專利名稱:電容式水位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及水位傳感器,尤其涉及設(shè)有兩個電容器通過電容量比值確定水位 高度以避免溫度對電容量影響的電容式水位傳感器。
背景技術(shù):
水位傳感器廣泛應(yīng)用于我們的日常生活中,例如熱水器、魚缸等一些裝水容器中, 目前,用得較多的水位傳感器為電容式水位傳感器,但是現(xiàn)有的電容式水位傳感器在測量 水位的時候受溫度影響,當水溫變化時,即使水位沒有變化,電容也會隨之變化;例如專利 號97221569. 7記載的一種電容式水位傳感器,其主要組成部分是一個由A電極和B電極加 上兩者之間的介質(zhì)構(gòu)成的電容式探頭,由于水的介電常數(shù)遠大于空氣,因而當浸泡探頭的 高度發(fā)生變化時,其電容值會發(fā)生明顯變化,從而計算出所測水位高度;但是當溫度發(fā)生變 化的時候,例如水位傳感器用在太陽能熱水器的時候,水的溫度也總在起較大變化,傳感器 的電容量也會隨之有較大變化,此時,電容量的改變不一定是水位的變化,此時,傳感器測 出的水位將不準確。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,旨在提供一種設(shè)置有兩個電容器通過電容量的 比值測算水位變化以避免溫度對電容量影響的高精度的電容式水位傳感器。本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的電容式水位傳感器,包括地線端子、第一 電容電極板、第二電容電極板、電容電極板絕緣外殼、三個電極接線端子及導(dǎo)線;電容電極 板絕緣外殼為長條狀殼體,地線端子設(shè)置在電容電極板絕緣外殼一端的底部;設(shè)置有地線 端子一端的電容電極板絕緣外殼為電容電極板絕緣外殼底端,電容電極板絕緣外殼另一端 為電容電極板絕緣上端;第一電容電極板及第二電容電極板為與電容電極板絕緣外殼對應(yīng) 的條狀電極板,第一電容電極板較短于第二電容電極板,第一電容電極板設(shè)置于電容電極 板絕緣外殼的內(nèi)部靠近電容電極板絕緣外殼底端處,第二電容電極板設(shè)置于電容電極板絕 緣外殼的內(nèi)部上端;所述的三個電極接線端子,其中,包括兩個同性電極接線端子及一個異 性電極接線端子;所述的兩個同性電極接線端子通過導(dǎo)線分別與第一電容電極板及第二電 容電極板電連接,所述的異性電極接線端子通過導(dǎo)線與地線端子電連接;第一電容電極板 與地線端子組成第一電容,第二電容電極板與地線端子組成第二電容。本實用新型還包括一溫度傳感器,所述的溫度傳感器設(shè)置在所述電容電極板絕緣 外殼底端或者所述地線端子里面;溫度傳感器設(shè)置有溫度傳感器信號輸出端口。所述的第一電容電極板及第二電容電極板為覆銅板。本實用新型的有益效果在于其一、本實用新型設(shè)置在室內(nèi)的用水裝置還設(shè)置有 控制主板,控制主板上設(shè)置有MCU電路板,MCU電路板分別與三個電極接線端子電連接,MCU 電路板還設(shè)有與溫度傳感器上設(shè)置的溫度傳感器信號輸出端口信號連接的端口 ;在使用本 實用新型的帶自動校正的電容式水位傳感器之前,先將傳感器安裝于盛水容器,電容電極
3板絕緣外殼的底端安裝于盛水容器的底部,電容電極板絕緣外殼的上端安裝于盛水容器 上部,第一電容電極板與地線端子組成第一電容C1,第二電容電極板與地線端子組成第二 電容C2 ;在測量之前,將第一電容電極板處于水面以下,第二電容電極板處于水面以上,盛 水容器進水前,水面高度為A-A\MCU電路板分別記錄第一電容C1、第二電容C2的值,并計 算出比值C2/C1 = H1,此時記錄的是零水位0%。然后開始加水,當水位浸沒第二電容電極 板時,水面高度為B-B\MCU電路板分別記錄第一電容C1、第二電容C2的值,并計算出比值 C2/C1 = H2,此時是滿水位100%。盛水容器用水時,水面高度將慢慢降低,MCU電路板同樣 分別記錄第一電容C1、第二電容C2的值,并計算出比值C2/C1 = If,那么,當前的水面高度 為Of -HI) / (H2-H1) X100 %。最后,將測量的結(jié)果通過水位信號輸出端口傳至外設(shè)的主控板 顯示出來,以便控制水位;如此設(shè)計的結(jié)構(gòu),當本水位傳感器用于像太陽能熱水器之類溫度 變化較大的盛水容器時,即使溫度發(fā)生了變化,電容器的電容量發(fā)生變化時,第二電容與第 一電容的比值不受其影響,確保了測量水位的精度;第二、本實用新型還設(shè)置有一溫度傳感 器,在本實用新型用于像熱水器之類的盛水容器時,可以通過溫度傳感器讀出水溫。
圖1為本實用新型之整體結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實用新型之水位浸沒第一電容電極板的示意圖;圖3為本實用新型之水位浸沒第二電容電極板的示意圖;圖4為本實用新型之測量水位的示意圖。圖中,地線端子一 1 ;第一電容電極板_2 ;第二電容電極板_3 ;電容電極板絕緣 外殼-4 ;電極接線端子_51、52、53 ;溫度傳感器-6 ;溫度傳感器信號輸出端口 _7 ;盛水容 器_8。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的結(jié)構(gòu)作進一步說明。參照圖1所示,本實用新型包括地線端子1、第一電容電極板2、第二電容電極板3、 電容電極板絕緣外殼4、電極接線端子51、52、53及導(dǎo)線;第一電容電極板2及第二電容電 極板3為覆銅板;電容電極板絕緣外殼4為長條狀殼體,地線端子1設(shè)置在電容電極板絕緣 外殼4 一端的底部;設(shè)置有地線端子1 一端的電容電極板絕緣外殼4為電容電極板絕緣外 殼4底端,電容電極板絕緣外殼4另一端為電容電極板絕緣4上端;第一電容電極板2及第 二電容電極板3為與電容電極板絕緣外殼4對應(yīng)的條狀電極板,第一電容電極板2較短于 第二電容電極板3,第一電容電極板2設(shè)置于電容電極板絕緣外殼4的內(nèi)部靠近電容電極板 絕緣外殼4底端處,第二電容電極板3設(shè)置于電容電極板絕緣外殼4的內(nèi)部上端并占住電 容電極板絕緣外殼4上端大部分位置;三個電極接線端子51、52、53,其中,包括兩個同性電 極接線端子51、52及一個異性電極接線端子53 ;兩個同性電極接線端子51、52通過導(dǎo)線分 別與第一電容電極板2及第二電容電極板3電連接,異性電極接線端子53通過導(dǎo)線與地線 端子1電連接,本實用新型設(shè)置在室內(nèi)的用水裝置還設(shè)置有控制主板,控制主板上設(shè)置有 MCU電路板,MCU電路板分別與三個電極接線端子51、52、53另一端電連接;第一電容電極 板2與地線端子1組成第一電容,第二電容電極板3與地線端子1組成第二電容。本實用新型還包括溫度傳感器6,溫度傳感器6設(shè)置在所述電容電極板絕緣外殼4底端或者地線端子1里面;溫度傳感器6設(shè)置有溫度傳感器信號輸出端口 7,本實用新型設(shè) 置在室內(nèi)的用水裝置上的MCU電路板還設(shè)有與溫度傳感器6上設(shè)置的溫度傳感器信號輸出 端口 7信號連接的溫度傳感器信號輸入端口,溫度傳感器信號輸出端口 7與MCU電路板之 溫度傳感器信號輸入端口通過導(dǎo)線信號連接。MCU電路板上還設(shè)置有水位信號輸出端口和 溫度信號輸出端口,水位信號輸出端口和溫度信號輸出端口分別將MCU電路板上測得的水 位和溫度傳輸給室內(nèi)用水設(shè)備的控制主板上。在具體使用本水位傳感器時,如圖2所示,先將傳感器安裝于盛水容器8,電容電 極板絕緣外殼4的底端安裝于盛水容器8的底部,電容電極板絕緣外殼4的上端安裝于盛 水容器8上部;在測量之前,將第一電容電極板2處于水面以下,第二電容電極板3處于水 面以上,此時的水面高度為A-A\MCU電路板分別記錄第一電容C1、第二電容C2的值,并計 算出比值C2/C1 =H1,此時記錄的是零水位0%。然后開始加水,當水位浸沒第二電容電極 板3時,參照圖3所示,水面高度為B-B—,MCU電路板分別記錄第一電容C1、第二電容C2的 值,并計算出比值C2/C1 =H2,此時是滿水位100%。盛水容器8用水時,參照圖4所示,水 面高度將慢慢降低,當水面降低到一定的時候,假設(shè)此時的水面高度為X-X—,MCU電路板同 樣分別記錄第一電容C1、第二電容C2的值,并計算出比值C2/C1 =礦,那么,當前的水面 高度為Of -HI) / (H2-H1) X100 %。最后,將測量的結(jié)果通過水位信號輸出端口傳至外設(shè)的主 控板顯示出來,以便控制水位;如此設(shè)計的結(jié)構(gòu),當本水位傳感器用于像太陽能熱水器之類 溫度變化較大的盛水容器8時,即使溫度發(fā)生了變化,電容器的電容量發(fā)生變化時,第二電 容與第一電容的比值不變,確保了測量水位的精度。具體來說,例如將本實用新型的水位傳感器應(yīng)用于太陽能熱水器上,太陽能熱水 器的儲水箱的最高水位為0. 5M,最低水位為0. 1M,最低水位時剛好淹沒第一電容電極板2, 此時C2/C1 = H1,記錄的是零水位0% ;當水位為0. 5M時剛好淹沒第二電容電極板3,此時 C2/C1 = H2,記錄的是最高水位100%, HI = 0. 2H2 ;當用水的時候,水面高度下降到X-X、, MCU電路板同樣分別記錄第一電容C1、第二電容C2的值,并計算出比值C2/C1 == 0. 8H2,那么,當前的水面高度為0T-H1)/(H2-H1)X0. 5M = 0. 375M。假設(shè)當此時用戶停止用 水,太陽能熱水器內(nèi)水溫由原來的35度上升為45度的時候,此時的第一電容C1、第二電容 C2的電容值都增加了,但是0T-H1)/(H2-H1)X0. 5M = 0. 375M的結(jié)果不變。如此,即確保了 電容式水位傳感器可以在像熱水器之類的儲水箱上應(yīng)用,且其測得的水位結(jié)果精度準確。在用于像熱水器之類的盛水容器8時,還可以通過溫度傳感器6讀出水溫。根據(jù)上述說明書的揭示和指導(dǎo),本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實 施方式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此,本實用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實施 方式,對本實用新型的一些修改和變更也應(yīng)當落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。 此外,盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語,但這些術(shù)語只是為了方便說明,并不對本實 用新型構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求電容式水位傳感器,其特征在于包括地線端子、第一電容電極板、第二電容電極板、電容電極板絕緣外殼、三個電極接線端子及導(dǎo)線;電容電極板絕緣外殼為長條狀殼體,地線端子設(shè)置在電容電極板絕緣外殼一端的底部;設(shè)置有地線端子一端的電容電極板絕緣外殼為電容電極板絕緣外殼底端,電容電極板絕緣外殼另一端為電容電極板絕緣上端;第一電容電極板及第二電容電極板為與電容電極板絕緣外殼對應(yīng)的條狀電極板,第一電容電極板較短于第二電容電極板,第一電容電極板設(shè)置于電容電極板絕緣外殼的內(nèi)部靠近電容電極板絕緣外殼底端處,第二電容電極板設(shè)置于電容電極板絕緣外殼的內(nèi)部上端;所述的三個電極接線端子,其中,包括兩個同性電極接線端子及一個異性電極接線端子;所述的兩個同性電極接線端子通過導(dǎo)線分別與第一電容電極板及第二電容電極板電連接,所述的異性電極接線端子通過導(dǎo)線與地線端子電連接;第一電容電極板與地線端子組成第一電容,第二電容電極板與地線端子組成第二電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶自動校正的電容式水位傳感器,其特征在于還包括一溫 度傳感器,所述的溫度傳感器設(shè)置在所述電容電極板絕緣外殼底端或者所述地線端子里 面;溫度傳感器設(shè)置有溫度傳感器信號輸出端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶自動校正的電容式水位傳感器,其特征在于所述的第一 電容電極板及第二電容電極板為覆銅板。
專利摘要本實用新型公開了一種電容式水位傳感器,涉及水位傳感器技術(shù)領(lǐng)域,包括地線端子、第一電容電極板、第二電容電極板、電容電極板絕緣外殼、兩個同性電極接線端子及一個異性電極接線端子;所述的兩個同性電極接線端子通過導(dǎo)線分別與第一電容電極板及第二電容電極板電連接,所述的異性電極接線端子通過導(dǎo)線與地線端子電連接;第一電容電極板與地線端子組成第一電容,第二電容電極板與地線端子組成第二電容;其有益效果在于當本水位傳感器用于像太陽能熱水器之類溫度變化較大的盛水容器時,即使溫度發(fā)生了變化,電容器的電容量發(fā)生變化時,第二電容與第一電容的比值不受其影響,確保了測量水位的精度。
文檔編號G01F23/26GK201765027SQ20102029357
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者黎繼興 申請人:深圳市南方泰科軟件技術(shù)有限公司