專利名稱：浮子式數(shù)字液位傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于測量液位的傳感器，尤其涉及一種基于浮子式的能將液
位高度的測量值以數(shù)字量的形式輸出的液位傳感器。
背景技術：
目前，現(xiàn)有的浮子式液位傳感器內(nèi)部采用的是電阻級聯(lián)形式，通過帶磁鐵的浮子 隨液面變化，使磁感應開關閉合短路部分電阻，再通過檢測電阻值的變化實現(xiàn)檢測液位高 度的方法。這種方法測量精度不高，容易受到干擾，特別是輸出信號為模擬量，與控制器相 連時需經(jīng)A/D轉換成數(shù)字量后才能被CPU處理。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種浮子式數(shù)字液位傳感器，其是基于浮子式的數(shù)字量 工作方式的液位傳感器，能將液位高度的測量值以數(shù)字量的形式輸出。 為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下 浮子式數(shù)字液位傳感器，包括磁性浮子、浮子滑動桿、磁性開關、上拉電阻、并行 輸入串行輸出集成電路和輸入輸出接口，磁性浮子沿固定的浮子滑動桿隨液面上下滑動， 磁性開關連接到并行輸入串行輸出集成電路的并行輸入端子上，并行輸入端子上接上拉電 阻，并行輸入串行輸出集成電路的串行輸出數(shù)據(jù)端子、并行輸入鎖存控制端子、串行輸出移 位時鐘端子分別接到輸入輸出接口上。 上述的磁性開關、上拉電阻和并行輸入串行輸出集成電路組成一個檢測單元，液 位傳感器包括至少一個所述的檢測單元；所述的檢測單元可接八個磁性開關，分別連接到 并行輸入串行輸出集成電路的八個并行輸入端子上，每個并行輸入端子上接一個上拉電 阻；所述檢測單元的數(shù)量為兩個以上時，各檢測單元中的并行輸入串行輸出集成電路的并 行輸入鎖存控制端子和串行輸出移位時鐘端子直接相連，下一檢測單元中的并行輸入串行 輸出集成電路的串行輸出數(shù)據(jù)端子與上一檢測單元中的并行輸入串行輸出集成電路的串 行輸入數(shù)據(jù)端子相連，最上面一個檢測單元的串行輸出數(shù)據(jù)端子與并行輸入鎖存控制端 子、串行輸出移位時鐘端子分別接到輸入輸出接口上；上述的并行輸入串行輸出集成電路 可以采用集成電路74HC165或者集成電路74LS165等實現(xiàn)。 本實用新型的有益效果是液位測量值為數(shù)字信號，無需經(jīng)過A/D轉換，外接信號 線少，檢測精度高，抗干擾能力強，制作簡單，成本低。
圖1是本實用新型浮子式數(shù)字液位傳感器的電路原理圖。 圖2是本實用新型浮子式數(shù)字液位傳感器的單元結構圖。 圖3是本實用新型浮子式數(shù)字液位傳感器的組成結構圖。 圖中1、磁性浮子，2、浮子滑動桿，3、磁性開關，4、上拉電阻，5、并行輸入端子，6、
3并行輸入串行輸出集成電路，7、串行輸出數(shù)據(jù)端子，8、并行輸入鎖存控制端子，9、串行輸出移位時鐘端子，10、串行輸入數(shù)據(jù)端子，11、輸入輸出接口。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細地描述 如圖1至圖3所示，本實用新型的浮子式數(shù)字液位傳感器主要由磁性浮子1、浮子滑動桿2、磁性開關3、上拉電阻4、并行輸入串行輸出集成電路6和輸入輸出接口 11組成；磁性浮子1可以沿固定的浮子滑動桿2隨液面上下滑動；磁性開關3、上拉電阻4和并行輸入串行輸出集成電路6組成一個檢測單元，每個檢測單元可接八個磁性開關3(即開關Sl S8)，分別連接到并行輸入串行輸出集成電路6的八個并行輸入端子5(即端子DO D7)上，同時，每個并行輸入端子5上接一個上拉電阻4，并行輸入串行輸出集成電路6采用集成電路74HC165實現(xiàn)，管腳排列如圖1所示。 由多個圖2所示的單元結構可制成所需量程和精度的液位傳感器，各單元結構連接如圖3所示。各單元中并行輸入串行輸出集成電路6的并行輸入鎖存控制端子8和串行輸出移位時鐘端子9直接相連，下一單元的串行輸出數(shù)據(jù)端子7與上一單元的串行輸入數(shù)據(jù)端子10相連，最上面一個單元的串行輸出數(shù)據(jù)端子7與并行輸入鎖存控制端子8、串行輸出移位時鐘端子9、分別接到輸入輸出接口 ll上，實現(xiàn)檢測數(shù)字量數(shù)據(jù)的輸出。[0015] 下面通過一個實施例來說明本實用新型浮子式數(shù)字液位傳感器的工作原理[0016] 將磁性開關3的一端接地，另一端接到并行輸入串行輸出集成電路6即芯片74HC165上，接到集成電路6的一端接一個大小為2 10KQ的上拉電阻4，以確保磁性開關3打開時，該集成電路端口的電位可靠為高電平，即邏輯狀態(tài)為"1"。當磁性浮子l隨液面運動，對應位置的磁性開關3閉合，該集成電路端口的電平變成低電平，即邏輯狀態(tài)為"O"。每片74HC165上可最多接八個磁性開關3和八個上拉電阻組成一個單元，通過74HC165的鎖存控制端將八個開關的打開邏輯"1"或閉合邏輯"0"狀態(tài)鎖存到芯片內(nèi)部，再由移位時鐘信號通過串行輸出端口輸出出來，根據(jù)輸出的八個數(shù)字量就可知道對應磁性開關3的打開或閉合狀態(tài)，從而就可知道液位的高度。多個上述單元串聯(lián)連接可以測量任意所需要的液位高度，磁性開關之間間距決定檢測精度。由于是數(shù)字量的輸出形式，所以，通過MCU (MicroController Unit，微控制器)控制，很容易把液位高度讀出并顯示。 本實用新型的浮子式數(shù)字液位傳感器的液位測量值為數(shù)字信號，無需經(jīng)過A/D轉換，且電路外接信號線少，檢測精度高，抗干擾能力強，制作簡單，成本低。
權利要求浮子式數(shù)字液位傳感器，其特征在于，該傳感器包括磁性浮子(1)、浮子滑動桿(2)、磁性開關(3)、上拉電阻(4)、并行輸入串行輸出集成電路(6)和輸入輸出接口(11)，磁性浮子(1)沿固定的浮子滑動桿(2)隨液面上下滑動，磁性開關(3)連接到并行輸入串行輸出集成電路(6)的并行輸入端子(5)上，并行輸入端子(5)上接上拉電阻(4)，并行輸入串行輸出集成電路(6)的串行輸出數(shù)據(jù)端子(7)、并行輸入鎖存控制端子(8)、串行輸出移位時鐘端子(9)分別接到輸入輸出接口(11)上。
2. 根據(jù)權利要求l所述的浮子式數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述的磁性開關(3)、 上拉電阻(4)和并行輸入串行輸出集成電路(6)組成一個檢測單元，液位傳感器包括至少 一個所述的檢測單元。
3. 根據(jù)權利要求2所述的浮子式數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述的檢測單元接八 個磁性開關(3)，分別連接到并行輸入串行輸出集成電路(6)的八個并行輸入端子(5)上， 每個并行輸入端子(5)上接一個上拉電阻(4)。
4. 根據(jù)權利要求2所述的浮子式數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述檢測單元的數(shù)量 為兩個以上，各檢測單元中的并行輸入串行輸出集成電路(6)的并行輸入鎖存控制端子 (8)和串行輸出移位時鐘端子(9)直接相連，下一檢測單元中的并行輸入串行輸出集成電 路(6)的串行輸出數(shù)據(jù)端子(7)與上一檢測單元中的并行輸入串行輸出集成電路(6)的串 行輸入數(shù)據(jù)端子(10)相連，最上面一個檢測單元的串行輸出數(shù)據(jù)端子(7)與并行輸入鎖存 控制端子(8)、串行輸出移位時鐘端子(9)分別接到輸入輸出接口 (11)上。
5. 根據(jù)權利要求l-5任一項所述的浮子式數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述的并行 輸入串行輸出集成電路(6)采用集成電路74HC165或集成電路74LS165實現(xiàn)。
專利摘要浮子式數(shù)字液位傳感器涉及一種測量液位的傳感器，該傳感器包括磁性浮子(1)、浮子滑動桿(2)、磁性開關(3)、上拉電阻(4)、并行輸入串行輸出集成電路(6)和輸入輸出接口(11)，磁性浮子(1)沿固定的浮子滑動桿(2)隨液面上下滑動，磁性開關(3)連接到并行輸入串行輸出集成電路(6)的并行輸入端子(5)上，并行輸入端子(5)上接上拉電阻(4)，并行輸入串行輸出集成電路(6)的串行輸出數(shù)據(jù)端子(7)、并行輸入鎖存控制端子(8)、串行輸出移位時鐘端子(9)分別接到輸入輸出接口(11)上。本實用新型的有益效果是液位測量值為數(shù)字信號，外接信號線少，檢測精度高，抗干擾能力強，制作簡單，成本低。
文檔編號G01F23/62GK201463994SQ200920094088
公開日2010年5月12日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權日2009年7月28日
發(fā)明者婁萬軍, 白文峰, 韓莉娜 申請人:長春工業(yè)大學