CN201218744Y - 一种非接触式水位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的非接触式水位传感器属于测量应用技术领域，涉及液位测量技术，特别涉及水位测量技术。将多点测量模块(4)密封在空心容器(5)内作为可随水面浮动的测量探头(1)，测量探头以转动联结方式与支撑杆(6)连接，随着液位变化，测量探头自由端在浮力作用下浮起，以联结点为支点偏转倾斜，测量模块方位发生变化，方向开关依次导通或断路，实现液位指示。测量状态仅与方向开关的倾斜角度和测量探头的偏转角度有关，与测量模块所处的位置无关。主要适用于水位测量，也可适用于其他液位测量，还可适用于高度指示及角度指示等领域。具有电路简单，可靠性，生产工艺简单，产品成本和维护成本低，使用寿命长等特点。

Description

一种非接触式水位传感器

一、技术领域

本实用新型属于测量应用技术领域，涉及液位测量技术，特别涉及水位测量技术。

二、背景技术

液位控制是一种较为成熟的通用控制技术，在现代工业生产和生活中无处不在。

现在国内太阳能热水器生产商采用的水位传感器多为接触式传感器，即将水作为导电介质以电极作为水位测量探头1。在测量探头接触或浸泡在水中时，电路导通，指示灯亮起或启动控制电路，结构示意于附图1。该类传感器由于所用电极材料直接与水接触，特别是在水温接近100℃时，水垢会沉积在测量电极材料表面，从而降低电极的导电能力，造成非预期的电路开路，导致水位传感器不能正常工作，水位指示异常。

ZL 200720027694介绍了一种非接触式传感器，将方向开关密封在空心容器内形成的可浮于水面的测量探头1(也称浮子)，多个并联联接而成，结构示意于附图2。测量探头1通过联线2悬挂于液面上方，在通电状态下电路呈开路状态，液面上升时，测量探头在浮力作用下倾倒、近于水平状态时方向开关导通，从而实现对液面位置的指示。该方法可以解决水垢沉积引起的问题，但由于该传感器需长期浸泡在水中，密封要求较高。

三、发明内容

本实用新型旨在克服现有传感器在密封方面的不足，提供一种方便、实用，工作可靠的非接触式传感器。

本实用新型的目的是这样实现的，将由方向开关组件组成的多点测量模块密封在空心容器内作为可随水面浮动的测量探头，测量探头以转动联结方式与支撑杆连接，测量探头自然下垂，随着液位变化，测量探头在浮力作用下以联结点为支点偏转倾斜，密封在容器内的测量模块方位发生变化，根据方向开关的布设角度，方向开关依次导通或断路，通过外接匹配的指示系统，实现液位指示。

本实用新型涉及的非接触式水位传感器，由多点测量模块4、空心容器5、支撑杆6以及联结机构7组成，结构示意于附图3。多点测量模块4密封在空心容器5内形成测量探头1，测量探头1通过连接机构7与支撑杆6以转动方式连接，支撑杆6与测量探头1的联结方式以保证测量探头1在同一平面内运动为原则，多点测量模块4中所有方向开关K共平面，且与测量探头1运动构成的平面平行；信号线2与外接指示器3相连。

随着液位变化，测量探头1以连结点为支点偏转倾斜，使密封在空心容器5内的测量模块4的方位发生变化，依方向开关的布设角度，方向开关依次导通或断路，通过外接匹配的指示系统，实现液位指示。

本实用新型涉及的非接触式水位传感器所用多点测量模块4为由n组方向开关K和匹配电阻R组成的方向开关组件以串联或并联方式连接在一起，形成的由一组信号线输出的测量电路(电路原理如附图4、5所示)；所有方向开关K共平面、各方向开关K之间依次错开一定角度布设在电路板8上得到多点测量模块，方向开关K的一种布设结构示意于附图6所示。

本实用新型涉及的非接触式水位传感器，所用空心容器5为细长空心容器。

本实用新型涉及的非接触式水位传感器，所用的测量探头1的封装形式可以是任何一种能使多点测量模块4与水隔绝，整体密度小于1的封装形式，封装方式可以是采用胶粘剂、橡胶、塑料等材料使测量探头1浮于水面的任何一种可行的封装方案。

本实用新型涉及的水位传感器为多点测量装置，可以设置多个测量点，从而实现对液位的多点监视，在满足绝缘封装要求的条件下，测量点可以无数多。测量点数由测量模块的方向开关组件组数确定，一般不超过15个，优选10个以内，推荐为3～7个测量点，优选3～5个测量点。

本实用新型涉及的非接触式水位传感器具有电路简单，可靠性好等优点，测量状态仅与方向开关的倾斜角度和测量探头的偏转角度有关，与测量探头所处的位置无关。

本实用新型涉及的非接触式水位传感器生产工艺简单，产品成本和维护成本低，指示可靠，使用寿命长。

本实用新型涉及的非接触式水位传感器，主要适用于水位测量，通过模块的方位变化反映不同的位置，也可适用于其他液位测量，还可适用于高度指示及角度指示等领域。

四、附图说明

附图1一种接触式水位传感器结构示意图

附图2一种非接触式水位传感器结构示意图

附图3本发明涉及的非接触式水位传感器的结构示意图

附图4本发明涉及的非接触式水位传感器的串联电路原理图

附图5本发明涉及的非接触式水位传感器的并联电路原理图

附图6测量模块的一种结构示意图

附图7一种连接结构示意图

附图8一种四测量点非接触式水位传感器工作原理图

其中：1-测量探头；2-信号线；3-指示系统；4-测量模块；5-容器；6-支撑杆；7-连接机构；8-电路板；9-水箱

五、具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型提出的技术方案进行进一步说明，但不作为对实用新型提出的技术方案的限制。任何一种可以实现的本发明目的的多点测量模块中方向开关的布设方式均构成本发明的一部分；任何一种可以实现测量探头在自由状态自然下垂并可以自由偏转的联结方式均构成本发明的一部分。

下面以一种四测量点非接触式传感器为例对本实用新型提出的技术方案进行进一步说明。

采用四个SW-300滚珠开关K1、K2、K3、K4和四个10kΩ的匹配电阻R1、R2、R3、R4按附图4的电路连接并引出信号线；四个SW-300滚珠开关共平面且与电路板平行，按照逆时针方向与水平成10°、20°、30°、40°自下而上依次排列，固定在10mm*100mm的电路板上构成四点测量模块4。

采用一端封口另一端带有内撑螺纹的长300mm、直径16mm的聚丙烯管作为空心容器5，将四点测量模块4通过内撑螺丝固定在空心容器5中，形成测量探头1；采用直径16mm、长100mm的聚丙烯管作为支撑杆6；采用附图7所示结构的尼龙铰链将测量探头1和支撑杆6可靠连接，电路板8与测量探头1运动形成的平面平行。

本实施例给出的非接触式水位传感器，工作原理如附图8所示，传感器通过支撑杆6以通用方式固定在水箱9上，测量探头1与水位指示系统3连接形成指示回路，无水时测量探头1自然悬垂近似垂直状态，水位指示系统3显示零水位(如附图8a所示)。向水箱注水时，随水位上升测量探头4自由端由于浮力作用慢慢浮起，发生偏转，K1处于水平状态时导通，指示该处水位(如附图8b所示)；水位继续上升，测量探头4自由端由于浮力作用继续上浮，偏转角度增大，K2处于水平状态时导通，指示该处水位(如附图8c所示)；随着水位继续上升，测量探头4自由端由于浮力作用继续上浮，偏转角度增大，K3、K4依次达到水平状态并导通，指示对应水位(如附图8d、8e所示)。放水时，随着水位下降，K4、K3、K2、K1依次断路从而实现对液面位置的指示。

Claims (10)

1一种非接触式水位传感器，由多点测量模块(4)、空心容器(5)、支撑杆(6)以及联结机构(7)组成，其特征在于：多点测量模块(4)密封在空心容器(5)内形成测量探头(1)，测量探头(1)通过连接机构(7)与支撑杆(6)以转动方式连接，支撑杆(6)与测量探头(1)的联结方式以保证测量探头(1)在同一平面内运动为原则，多点测量模块(4)中所有方向开关K共平面，且与测量探头(1)运动构成的平面平行；信号线(2)输出指示信号。

2权利要求1所述的非接触式水位传感器，其特征在于所用多点测量模块(4)为由n组方向开关K和匹配电阻R组成的方向开关组件以并联方式连接在一起成的由一组信号线输出的测量电路；各方向开关K之间依次错开一定角度布设在电路板(8)上。

3权利要求1所述的非接触式水位传感器，其特征在于所用多点测量模块(4)为由n组方向开关K和匹配电阻R组成的方向开关组件以串联方式连接在一起形成的由一组信号线输出的测量电路；各方向开关K之间依次错开一定角度布设在电路板(8)上。

4权利要求1所述的非接触式水位传感器，其特征在于所用空心容器(5)为细长空心容器。

5权利要求4所述的非接触式水位传感器，其特征在于所用空心容器(5)为内撑螺纹的长300mm、直径16mm的聚丙烯管。

6权利要求1所述的非接触式水位传感器，其特征在于所用的测量探头(1)的封装形式可以是任何一种能使多点测量模块(4)与水隔绝，整体密度小于1的封装形式。

7权利要求1所述的非接触式水位传感器，其特征在于测量点数不超过15。

8权利要求7所述的非接触式水位传感器，其特征在于测量点数介于2～10之间。

9权利要求8所述的非接触式水位传感器，其特征在于测量点数介于3～7之间。

10权利要求9所述的非接触式水位传感器，其特征在于测量点数介于3～5之间。

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