CN218673809U - 一种电感式液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种成本低、体积小、传感精度高的电感式液位传感器。这种电感式液位传感器其特征在于：包括有微控制单元与电感线圈，微控制单元与电感线圈电连接，电感线圈具有所需测量液位最大高度的长度，电感线圈外包裹有塑胶体。这种电感式液位传感器通过液体对磁导率的影响，从而使得电感线圈的电感量发生变化，进而测得液位高度的数据。

Description

一种电感式液位传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体涉及一种液位传感器。

背景技术

液位传感器是将液位的高度转化为电信号的形式进行输出，广泛应用于各种生活电器，工业设备，交通工具，军事科研等领域。现有液位传感器的传感方式主要分为几大类：电极式、光电式、雷达传感器、压力传感器、超声波传感器等。其中精度高的有：光电式、压力传感器、超声波传感器、雷达传感器，其中光电传感器容易受杂质、雾气及介质状态影响；压力传感器误差大；超声波传感器容易受杂质、雾气及介质状态影响；雷达传感器体积大，成本高一般应用于工业领域。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本实用新型创新提供了一种成本低、体积小、传感精度高的电感式液位传感器。

这种电感式液位传感器其特征在于：包括有微控制单元与电感线圈，所述微控制单元与电感线圈电连接，所述电感线圈具有所需测量液位最大高度的长度，所述电感线圈外包裹有塑胶体。

所述电感线圈为筒型电感线圈或平面电感线圈。

所述塑胶体上连接有左接触片与右接触片，所述左接触片与右接触片之间具有让液体进入的间距，所述左接触片与右接触片都与微控制单元电连接。

所述塑胶体的中间具有筋条，所述筋条的左右两边都具有连接柱，所述左接触片与右接触片都通过螺丝连接在连接柱上。

按照本实用新型提供的一种电感式液位传感器，通过液体对磁导率的影响，从而使得电感线圈的电感量发生变化，进而测得液位高度的数据。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路原理图（筒型电感线圈）；

图3为本实用新型的电路原理图（平面电感线圈）。

具体实施方式

如图1所示，这种电感式液位传感器包括有微控制单元1（简称MCU）与电感线圈2，微控制单元1与电感线圈2电连接，电感线圈2具有所需测量液位最大高度的长度，电感线圈2外包裹有塑胶体3，塑胶体3可以有效隔绝液体直接接触电感线圈2。

下面具体介绍这种电感式液位传感器的感应原理。

电感量计算公式：L=W²μSm/Lm。

根据上式电感量的计算公式可知，电感线圈2的电感量与其绕组匝数W平方成正比，与磁导率μ成正比，与磁通所穿过的面积Sm成正比，与磁通所穿过的路径长度Lm成反比。而磁导率μ与磁场所占有的空间媒介有关。在保证电感线圈匝数不变的情况下，线圈截面积中介质的变化会引起得线圈内部的磁导率μ发生变化，从而使得电感量发生变化。

感抗计算公式：ohm=2*π*F（工作频率）* L（电感量）。

磁导率μ的变化，引起电感量L的变化，而根据电感量L的变化以及电波频率L，就可以测得感抗。

因此，本实用新型的这种电感式液位传感器就是根据“液体（介质）位高度——介质磁导率——电感量——感抗——高频电信号能量变化”之间的联系进行设计。这种电感式液位传感器的工作原理如下：MCU发射固定频率（4Mhz）电波，通过调制模块处理，由发射端发送到电感线圈2一端，信号通过电感线圈2时，电感线圈2对高频交流信号产生感抗[ohm=2*π*4M（工作频率）*W²μSm/Lm]，由MCU的采集电感线圈2输出端信号，由于信号及线圈固定不变，当电感线圈2的四周没有液体时，电感的感抗值取决于空气的磁导率（μ≈1）。当液位高度升高时，底部电感介质开始由空气变为液体介质，只要液体介质的相对磁导率与空气不一样，μ的值则会发生变化。液体介质液位高度会影响液体所对应电感所占的比例，而电感量的大小决定感抗大小。我们可以将没有液体时所获得的感抗值标记为0，也就是实际液位高度为0；而将液体达到最高位时所获得感抗值标记为实际所测量液位最大高度。然后根据这些数值，将最大感抗值分成N分，也就对应测量液位的不同数值，这样就能获得液位高度的数据。

此电感式液位传感器不受杂质、雾气及介质状态影响，仅需组建一个高频发射信号及电感电路。具有成本低、体积小、传感精度高等特点。

当然，电感线圈2可以为筒型电感线圈，如图2所示，也可以为平面电感线圈，如图3所示。平面电感线圈由于是呈平面形状，各处的磁通量都一样，因此测量精度更高，同时也便于与塑胶体3一体成型，更容易制造。

这种传感器可以处在特殊的介质中，比如尿素，为了能知道尿素是否添加了水分，本实用新型还在塑胶体3上连接有左接触片4与右接触片5，左接触片4与右接触片5之间具有让液体进入的间距，左接触片4与右接触片5都与微控制单元1电连接。位于左接触片4与右接触片5之间的液体起到导体的作用，将左接触片4与右接触片5电连接起来，不同的介质决定了其电阻值，因此就可以通过测液体的电阻值大小，来获知该介质中是否被添加了水分或者其他液体。

最后值得一提的是，为了便于连接左接触片4与右接触片5，如图1所示，本实用新型在塑胶体3的中间具有筋条6，而筋条6的左右两边都具有连接柱7，左接触片4与右接触片5都通过螺丝连接在连接柱7上。

Claims (4)

1.一种电感式液位传感器，其特征在于：包括有微控制单元（1）与电感线圈（2），所述微控制单元（1）与电感线圈（2）电连接，所述电感线圈（2）具有所需测量液位最大高度的长度，所述电感线圈（2）外包裹有塑胶体（3）。

2.根据权利要求1所述的一种电感式液位传感器，其特征在于：所述电感线圈（2）为筒型电感线圈或平面电感线圈。

3.根据权利要求1所述的一种电感式液位传感器，其特征在于：所述塑胶体（3）上连接有左接触片（4）与右接触片（5），所述左接触片（4）与右接触片（5）之间具有让液体进入的间距，所述左接触片（4）与右接触片（5）都与微控制单元（1）电连接。

4.根据权利要求3所述的一种电感式液位传感器，其特征在于：所述塑胶体（3）的中间具有筋条（6），所述筋条（6）的左右两边都具有连接柱（7），所述左接触片（4）与右接触片（5）都通过螺丝连接在连接柱（7）上。

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