CN213632303U - 防结垢电极导电液位传感器及其构成的导电液位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防结垢电极导电液位传感器及其构成的导电液位检测装置。防结垢电极导电液位传感器包括至少一个液位检测金属电极及一个接地体，液位检测金属电极的一端裸露悬空放置，其另一端作为信号线连接端液密隔离包裹固定在绝缘件内。采用电极串电阻形成串联电阻分压支路后再并联构成多信号线转单信号线串并联电阻分压信号变送电路，可以减少多根信号线的成本和布线难度。检测激励电源为交流电源或数控间隙激励式直流电源，或脉动直流方波电源可以解决各电极不结垢或少结垢的难题。

Description

防结垢电极导电液位传感器及其构成的导电液位检测装置

技术领域

本实用新型涉及水之类导电液体的液位检测技术，尤其是一种防结垢电极导电液位传感器及其构成的导电液位检测装置。

背景技术

申请人在开展相关技术领域的研究时发现，虽然业内有其他人用电极测量水中的液位，但因为没有考虑到：1.导电液中多含杂质，比如说水，其是含有钾钠镁等矿物质杂质的，为可电解的盐，当水中电极及容器上施加直流电压时，水中的正负离子会因被电离而在电极表面产生水垢，水垢不仅产生卫生问题，还会造成电极不导电或电阻大而造成检测信号失真，从而导致该传感器失灵、误判，甚至因此使关联的被控电器，如电加热器，水塔出现误控，而干烧，或发生水浸，酿成人身事故。

此外，深水位，需要分段多级检测，电极多而信号线就引出的多，远距离信号传输则电缆粗且长，抗看扰能力差。

目前，电极长期浸入导电液体内，电极表面不产生垢或少产生垢的电极式液位测量装置市场上还不多见。

实用新型内容

本实用新型的任务之一：

提供一种电极长期浸入导电液体内，电极表面不产生垢或少产生垢的防结垢电极导电液位传感器。

进一步的改进是要使得该传感器在深水位，需要分段多级检测的情况下，电极虽多但信号线引出少，便于远距离信号传输则电缆细，抗看扰能力强。

本实用新型此任务进一步的要解决的问题是：

提供一种电极长期浸入导电液体内，电极表面不产生垢或少产生垢的防结垢电极式导电液位检测装置。

进而要解决的问题是：使得该导电液位检测装置在深水位，需要分段多级检测的情况下，电极虽多但信号线引出少，便于远距离信号传输则电缆细，抗看扰能力强。

本实用新型的技术方案是：

防结垢电极导电液位传感器，包括至少一个液位检测金属电极，以及一个接地体，其特征在于所述液位检测金属电极的一端裸露悬空放置，其各自的另一端作为信号线连接端液密隔离包裹固定在绝缘件内。

所述各液位检测金属电极的信号线连接端各自串电阻形成串联电阻分压支路后再并联构成多信号线转单信号线串并联电阻分压信号变送电路，单信号线独自引出绝缘件外。

所述的串联电阻分压支路中有一个串联电阻短接或阻值为零。

所述各液位检测金属电极的信号线连接端各自独立引出绝缘件外。

所述接地体为电极式接地棒或用来贮存导电液的金属容器的壳体。

用上述防结垢电极导电液位传感器构建的导电液位检测装置，包括检测激励电源，其特征在于所述检测激励电源为交流电源或数控间隙激励式直流电源，或脉动直流方波电源。

所述检测激励电源受控于一个基于嵌入式计算机的智能控制器，智能控制器控制检测激励电源输出交流电压或数控间隙激励式直流电压，或脉动直流方波电压。

所述交流电源12v交流工频电源或者是由信号发生器产生的交变信号源。

所述数控间隙激励式直流电压是智能控制器在采样期间同步输出的直流电压。

所述脉动直流方波电压智能控制器控制输出的占空比可调的脉动方波电压。

由于传感器各电极引线各自经电阻(其中一个支路可以不串联电阻，或说串联电阻短接、或者串联0阻值电阻)串联后再并联构成的多信号线转单信号线，然后经一个包裹的绝缘件液密固定在容器内并引出容器外，其与接地体或接地的容器及其内的水构成串并联检测回路，最后在控制器的控制下用交流电源激励或下实时采样，可以极好的实现完成本实用新型的任务。多信号线转单信号线的技术即可以减少多根信号线的成本和布线难度；检测激励电源为交流电源或数控间隙激励式直流电源，或脉动直流方波电源可以保证各电极不结垢或少结垢。

以下结合附图1-5和具体实施例对本实用新型做更细致的说明。

附图说明

图1是自带接地体(接地金属管或棒制成的接地电极)的三段水位检测的防结垢电极导电液位传感器在一个水桶内的结构示意图，图中采用了多信号线转单信号线的液位检测技术。

图2是不带接地体(接地金属管或棒制成的接地电极)的三段水位检测的防结垢电极导电液位传感器在一个金属导电水桶内的结构示意图(三个电极独立工作，交流电源激励除垢)。

图3是不带接地体(接地金属管或棒制成的接地电极)的三段水位检测的防结垢电极导电液位传感器在一个导电金属水桶内的结构示意图(金属水桶构成接地体)，图中采用了多信号线转单信号线的液位检测技术，以及电极交流除垢的原理。

图4是不带接地体的二段水位检测的防结垢电极导电液位传感器在一个导电金属水桶内的结构示意图(金属水桶构成接地体)，图中采用了多信号线转单信号线的液位检测技术，以及电极交流除垢的原理，交流电源由运算放大器 26和外围电路构成。

图5是不带接地体的三段水位检测的防结垢电极导电液位传感器在一个导电金属水桶内的结构示意图(金属水桶构成接地体)，图中采用了多信号线转单信号线的液位检测技术，以及检测激励电源为数控间隙激励式直流电源，或脉动直流方波电源的技术。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示：防结垢电极导电液位传感器，包括三个液位检测金属电极(即：第一液位检测金属电极1、第二液位检测金属电极2、第三液位检测金属电极 3)，以及一个接地体5。各个液位检测金属电极的一端裸露悬空放置，其各自的另一端作为信号线连接端液密隔离包裹固定在绝缘件内(图中省略未示出)。

第一液位检测金属电极1、第二液位检测金属电极2、第三液位检测金属电极3的信号线连接端各自对应串联第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R0 形成串联电阻分压支路后再并联构成多信号线转单信号线6串并联电阻分压信号变送电路，单信号线6独自引出绝缘件外。

串联电阻分压支路中有一个串联电阻短接(不接这个电阻)或阻值为零，比如第三电阻R0。

实施例2：

如图2所示：防结垢电极导电液位传感器，包括第一液位检测金属电极1、第二液位检测金属电极2、第三液位检测金属电极3，不带独立的金属棒接地体，接地体用来贮存导电液的金属容器的壳体4代替。各个液位检测金属电极的一端裸露悬空放置，其各自的另一端作为信号线连接端液密隔离包裹固定在绝缘件内(图中省略未示出)。各液位检测金属电极的信号线连接端各自独立引出绝缘件外。

12V交流激励电源给电极采样电路供电，电极输出的交流信号经半桥或全桥式整流电路整流滤波后送给由单片计算机构成的导电液位检测装置处理。电极不结垢或少结垢。

实施例3：

如图3、4、5所示：由图1防结垢电极导电液位传感器构建的导电液位检测装置(不带独立的金属棒接地体，接地体用来贮存导电液的金属容器的壳体4代替)，包括检测激励电源，检测激励电源为交流电源19或数控间隙激励式直流电源20，或脉动直流方波电源。

检测激励电源受控于一个基于嵌入式计算机的智能控制器16，智能控制器 16控制检测激励电源输出交流电压或数控间隙激励式直流电压，或脉动直流方波电压。

交流电源19为12v交流工频电源或者是由信号发生器产生的交变信号源。

数控间隙激励式直流电压是智能控制器16在采样期间同步输出的直流电压。

脉动直流方波电压智能控制器16控制输出的占空比可调的脉动方波电压。

以上实施例对本实用新型的基本原理做了透彻的说明，但并非穷举，尤其是交流信号发生器已是成熟的技术，在此就不加赘述了。一切基于上述原理的具体技术方案均落入权利要求保护的范围。需要指出的是：说明书中关于“第一”、“第二”、“第三”的表述，没有顺序的意思，仅仅是为了区别不同的技术特征或部件，使表达更为清晰，不易理解为对权利要求的限制。

Claims (10)

1.防结垢电极导电液位传感器，包括至少一个液位检测金属电极，以及一个接地体(5)，其特征在于所述液位检测金属电极的一端裸露悬空放置，其另一端作为信号线连接端液密隔离包裹固定在绝缘件内。

2.根据权利要求1所述的防结垢电极导电液位传感器，其特征在于各所述液位检测金属电极的信号线连接端各自串电阻形成串联电阻分压支路后再并联构成多信号线转单信号线(6)串并联电阻分压信号变送电路，单信号线(6)独自引出绝缘件外。

3.根据权利要求2所述的防结垢电极导电液位传感器，其特征在于所述的串联电阻分压支路中有一个串联电阻短接或阻值为零。

4.根据权利要求1所述的防结垢电极导电液位传感器，其特征在于各所述液位检测金属电极的信号线连接端各自独立引出绝缘件外。

5.根据权利要求1、2、3、或4所述的防结垢电极导电液位传感器，其特征在于所述接地体(5)为电极式接地棒或用来贮存导电液的金属容器的壳体(4)。

6.利用权利要求1、2、3、4或5所述的防结垢电极导电液位传感器构建的导电液位检测装置，包括检测激励电源，其特征在于所述检测激励电源为交流电源(19)或数控间隙激励式直流电源(20)或脉动直流方波电源。

7.根据权利要求6所述的导电液位检测装置，其特征在于所述检测激励电源受控于一个基于嵌入式计算机的智能控制器(16)，智能控制器(16)控制检测激励电源输出交流电压或数控间隙激励式直流电压，或脉动直流方波电压。

8.根据权利要求7所述的导电液位检测装置，其特征在于所述交流电源(19)12v交流工频电源或者是由信号发生器产生的交变信号源。

9.根据权利要求7所述的导电液位检测装置，其特征在于所述数控间隙激励式直流电压是智能控制器(16)在采样期间同步输出的直流电压。

10.根据权利要求7所述的导电液位检测装置，其特征在于所述脉动直流方波电压智能控制器(16)控制输出的占空比可调的脉动方波电压。

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