测元件，它是由浮子带动电位器，再用欧姆表检测其阻值，从而达到显示液位的目的，长期使用当污垢覆盖电位器后，其阻值会发生变化，造成误差太大，甚至不能使用，此种液位传感器成为寿命很短的易损件。另一类是用电感线圈为基本检测元件，它是用浮子带动电感线圈，改变震荡电路的震荡频率，再通过频率计检测其频率来测定液位，但其结构复杂、调试麻烦、成本高价格贵而不能广泛使用。那么选择利用干簧管寿命长、动作安全可靠、无火花等特性制造处液位传感器，是比较有效的一种改进。

在专利CN200810223059中公开了一种使用干簧管的副墨盒用液位传感器，如图1所示，该液位传感器使由一个浮子7和浮子杆6组成，浮子7可滑动套装在浮子杆6上，浮子杆6上的卡环61和62位置处各设置一个干簧管，工作过程中，浮子7随墨腔中墨水液位变化而上下浮动，当墨腔中缺墨时，浮子7下滑到卡环61的位置，该位置处的干簧管闭合，电路接通，供墨系统向副墨盒供墨，当墨水注入后，浮子7也随之上升浮起远离卡环61的位置，此处干簧管断开，电路随之断开，供墨系统停止向副墨盒供墨。如果供墨系统出现故障，在浮子7离开卡环61位置后，还继续向副墨盒供给墨水，浮子7继续上升至卡环62的位置，触发该位置安装的干簧管，令电路断开，供墨系统停止向副墨盒供墨，从而保证副墨盒中的液位保持在缺墨液位以及溢墨液位之间的安全液位。

但随着长时间的使用，墨水中的杂质逐渐积累，浮子7和浮子杆6之间出现相互粘连，浮子7不再灵敏的随副墨盒中液位起伏，将会导致液位传感器监测不准确，出现缺墨现象或溢墨现象；同样原理，遇到使用较粘稠、流动性较差的墨水时，同样会影响浮子7随墨水液位的起伏，可能导致缺墨或溢墨现象。由于上述问题的出现，希望设计一个感知墨水液位更为灵敏、准确、使用寿命延长的二级墨盒液体传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的局限，提供一种使用寿命延长、结构简单、液位检测准确的喷墨打印机用副墨盒中墨水液位传感器。

本实用新型的上述技术问题是通过下述技术方案得到解决的：提出一种液位传感器，包括第一液位探针（11）、第二液位探针（12）、第三液位探针（13）、传感器下座（14）和传感器上座（15），其中第一液位探针（11）为短探针，第二液位探针（12）为中探针，第三液位探针（13）为长探针；传感器下座（14）包括探针安装体（141）和电路板安装体（142），探针安装体（141）位于传感器下座（14）的下端，第一液位探针（11）、第二液位探针（12）和第三液位探针（13）塑装于探针安装体（141）内，电路板安装体（142）位于传感器下座（14）的上端，电路板安装体（142）为一上端开口圆柱状中空的结构，与其上的传感器上座（15）相互连接形成中间有空隙的密闭空间，空间内封装电路板。

在上述的液位传感器中，所述的探针安装体（141）外部有螺纹，用于与墨盒连接固定。

在上述的液位传感器中，所述的电路板安装体（142）上端设置内螺纹，传感器上座（15）下端设置外螺纹，电路板安装体（142）与传感器上座（15）通过螺纹连接固定形成密闭空间；所述的电路板安装体（142）与传感器上座（15）之间也可设置卡槽卡扣连接固定形成密闭空间；所述的电路板安装体（142）与传感器上座（15）之间还可通过胶水粘接固定形成密闭空间；所述的探针材料为不锈钢。

提出一种上述液位传感器的控制电路，其特征在于，包括输入模块、浮压整流模块、电压比较模块、输出模块，输入模块为第一引线端子JP1,浮压整流模块包括第一浮压整流模块和第二浮压整流模块，第一浮压整流模块由第一整流桥U1与电容C2、C3、C4、C6、C7、C8组成，第二浮压整流模块由第二整流桥U2与电容C9、C11、C12、C14、C15、C16组成，电压比较模块为第一比较器U3和第二比较器U4，输出模块为第二引线端子JP2。

在上述的控制电路中，所述的控制电路由第一液位测量电路和第二液位测量电路组成，第一液位测量电路反馈第一液位探针（11）位置的液位信号，即第一引线端子JP1的第3管脚与第一液位探针（11）连接作为信号输入端，第3管脚另一端连接第一整流桥U1，电容C2、C3、C6与C8构成第一串联电容电路，电容C2、C4、C7与C8构成第二串联电容电路，两电容电路经第一整流桥U1的管脚2、3端输入，第一整流桥U1将输出信号通过管脚1、4输出并连接至第一比较器U3输入端，第一比较器U3输出端连接第二引线端子JP2的管脚3从而将信号输出。

在上述的控制电路中，所述的第二液位测量电路反馈第二液位探针（12）位置处的液位信号，即第一引线端子JP1的第1管脚与第二液位探针（12）连接作为信号输入端，第1管脚另一端连接第二整流桥U2，电容C9、C11、C14与C16构成第三串联电容电路，电容C9、C12、C15与C16构成第四串联电容电路，两电容电路经第二整流桥U2的管脚2、3端输入，第二整流桥U2将输出信号通过管脚1、4输出并连接至第二比较器U4输入端，第二比较器U4另一端连接逻辑反相器U5，逻辑反相器U5另一端连接第二引线端子JP2的管脚2从而将信号输出。

在上述的控制电路中，所述的第一引线端子JP1的第2管脚连接第三液位探针（13）作为公共端；所述的第一比较器U3连接上拉电阻R1、第二比较器U4连接一上拉电阻R2，使电路能够输出高低电平。

本实用新型通过三个探针对副墨盒中墨水液位进行测量，探针的长度可以根据实际需要确定，更具有实际应用性；电路原理使用浮压整流电路，将不同高度位置处探针连通后进行浮压处理，再将上浮的电压与比较器进行比较，进而输出高低电平信号并传输至喷头控制板上控制供墨系统的供墨或停止供墨，该电路测量稳定；同时使用此种液位测量装置不会受到墨水粘度的影响，能够避免使用浮子类传感器时受到墨水粘度而测量不准的情况，进而将使用寿命延长。

附图说明

图1为现有技术中副墨盒液位传感器的立体示意图；

图2为本实用新型一个具体实施例的副墨盒立体示意图；

图3为图2中隐藏墨盒体后的立体示意图；

图4为本实用新型中副墨盒液位传感器的立体示意图；

图5为本实用新型一个具体实施例中液位传感器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型具体实施例中喷墨打印机副墨盒使用的液位传感器。

如图2-3所示，本实施例中的喷墨打印机用副墨盒包括墨盒上盖2和墨盒体3，墨盒体3中部向内凹进后在其上下端的四角各形成一安装凸缘，其中墨盒体3上端四角凸缘上分别设置有一螺纹孔，每个螺纹孔内分别穿过一螺钉21使墨盒体3与墨盒上盖2连接一体形成封闭腔体，墨盒体3与墨盒上盖2之间设置有O型圈（图中未示出）用于墨腔的密封，墨盒体3下端四角凸缘上则分别设置有一可供固定螺钉从上向下穿过的安装孔，墨盒体3底面设有加热片（图中未示出）。墨盒上盖2上设置第一通孔22，第一通孔22内安装液位传感器1，液位传感器用于对墨腔中的墨水液位高度进行检测，从而保证墨盒中液位处于安全液位，防止溢墨；墨盒上盖2上还设置第二通孔23，第二通孔23处安装直接头4，使用时该直接头4与气压控制装置（图中未示出）连接，用以对墨盒体3内墨腔的工作气压进行控制，气压控制可以包括正压系统、负压系统控制，也可以使用恒压系统控制，本实用新型对此不加以限制。此外，副墨盒还分别设置一进墨口和一出墨口，进墨口连接墨管，用于墨水进入墨盒体，出墨口连接墨管用于墨水流出墨盒体，最终输送至喷头（图中未示出），进墨口和出墨口的位置可设置于墨盒上盖2上，也可设置于墨盒体3的侧壁或者下端，在本实施例中，进墨口设置于墨盒体3侧壁，通过图中90度接头5连接墨管后与主墨罐相连，并不做此限定。

如图4所示，本实用新型的液位传感器为探针式传感器，包括第一液位探针11、第二液位探针12、第三液位探针13、传感器下座14和传感器上座15，其中第一液位探针11为短探针，第二液位探针12为中探针，第三液位探针13为长探针，三根探针的材料可以为不锈钢，三根探针的形状可以是圆柱状或者扁片式；传感器下座14和传感器上座15为绝缘材料，例如聚四氟乙烯；传感器下座14包括探针安装体141和电路板安装体142，探针安装体141位于传感器下座14的下端，第一液位探针11、第二液位探针12和第三液位探针13塑装于探针安装体141内，并确保三个探针不会自行导通，探针安装体141外部有螺纹，用于与墨盒上盖2上的第一通孔内的螺纹旋紧连接，电路板安装体142位于传感器下座14的上端，为一上端开口圆柱状中空的结构，与其上的传感器上座15相互连接形成中间有空隙的密闭空间，空间内封装电路板,电路板安装体142可以设置内螺纹与设置外螺纹的传感器上座15旋转连接，也可以将电路板安装体142与传感器上座15使用胶水粘接；传感器上座15上方设置孔151，用于穿出连接内部电路板的引线、并最终连接至喷头控制板上。

三根探针的长度根据实际需要确定，本实用新型不做限定，其工作原理如下：第三液位探针13为一基础探针，当第二液位探针12与第三液位探针13都接触液面时，第二液位探针12和第三液位探针13连通；当第一液位探针11和第三液位探针13都接触液面时，第一液位探针11和第三液位探针13连通。工作方式如下：液位传感器置于副墨盒中，当墨水液位在第二液位探针12以下时，电路不被接通，探针通过控制电路反馈副墨盒处于缺墨状态信号，控制系统控制供墨，墨水液位上升；当墨水液位到达第二液位探针12时，第二液位探针12和第三液位探针13连通，电路反馈墨水液位正常信号，此时控制系统停止供墨；其中在墨水液位位于第二液位探针12和第一液位探针11之间时，都是处于合理液位，一旦墨水液位到达第一液位探针11位置时，第一液位探针11和第三液位探针13连通，此时通过控制电路反馈副墨盒处于溢墨状态信号，供墨系统停止供墨。由此，通过调整探针的长度即可检测副墨盒中液位所需控制的高度范围。由于墨水可能处于晃动等不稳定的状态，在副墨盒中设计防震翅片或防震隔片以确保墨水波动的平稳性，减少误差。

电路板安装体142与传感器上座15中安装电路板，电路板通过管线16与喷头控制板连接，控制供墨系统的供墨，下面结合图5说明本实用新型液位传感器的控制电路原理：该液位控制电路包括第一引线端子JP1、第一整流桥U1、第一比较器U3、第一电阻R1、第二整流桥U2、第二比较器U4、逻辑反相器U5、第二电阻R2、第二引线端子JP2，第一引线端子JP1包含三个管脚，第1管脚连接第二液位探针12，第2管脚连接第三液位探针13、作为公共端并与地相连，第3管脚连接第一液位探针11。此控制电路包括第一液位测量电路和第二液位测量电路，第一液位测量电路中包括第一整流桥U1、第一比较器U3、第一电阻R1，此条电路反馈第一液位探针11即溢墨液位的测量，即第一引线端子JP1的第3管脚与第一液位探针11连接作为信号输入端，在电路板上第3管脚另一端连接第一整流桥U1，第一整流桥U1的管脚2、3为输入端，第一整流桥U1的管脚1、4为输出端，电容C2、C3、C6与C8构成第一串联电容电路，电容C2、C4、C7与C8构成第二串联电容电路，两电容电路经第一整流桥U1的管脚2、3端输入，其中电容C2另一端连接供电电源VCC、电容C8另一端接地，如图5所示，第一整流桥U1将输出信号通过管脚1、4输出并连接至第一比较器U3输入端，第一比较器U3另一端设置第一电阻R1，第一电阻R1为上拉电阻，第一电阻R1另一端连接供电电源VCC，电路能够输出高低电平，最终连接第二引线端子JP2的管脚3从而将高低电平信号输出至喷头控制板上控制供墨系统的断墨。

同理，第二液位测量电路包括第二整流桥U2、第二比较器U4、第二电阻R2，此条电路反馈第二液位探针12及缺墨液位的测量，即第一引线端子JP1的第1管脚与第二液位探针12连接作为信号输入端，在电路板上第2管脚另一端连接第二整流桥U2，第二整流桥U2的管脚2、3为输入端，第二整流桥U2的管脚1、4为输出端，电容C9、C11、C14与C16构成第三串联电容电路，电容C9、C12、C15与C16构成第四串联电容电路，两电容电路经第二整流桥U2的管脚2、3端输入，其中电容C9另一端连接供电电源VCC、电容C16另一端接地，如图5所示，第二整流桥U2将输出信号经过管脚1、4输出并连接第二比较器U4的输入端，第二比较器U4另一端连接逻辑反相器U5，U5的作用是实现高电平与低电平的相互转换，同时第二比较器U4的另一端还连接上拉第二电阻R2，第二电阻R2的另一端连接供电电源VCC。电路能够输出高低电平，逻辑反相器U5的另一端输出连接第二引线端子JP2的管脚2从而将高低电平信号输出至喷头控制板上控制供墨系统的供墨。

在实际工作中，液位传感器的三根探针安置于副墨盒墨腔中，当墨水液位在第二液位探针12以下时，第一引线端子JP1的管脚1、2不接通，因此第二液位测量电路不被接通，探针通过第二液位测量电路的高电平信号输出反馈副墨盒处于缺墨状态，供墨控制系统控制供墨，墨水液位上升；当墨水液位到达第二液位探针12时，第二液位探针12和第三液位探针13连通，即第一引线端子JP1的管脚1、2接通，从而将第二液位测量电路接通，电容C9、C11、C12、C14、C15、C16将电路中电压浮起并由第二整流桥U2的管脚1、4输出至第二比较器U4，经第二比较器U4的电压比较后输出高电平信号，高电平信号经逻辑反相器U5后转换为低电平信号，最后经第二引线端子JP2输出低电平反馈至喷头控制板、传达墨水液位正常的信号，此时供墨控制系统停止供墨；其中在墨水液位位于第二液位探针12和第一液位探针11之间时，都是处于合理液位，一旦墨水液位到达第一液位探针11位置时，第一液位探针11和第三液位探针13连通，即第一引线端子JP1的管脚2、3接通，从而将第一液位测量电路接通，电容C2、C3、C4、C6、C7、C8将电路中电压浮起并由第一整流桥U1的管脚1、4输出至第一比较器U3，经第一比较器U3的电压比较后输出高电平信号，该信号经第二引线端子JP2输出高电平反馈至喷头控制板、传达墨水处于溢墨状态的信号，供墨控制系统停止供墨。

实际应用时，通过调整探针的不同长度即可检测副墨盒中缺墨液位及溢墨液位所需的高度，对于三根探针的长度根据实际需要决定，本实用新型并不对此进行限定。

凡根据本实用新型的具体实施方式所做出的任何变形，均不脱离本实用新型的精神以及权利要求记载的范围。

Claims (6)

1.一种液位传感器，包括第一液位探针（11）、第二液位探针（12）、第三液位探针（13）、传感器下座（14）和传感器上座（15），其中第一液位探针（11）为短探针，第二液位探针（12）为中探针，第三液位探针（13）为长探针；传感器下座（14）包括探针安装体（141）和电路板安装体（142），探针安装体（141）位于传感器下座（14）的下端，第一液位探针（11）、第二液位探针（12）和第三液位探针（13）塑装于探针安装体（141）内，电路板安装体（142）位于传感器下座（14）的上端，电路板安装体（142）为一上端开口圆柱状中空的结构，与其上的传感器上座（15）相互连接形成中间有空隙的密闭空间，空间内封装电路板。

2.如权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述的探针安装体（141）外部有螺纹，用于与墨盒连接固定。

3.如权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述的电路板安装体（142）上端设置内螺纹，传感器上座（15）下端设置外螺纹，电路板安装体（142）与传感器上座（15）通过螺纹连接固定形成密闭空间。

4.如权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述的电路板安装体（142）与传感器上座（15）之间也可设置卡槽卡扣连接固定形成密闭空间。

5.如权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述的电路板安装体（142）与传感器上座（15）之间还可通过胶水粘接固定形成密闭空间。

6.如权利要求1所述的液位传感器，其特征在于，所述的探针材料为不锈钢。