雙向數控式液位傳感器的製作方法

2023-10-04 03:37:14

專利名稱：雙向數控式液位傳感器的製作方法
一種雙向數控式液位傳感器屬於電子器件，通常用於自動控制領域。在國際專利分類表中應分為H01類。
目前，通常所使用的液位傳感測量液位高度，準確度較差，尤其在搖晃波動液體及垂直波動液體作液位測量控制，更無法保證準確度。
根據最新2004年12月8日公知的雙向可潛式液位傳感器技術，可抗搖晃橫向水流衝擊和波動液體垂直衝擊，可潛性強。準確控制不漏電，壽命往復動作超過50萬次，卻無法解決測量液位雙向的高度，及配置各種控制裝置進行液體、液位雙向數控式程序控制。
本發明的目的在於提供一種全新理念的新式液位傳感器，所述的液位傳感器準確測量液位的高度，有雙向測量液位的功能，不但同時分別輸出2個不同參數的液位值而且配置各種自動控制裝置進行各種液位雙向程序控制。抗液體橫向和垂直波動衝擊能力強，在惡劣環境條件下不會產生錯誤的控制信號，壽命長往復動作，超過50萬次不錯控。
本發明是通過下述技術方案實現的；所述的液位傳感器有一個殼體(4)，殼體(4)內正中部位垂直設置有一個方圓形導管(17)，導管(17)內是垂直中空體(21)，中空體(21)上端是封閉層，下端垂直設置有一個方圓形浮筒(12)，浮筒(12)內下兩邊分別設置有永磁體(11)、浮筒(12)外面上下設置有導向環。
導管、浮筒總成的工作原理如下
導管、浮筒總成的工作原理如附圖1浮筒總成(12)垂直設置在導管(17)的中空體內，導向環(13)是設置在浮筒上下兩邊，主要是減少浮筒(12)垂直往復運動的阻力，永磁體隨浮筒(12)液位升高或降低作媒控制磁感開關的正常工作，排氣孔由(16)完成。
本發明的雙向液體傳感器，從附圖1可看到方圓形導管(17)外面兩邊垂直中空體(22)、(23)中空體(22)、(23)垂直下往上分別設置有兩個不同的磁感變阻器(5)、(14)，1個是幹簧管式磁感變阻器(5)，另1個是霍耳式磁感變阻器(14)，中空體(22)、(23)的磁感變阻器(5)、(14)由環氧膠合材料封閉，引出口由裝飾帽(2)頂面引出線(1)完成。
磁感變阻器工作原理如下幹黃管式磁感變阻器，其工作原理如附圖2D、E為磁感變阻器的引出接口，R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29是串連電阻，K1、K2、K3、K4、5K、K6、K7、K8、K9、K10為磁感變阻器的變阻開關。在圖2中R1、K1設在液位最高點，R29、K10設在液位最低點，當液位在最低位浮筒跟著降落到最低點，K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9處於關閉狀態，而K10被浮筒內的永磁體啟動，阻抗處於最大狀態，如果液位升高，浮筒隨著升高，K9被永磁體啟動，K10處於關閉狀態，迴路阻值已改變，按此工作原理，浮筒(12)磁塊(11)隨著液位的升高和降低往復垂直運動在導管(17)的中空體(21)內，而K1-K10分別被啟動和關閉，D、E兩點輸出阻抗也就跟著改變。
霍耳磁感變阻器，其工作原理如附圖3A、B、C為霍耳磁感變阻器的引出接口，H1、H2、H3、H4、H5是集成霍耳開關器，圖中H1、H2、H3、H4、H5的第1腳是電源正極輸入，B為電源「+」極公共點，2腳是開關輸出。
電阻器R1、R3、R5、R7、R9，分別一端接霍耳開關H1、H2、H3、H4、H5的第2腳，另一端分別接二極體D1、D2、D3、D4、D5的「+」極，D1、D2、D3、D4、D5的「-」極為輸出公共點，由C點引出，而電阻R2、R4、R6、R8、R10為分壓電阻，一端接D1、D2、D3、D4、D5「+」極，另一端分別接霍耳開關3腳迴路到A點，D1、D2、D3、D4、D5各組所輸出電位的高低分別取決於電阻器R1、R3、R5、R7、R9阻值的大小。在圖3中H1設在液位最高點，H5設在液位最低點，當液位在最低位浮筒跟著降落到最低點，H1、H2、H3、H4處於關閉狀態，而H5被浮筒內的永磁體啟動，如果液位升高，浮筒隨著升高，H4被永磁體啟動，H5處於關閉狀態，迴路阻值已改變。按此工作原理，浮筒(12)、磁塊(11)隨著液位的升高和降低往復垂直運動在導管(17)的中空體內(21)，而H1、H2、H3、H4、H5分別被啟動和關閉，C點輸出電阻及電位也就跟著改變。
本發明所述的雙向數控式液位傳感器從圖1可詳細看到殼體(4)的下端螺紋(7)連按一隻底座總成(8)，底座總成(8)正上方設置一個弧形反射器(10)，弧形反射器(10)正下方開有進液口(9)，弧形反射器(10)由底座總成(8)螺紋(7)鎖緊。
弧形反射器的工作原理在正常液位沒有垂直波動衝擊的情況下，液體由進液口(9)繞過弧形反射器進入上進液口(20)到達浮筒底面推動浮筒作往復活動。當液體產生垂直波動衝擊，液體從下進液口(9)垂直向弧形反射器(10)衝擊，反射器(10)聚焦反射回進液口(9)，這樣自動平衡波動液體的垂直衝擊。
從圖1更加詳細地看到，本雙向數控式液位傳感器殼體(4)外面垂直兩邊上往下設置有2行孔口(16)，是保證浮筒(12)在導管中空體內(21)作往復運動所產生氣壓的排放，殼體(4)上端螺紋(18)連接方式與裝飾帽(2)連接，裝飾帽(2)外下端設置有固定螺紋(3)作傳感器的固定器，而裝飾帽(2)正上面開有引線口(1)供使用者連接入電路控制裝置。
下面敘述本發明各部件設計的工作原理1、外殼體該雙向數控式液位傳感器的外殼體(4)是閉合懸浮式設計，抗水平橫向液體的衝擊。
2、浮筒總成浮筒總成(12)是活塞懸浮式設計，由於提高測量液位的精確度及雙向測量功能，永磁塊(11)閉合設置在浮筒(12)的下端兩邊。
3、幹簧管式磁感變阻器磁感變阻器(5)垂直從下端往上端採用刻度式設計，每隻幹簧管的距離相等，幹簧管有規定的阻抗參數，保證測量液位的準確度。填料(6)是由環氧膠合體凝固包住磁感變阻器。
4、霍耳式磁感變阻器霍耳式磁感變阻器(14)垂直從下端往上端採用刻度式設計，每隻霍耳開關距離相等，各只電阻有規定的阻值，由二極體作各級的反壓保護，填料(15)是環氧膠合體凝固包住磁感變阻器。
5、弧形反射器弧形反射器(10)是抗液體垂直波動衝擊而設計，其的原理是根據圓弧形聚焦反射的原理平衡波動液體的垂直衝擊。
6、底座總成底座總成(8)是保證鎖定反射器(10)和準確讓液體衝擊反射器的中心部位。
7、裝飾帽裝飾帽(2)下外螺口作傳感器固定器(3)和裝飾保護，保證傳感器引出接線口(1)牢固耐用，由螺紋(18)鎖緊。
製造材料本雙向數控式液位傳感器，殼體(4)、浮筒(12)裝飾帽(2)底座總成(8)、反射器(10)、導管(17)等部件是選用不鏽鋼等金屬材料加工或所需各種塑料加熱模具壓注、吹塑而成。
磁感變阻器(5)、(14)採用幹簧二極體、金屬膜電阻、玻纖電路板、霍耳開關、二極體所組成。磁感變阻器(5)、(14)封裝材料採用環氧樹脂混合材料合成或加熱注塑封裝而成。永磁體是採用小方塊或圓磁塊。
雙向數控式液位傳感器試驗結果及使用情況1、測量液位精確度±5％。
2、垂直波動衝擊誤差±10％。
3、作壽命測試在額定電壓24伏啟動通過額定電流1毫安，6秒垂直往復速度，行程25釐米約50萬次不錯控。
4、把傳感器垂直插進20釐米液位作水平搖晃，搖晃角度為90°約5秒往復一次，誤差顯示1釐米。
5、作垂直波動衝擊試驗，在10釐米液位作垂直向下衝擊20釐米，約2秒往復速度垂直試驗，最大誤差1-2釐米，約±10％。
6、抗雜物卡死試驗把傳感器底部進液口用封口膠薄膜封死，液體不能從底面進液口進入，垂直向下插進20釐米液位，約6秒正常測得20釐米液位。
7、用2支傳感器安裝在航海船上作淡水自來水供給控制顯示，4個月性能良好無錯誤顯示。
8、作雙向測量試驗性能達到以上各項相對標準。
實踐證明，本發明具有下述優點可準確測量雙向液位的高度，抗液體橫向和垂直波動衝擊能力強，誤差顯示少，壽命長，垂直往復動作超過50萬次。


圖1是本液位傳感器的結構圖；圖2、圖3是本液體傳感器的電路圖。
權利要求
1.一種雙向數控式液位傳感器，該液位傳感器有一個殼體(4)，主要特徵在於所述液體傳感器殼體(4)內設置有一個方圓形導管(17)，導管(17)內是垂直中空體(21)，中空體上方是封閉面(19)，下方設置有一個方圓形浮筒(12)，浮筒(12)內下面兩邊分別設置有永磁體(11)，浮筒(12)外面上下設置有導向環(13)，導管(17)外面兩邊是垂直中空體(22)、(23)，中空體(22)、(23)垂直從下往上分別設置有兩個不同的磁感變阻器(5)、(14)，1個是幹簧管式磁感變阻器(5)，另一個是霍耳式磁感變阻器(14)，磁感變阻器由環氧膠合體保護，殼體(4)下端連接底座總成(8)，底座(8)正中部位開有進液口(9)，進液口(9)上方設置有一個弧形反射器(10)，反射器上面設有進液口(20)，殼體(4)外面垂直上往下相對開有兩行排氣孔(16)，殼體(4)上端連接裝飾帽(2)，傳感器引出接口由裝飾帽(2)頂面引出接口(1)完成。
2.根據權利要求1所述的雙向數控式液位傳感器其特徵在於所述殼體(4)內正中部位垂直設置有一個方圓形導管(17)，導管內(17)是垂直中空體(21)，中空體(21)上端是封閉面(19)，下端垂直設置有一個方圓形浮筒(12)，浮筒(12)內下兩邊分別設置有永磁體(11)，浮筒(12)外面上下設置有導向環作浮筒的導向器。
3.根據權利要求所述的雙向數控式液位傳感器，其特徵在於所述方圓形導管(17)外面兩邊垂直中空體(22)、(23)垂直下端往上端分別設置有兩個不同的磁感變阻器(5)、(14)，1個是幹簧管式磁感變阻器(5)，另1個是霍耳式磁感變阻器(14)。
4.根據權利要求1所述的雙向數控式液位傳感器，其特徵在於有2個磁感變阻器(5)、(14)，1個是幹簧管式磁感變阻器(5)是由電阻串連，幹簧二極體作分阻開關迴路組成；另1個是霍耳式磁感變阻器(14)，是由霍耳開關元件並連和電阻並串連、二極體作反壓保護及分阻迴路組成。
5.根據權利要求1所述的雙向數控式液位傳感器其特徵在於方圓形導管(17)外2個中空體(22)、(23)下端往上端由環氧膠合體作填料封閉或加熱壓注塑封而成作磁感變阻器的保護體。
6.根據權利要求1所述的雙向數控式液位傳感器其特徵在於殼體(4)下端連接1個底座總成(8)，總成(8)正中部位開有進液口(9)，內設置有1個弧形反射器(10)，反射(10)上面設置有進液口(20)，反射器總成(10)由底座總成(8)螺紋鎖緊(7)。
7.根據權利要求1所述的雙向數控式液位傳感器，其特徵在於殼體(4)外面垂直上往下兩邊對開有孔口(16)上為排氣孔口，下是高位進液孔口。
8.根據權利要求1所述的雙向數控式液位傳感器，其特徵在於殼體(4)上端螺紋(18)連接有裝飾帽(2)，裝飾帽(2)下外面設置有傳感器外連接固定螺口(3)。
9.根據權利要求1所述的雙向數控式液位傳感器，其特徵在於裝飾帽(2)上面正中部位設置有傳感器引出接口(1)引線完成。
10.根據權利要求1所述的雙向數控式液位傳感器，其特徵在於是1個閉合懸浮式雙向液位傳感器。
全文摘要
一種雙向數控式液位傳感器，由杆形活塞式結構的閉合液浮技術；和幹簧管開關式；霍爾磁感開關式變阻技術所構成的一種雙向數控式液位傳感器。所述的雙向數控式液位傳感器由杆形殼體(4)，浮筒(12)，內導管(17)組成一個閉合液浮裝置；幹簧管式變阻器(5)；霍爾開關式變阻器(14)組成兩個不同輸出參數的磁感變阻器，由永磁體(11)裝置在浮筒(12)的下端(11)，隨浮筒在液浮的作用下，液位升高或降低磁感變阻器所輸出參數也跟著改變。弧形反射器(10)是抗液體垂直波動衝擊，傳感器引出接口由裝飾帽(2)頂面引出接口(1)完成。本發明具有下述優點準確測量液位雙向的高度抗液體橫向垂直波動衝擊能力強，壽命長，垂直往復動作超過50萬次不錯控。
文檔編號G01F23/30GK1648619SQ20041009971
公開日2005年8月3日 申請日期2004年12月27日 優先權日2004年12月27日
發明者林利 申請人:林利