CN220472748U - 一种pcb板式电容液位传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种PCB板式电容液位传感装置，涉及液位传感装置技术领域，解决了现有的在医疗领域中使用的液位传感器不能在保证测量精度的同时降低生产成本的技术问题。该装置包括基板、第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极在所述基板的同侧间隔平行设置或在所述基板的两侧对称设置；所述基板用于将所述第一电极和第二电极进行隔离分开，使所述第一电极、第二电极形成电容器，对待测液体的液位进行测量；所述基板为PCB板；所述第一电极和第二电极为铜箔电极。本实用新型中的第一电极和第二电极均设置在基板上，通过基板进行隔离，使第一电极和第二电极构成电容器，对待测液体的液位进行检测，结构简单，检测精度高，成本较低。

Description

一种PCB板式电容液位传感装置

技术领域

本实用新型涉及液位传感装置技术领域，尤其涉及一种PCB板式电容液位传感装置。

背景技术

目前，现有的对液位进行测量有很多种方法，常见的电阻法和磁场感应法。电阻法是在液体表面放浮子带动滑动变阻器，当液位发生变化时，滑动变阻器的电阻也随之变化。电阻法的优点在于结构简单，参数测量方便，但是长期使用可能会出现接触不良，并且不能用于水这类导电的液体中。磁场感应法是在液体表面放置带有磁铁的浮子，通过多组干簧管或霍尔元件检测磁体的位置来确定液面高度，当液位变动带动浮子上下浮动时，对应的干簧管或霍尔元件感应到磁场，并输出检测信号。磁场感应法的优点在于有很高的可靠性，并根据密封条件可适用与不同种类的液体，缺点是输出信号是间断的，不能连续跟踪液位变化，因此测量精度不高。

在医疗、护理领域，针对病患、被护理人员的液体引流量需要使用有一定精度的液位传感器，但是根据上述方法所制成的液位传感器不适用于在医疗护理领域使用，并且这些类似于水的可导电液体的液位传感器普遍都存在技术复杂、生产成本高等问题。在这种耗材、重用次数要求不多的液位传感器在满足测量精度的条件下，需要尽可能降低成本。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有的在医疗领域中使用的液位传感器不能在保证测量精度的同时降低生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种PCB板式电容液位传感装置，以解决现有技术中医疗领域中使用的液位传感器不能在保证测量精度的同时降低生产成本的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种PCB板式电容液位传感装置，包括基板、第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极在所述基板的同侧间隔平行设置或在所述基板的两侧对称设置；所述基板用于将所述第一电极和第二电极进行隔离分开，使所述第一电极、第二电极形成电容器，对待测液体的液位进行测量；所述基板为PCB板；所述第一电极和第二电极为铜箔电极。

优选的，当所述待测液体为导电液体时，所述第一电极及第二电极的表面需涂覆绝缘材料。

优选的，所述PCB板的材质为有机树脂、陶瓷或金属。

优选的，所述电容液位传感装置还包括引线，所述引线置于所述基板上，所述引线一端与所述第一电极和第二电极连接，另一端用于与外部线路进行连接。

优选的，所述电容液位传感装置还包括处理模块，所述处理模块通过所述引线与所述第一电极和第二电极连接，用于将所述第一电极和第二电极的检测到的电容信号转化为所述待测液体的液位。

优选的，所述电容液位传感装置还包括存储模块，所述存储模块与所述处理模块连接，用于存储所述电容信号及待测液体的液位。

优选的，所述电容液位传感装置还包括通信模块，所述通信模块与所述处理模块连接，用于将所述电容信号及待测液体的液位向外输出。

实施本实用新型上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：

本实用新型中的第一电极和第二电极均设置在基板上，通过基板进行隔离分开，使第一电极和第二电极构成电容器，能够对液体的液位深度进行检测，结构简单，在保证测量精度的同时减少生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1是本实用新型实施例中第一电极和第二电极设置在基板同侧的正视图；

图2是本实用新型实施例中第一电极和第二电极设置在基板同侧的侧视图；

图3是本实用新型实施例中第一电极和第二电极设置在基板两侧的正视图；

图4是本实用新型实施例中第一电极和第二电极设置在基板两侧的侧视图。

图中：1、基板；2、第一电极；3、第二电极。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

实施例：

如图1-4所示，本实用新型提供了一种PCB板式电容液位传感装置，包括基板1、第一电极2和第二电极3，第一电极2和第二电极3在基板1的同侧间隔平行设置或在基板1的两侧对称设置；基板1用于将第一电极2和第二电极3进行隔离分开，使第一电极2、第二电极3形成电容器，对待测液体的液位进行测量；基板1为PCB板；第一电极和第二电极为铜箔电极。具体的，第一电极2和第二电极3在设计加工时就设置在基板1上，基板1作为支撑件用于将第一电极2和第二电极3进行支撑，并同时负责隔离分开，使第一电极2和第二电极3之间构成电容器，此电容器的容量一方面由基板1材质的介电常数决定，另一方面由第一电极2和第二电极3所浸入的液体位置决定。其中基板1材质的介电常数是固定的，第一电极2和第二电极3会随浸入液体的不同而不同。因此，将第一电极2和第二电极3的电容值与液位进行预先测量，就可得到两者的对应关系；在实际使用过程中，可以通过测量第一电极2和第二电极3的电容值，根据对应关系就可以推算出液体的实际位置，测量出液体的液位深度。

更为具体的，第一电极2和第二电极3可在基板1的同侧平行设置，也可以在基板1的两侧对称设置，但是无论怎样设置，第一电极2和第二电极3都会在基板1的作用下构成电容器，对液体的液位进行准确测量。本实用新型可以在医药、护理领域上使用，由于制造成本低，可以作为一次性用品使用。需要说明的是，本实用新型中的基板1为PCB板，第一电极2和第二电极3为铜箔电极。本实用新型中的第一电极2和第二电极3均设置在基板1上，通过基板1进行隔离分开，使第一电极2和第二电极3构成电容器，能够对液体的液位深度进行检测，结构简单，在保证测量精度的同时减少生产成本。

作为可选的实施方式，第一电极2及第二电极3的表面能够根据待测液体的介质不同涂覆绝缘材料。需要说明的是，当待测液体为导电液体时，第一电极2及第二电极3的表面涂覆绝缘材料。具体的，所述绝缘材料为纳米真空镀膜。绝缘材料通过纳米真空镀膜工艺加工在基板1、第一电极2和第二电极3上，将纳米材料作为涂料成分，通过真空蒸发、溅射、化学气相沉淀等方法将纳米材料镀在基板1、第一电极2和第二电极3的表面上，形成一层均匀、致密、高硬度、高抗腐蚀性的薄膜，用以隔绝第一电极2和第二电极3，保证第一电极2和第二电极3不被导电液体干扰，保证电容液位传感器测量待测的液体的高度精确性。具体的，当本电容式液位传感装置浸入导电液体时，为了避免裸露的电极产生电导，需要对电极表面进行绝缘处理，在第一电极2和第二电极3上涂覆绝缘材料，表面导电液体与第一电极2和第二电极3直接接触，影响测量结果。做完表面绝缘后，第一电极2和第二电极3仍保持电容特性，依然能够进行液位深度的测量，对液体的液位深度进行准确测量，保证其测量精度。如所测量的液体为不导电液体，不涂覆绝缘材料也不会使电容式液位传感装置受到影响，能够正常的对液体的液位深度进行检测。

作为可选的实施方式，基板1为PCB板。具体的，基板1为PCB板，第一电极2和第二电极3均设置PCB板上。第一电极2和第二电极3为PCB板上的印制线，便于加工。第一电极2和第二电极3能够在基板1的两侧对称设置或者在基板1的同侧水平设置，但是都不会影响传感装置对液体液位的检测。

作为可选的实施方式，PCB板的材质为有机树脂、陶瓷或金属。具体的，PCB板的材质为有机树脂时，可以选用但不限于玻璃纤维环氧树脂，PCB板的材质为金属时，可以选用但不限于铝。具体材质可以根据实际需求进行选择。玻璃纤维环氧树脂不需要高温烧结，降低了能源消耗，并且介电常数低，有助于线路信号传输的高效运转，同时具有耐高温性、高耐湿性和低热膨胀率。陶瓷的机械应力强，形状稳定；具有高强度、高导热率、高绝缘性和良好的热循环性能。铝具有良好的热膨胀性、散热性和尺寸稳定性。

作为可选的实施方式，传感装置还包括引线，引线置于基板1上，引线一端与第一电极2和第二电极3连接，另一端用于与外部线路进行连接。具体的，引线的一端与第一电极2和第二电极3连接，引线的另一端与外部线路连接，实现信号传输，引线的设置能够将第一电极2和第二电极3检测到的信号向外输出。

作为可选的实施方式，传感装置还包括处理模块，处理模块通过引线与第一电极和第二电极连接，用于将第一电极和第二电极所测得的电容信号转化为待测液体的液位。具体的，处理模块与引线进行连接，引线用于传输第一电极2和第二电极3所检测到的电容信号，引线将电容信号传输至处理模块，通过处理模块进行接收和处理，根据预先测量所得到的对应关系就能够将其电容信号进行转换，将电容信号转换为待测液体的液位，并向外输出。

作为可选的实施方式，所述传感装置还包括存储模块，存储模块与处理模块连接，用于存储电容信号及待测液体的液位。传感装置还包括通信模块，通信模块与处理模块连接，用于将电容信号及待测液体的液位向外输出。具体的，通信模块用于将电容信号及待测液体的液位输出，数据输出后可再通信模块的作用下传输至电脑或其他显示设备上进行显示。

实施例仅是一个特例，并不表明本实用新型就这样一种实现方式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种PCB板式电容液位传感装置，其特征在于，包括基板(1)、第一电极(2)和第二电极(3)，所述第一电极(2)和第二电极(3)在所述基板(1)的同侧间隔平行设置或在所述基板(1)的两侧对称设置；所述基板(1)用于将所述第一电极(2)和第二电极(3)进行隔离分开，使所述第一电极(2)、第二电极(3)形成电容器，对待测液体的液位进行测量；

所述基板(1)为PCB板；所述第一电极和第二电极为铜箔电极；

当所述待测液体为导电液体时，所述第一电极(2)及第二电极(3)的表面需涂覆绝缘材料。

2.根据权利要求1所述的一种PCB板式电容液位传感装置，其特征在于，所述PCB板的材质为有机树脂、陶瓷或金属。

3.根据权利要求1所述的一种PCB板式电容液位传感装置，其特征在于，所述电容液位传感装置还包括引线，所述引线置于所述基板(1)上，所述引线一端与所述第一电极(2)和第二电极(3)连接，另一端用于与外部线路进行连接。

4.根据权利要求3所述的一种PCB板式电容液位传感装置，其特征在于，所述电容液位传感装置还包括处理模块，所述处理模块通过所述引线与所述第一电极(2)和第二电极(3)连接，用于将所述第一电极(2)和第二电极(3)的检测到的电容信号转化为所述待测液体的液位。

5.根据权利要求4所述的一种PCB板式电容液位传感装置，其特征在于，所述电容液位传感装置还包括存储模块，所述存储模块与所述处理模块连接，用于存储所述电容信号及待测液体的液位。

6.根据权利要求5所述的一种PCB板式电容液位传感装置，其特征在于，所述电容液位传感装置还包括通信模块，所述通信模块与所述处理模块连接，用于将所述电容信号及待测液体的液位向外输出。