專(zhuān)利名稱(chēng)：液溫液位測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液溫液位測(cè)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的液位傳感系統(tǒng)大多為電極式、串聯(lián)電阻式和傳統(tǒng)電容式，所采用的防凍系統(tǒng)也多采用電加熱帶，管道排空等，主要存在以下問(wèn)題一、無(wú)法真正做到抗結(jié)垢以及待測(cè)液體中懸浮物的粘附，所以容易因?yàn)榇郎y(cè)液體中污垢以及電化學(xué)腐蝕等因素，使得其使用壽命很短，同時(shí)由于其測(cè)量依賴(lài)于待測(cè)液體的良好導(dǎo)電性能，故對(duì)所測(cè)液體的導(dǎo)電性還有較高要求，對(duì)于導(dǎo)電能力不同的液體，串聯(lián)電阻式的測(cè)量結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)較大的誤差，甚至是測(cè)量結(jié)果錯(cuò)誤，不適宜更多液體的液位測(cè)量。 二、耐腐蝕性差，同樣影響使用壽命，由于結(jié)垢和腐蝕的影響，在使用壽命的后期將出現(xiàn)嚴(yán)重漂移誤差甚至是失效。三、由于待測(cè)液體中有電流通過(guò)，會(huì)與待測(cè)液體中的電解質(zhì)以及電極之間產(chǎn)生電解作用，影響待測(cè)液體的成分，造成待測(cè)液體污染，同時(shí)其電解所產(chǎn)生的微量氣泡會(huì)聚集在各個(gè)電極端，使得串聯(lián)電阻式或電極式的各電極端之間的電阻升高，其效果等同于水位的上升或下降，隨著氣泡聚集量的增多或減少，測(cè)量結(jié)果會(huì)隨之逐漸偏移正確液位數(shù)值。四、傳統(tǒng)電容式液位計(jì)由于是通過(guò)測(cè)量?jī)蓸O板間的電容的變化來(lái)測(cè)量液面的高低，兩電極間的介質(zhì)是液體及其上面的氣體，只有當(dāng)待測(cè)液體與氣體的介電常數(shù)不同且恒定時(shí)，才能準(zhǔn)確的測(cè)量電容值隨液位的變化，從而反映出水位的高低變化，但由于待測(cè)液體與液體上面的氣體的介電常數(shù)在實(shí)際的環(huán)境中是不可能保持恒定不變的，而且在大多數(shù)情況下會(huì)由于受溫度和濕度等外界環(huán)境的影響，其介電常數(shù)將產(chǎn)生較大的變化，此時(shí)即使水位無(wú)變化，電容值也會(huì)隨著介電常數(shù)的變化而變化，從而使得測(cè)量的電容值無(wú)法準(zhǔn)確反映出實(shí)際水位的高低。五、同時(shí)傳統(tǒng)電容式液位傳感系統(tǒng)則無(wú)法適應(yīng)多種待測(cè)測(cè)液體，每測(cè)一種待測(cè)液體都需要調(diào)試傳感器的參數(shù)，這是因?yàn)橐后w的介電常數(shù)一般來(lái)說(shuō)是隨著溫度、時(shí)間和所在地區(qū)的不同而不同，對(duì)不同的待測(cè)液體，傳感器參數(shù)也需要作與之對(duì)應(yīng)的相應(yīng)人工調(diào)整，且當(dāng)普通的電容式液位傳感系統(tǒng)在溫度或所測(cè)液體的介電常數(shù)出現(xiàn)變化時(shí)，將使得所測(cè)電容出現(xiàn)變化，從而使得測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤，不能適應(yīng)介電常數(shù)及溫度不恒定的液體測(cè)量。六、傳統(tǒng)電容式液位傳感系統(tǒng)需盛放液體的容器為金屬導(dǎo)體等導(dǎo)電材料，且需將構(gòu)成電容的一極與液體容器的外筒壁金屬導(dǎo)體相連，因此安裝不方便，且需盛放液體的容器壁為導(dǎo)電材料。七、電熱帶加熱防凍能耗高，不環(huán)保，且易發(fā)生火災(zāi)。八、管道排空法則使得用戶(hù)操作不便，且浪費(fèi)水資源，排空閥在室外低溫環(huán)境下的可靠性也比較低
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種測(cè)量時(shí)將電容與液體隔離，不依靠液體的導(dǎo)電能力，可適用于各種液體的液位測(cè)量，不影響待測(cè)液體成分，能實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的無(wú)級(jí)連續(xù)測(cè)量，使用壽命長(zhǎng)的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)。液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，包括與需檢測(cè)液位的水箱連通的主管道，與所述的主管道固定連接的液位檢測(cè)模塊，和阻止主管道內(nèi)的液體進(jìn)入液位檢測(cè)模塊內(nèi)的隔板，以及將液位上升產(chǎn)生的壓力傳遞至液位檢測(cè)模塊的壓力傳導(dǎo)管；所述的壓力傳導(dǎo)管的前端浸入水箱，所述的壓力傳導(dǎo)管與所述的隔板密封連接；所述的液位檢測(cè)模塊包括固定于主管道一端的外殼，所述的外殼內(nèi)設(shè)有形變膜和電容組件，所述的形變膜蒙于所述的波紋管的后開(kāi)口端，所述的波紋管的前開(kāi)口端與所述的主管道固定，所述的隔板、波紋管和形變膜圍合成感應(yīng)液位壓力的壓力腔，所述的壓力傳導(dǎo)管的后端插入所述的壓力腔內(nèi)；所述的電容組件包括固定于外殼上的定電容片，和通過(guò)彈簧與所述的外殼連接的 動(dòng)電容片；所述的動(dòng)電容片在形變膜以及波紋管的形變作用下接近或遠(yuǎn)離所述的定電容片，所述的定電容片和動(dòng)電容片之間的電容輸出至信號(hào)處理器中；所述的信號(hào)處理器將電容轉(zhuǎn)換為水箱液位。進(jìn)一步，所述的形變膜與動(dòng)電容片之間設(shè)有導(dǎo)向活塞，所述的導(dǎo)向活塞與所述的外殼適配；所述的外殼上設(shè)有允許水汽液體溢出的水汽液體導(dǎo)流孔。進(jìn)一步，所述的信號(hào)處理器中預(yù)設(shè)有水箱內(nèi)無(wú)液體時(shí)對(duì)應(yīng)的最低位電容值，和水箱內(nèi)滿(mǎn)液體時(shí)對(duì)應(yīng)的最高位電容值。水箱液位以百分比表示，如水箱內(nèi)滿(mǎn)液體時(shí)液位表示為100%。電容值與液位成比例對(duì)應(yīng)。進(jìn)一步，所述的外殼上設(shè)有壓力腔溫度傳感器，和包覆于壓力腔外的加熱電阻，所述的壓力腔溫度傳感器的輸出值輸入至所述的信號(hào)處理器，所述的加熱電阻受控于所述的信號(hào)處理器。當(dāng)壓力腔溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)，信號(hào)處理器開(kāi)啟加熱電阻、以提高壓力腔溫度，阻止壓力腔結(jié)冰，保證壓力傳導(dǎo)的靈敏度。進(jìn)一步，所述的壓力傳導(dǎo)管的浸入水箱的一端連接有管徑大于該壓力傳導(dǎo)管的管徑的粗導(dǎo)管。粗導(dǎo)管使得液體中較大的雜質(zhì)也無(wú)法阻塞壓力傳導(dǎo)管，從而使得液體的壓力可以順利傳導(dǎo)至壓力腔，完全克服水垢及雜質(zhì)的對(duì)傳感器的影響。進(jìn)一步，所述的水箱為熱水箱，所述的主管道具有分岔支管，所述的分岔支管與需要防凍的輸水管道連接，所述的分岔支管與循環(huán)泵連接，所述的循環(huán)泵的入水口和出水口分別與第一軟管和第二軟管連接，所述的第一軟管浸入熱水箱中，所述的第二軟管連接至輸水管道中。第二軟管位于輸水管道內(nèi)部，輸水管道上設(shè)有多個(gè)管道溫度傳感器，當(dāng)管道溫度傳感器測(cè)得的溫度低于低溫閾值時(shí)，循環(huán)泵使第一軟管從熱水箱內(nèi)抽取熱水，再由第二軟管將熱水輸送到需要防凍的輸水管道中。循環(huán)泵開(kāi)啟時(shí)，需要關(guān)閉輸水管道的閥門(mén)，直到輸水管道內(nèi)的水溫到達(dá)正常水溫，貝U關(guān)閉循環(huán)泵。循環(huán)泵開(kāi)啟過(guò)程中，因輸水管道的閥門(mén)關(guān)閉，管道內(nèi)的水無(wú)法外流，因此，熱水從熱水箱內(nèi)抽出、送入輸水管道中將產(chǎn)生壓差，致使管道內(nèi)的冷水進(jìn)入到熱水箱中。循環(huán)泵持續(xù)工作，冷、熱水持續(xù)循環(huán)，增強(qiáng)輸水管道的防凍效果。進(jìn)一步，所述的第一軟管的浸入水箱的一端設(shè)有管徑大于第一軟管的粗水管。粗水管使得液體中較大的雜質(zhì)也無(wú)法阻塞第一軟管，從而使得熱水可以順利進(jìn)入循環(huán)泵，完全克服水垢及雜質(zhì)的對(duì)傳感器的影響。進(jìn)一步，液溫液位測(cè)控系統(tǒng)還包括安裝于水箱的溢流口的防溢流校準(zhǔn)模塊，所述的防溢流校準(zhǔn)模塊包括與所述的水箱溢流口連通的溢流殼體，和置于溢流殼體內(nèi)部平行放置兩個(gè)傳感器電極，兩個(gè)傳感器電極之間有間隙；所述的溢流殼體由管接頭和儲(chǔ)水槽組成，所述的儲(chǔ)水槽上端開(kāi)口、允許液體溢出，所述的傳感器電極接近所述的儲(chǔ)水槽的底部，當(dāng)儲(chǔ)水槽內(nèi)的水沒(méi)過(guò)所述的傳感器電極時(shí)，傳感器電極向所述的信號(hào)處理器發(fā)出溢流信號(hào)，所述的信號(hào)處理器獲取液位檢測(cè)模塊中電容組件的容抗值作為最高位電容值、并將水箱液位設(shè)為滿(mǎn)水位。當(dāng)水箱中的液體從溢流口溢出進(jìn)入溢流殼體中時(shí)，由于儲(chǔ)水槽的體積很小,液面很快就沒(méi)過(guò)傳感器電極，進(jìn)而從儲(chǔ)水槽的上端開(kāi)口溢出，被水沒(méi)過(guò)的傳感器電極之間的電阻或?qū)Ω哳l信號(hào)的容抗均會(huì)有大幅度的變化，此變化被信號(hào)處理器測(cè)的，信號(hào)處理器控制水箱入水口的進(jìn)入閥停止進(jìn)水。同時(shí)，信號(hào)處理器修改水箱滿(mǎn)液位對(duì)應(yīng)的最高位電容值，保 證液位檢測(cè)模塊的準(zhǔn)確性。進(jìn)一步，所述的信號(hào)處理器中設(shè)有能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)傳感器電極之間的容抗的測(cè)量電路；所述的測(cè)量電路包括向其中一個(gè)傳感器電極提供輸入交流信號(hào)的信號(hào)輸入模塊和與另一個(gè)傳感器電極連接的測(cè)量模塊，所述的測(cè)量模塊包括與傳感器電極串聯(lián)的第二電容，與第二電容并聯(lián)連接的第一二極管，與第二電容并聯(lián)、從而對(duì)第二電容上的信號(hào)進(jìn)行濾波的第三電容和第二二極管，和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以及識(shí)別兩個(gè)傳感器電極之間的阻抗值的微處理器；第二二極管設(shè)置于第二電容和第三電容之間的，濾波后的電平信號(hào)從第二二極管輸出，濾波后的電平信號(hào)表征兩個(gè)傳感器電極之間的阻抗，該電平信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入微處理器中。進(jìn)一步，所述的溢流殼體的底部設(shè)有允許儲(chǔ)水槽內(nèi)的水外排的下排水口，所述的下排水口的排水速度遠(yuǎn)低于溢流口的水流溢流速度。通過(guò)設(shè)置下排水口，可以將停留在儲(chǔ)水槽中的水流逐漸排出，從而使傳感器電極不會(huì)長(zhǎng)期浸沒(méi)在水中，防止傳感器電極上形成水垢或其它水中粘附物，保證傳感器電極的高靈敏度。同時(shí)，信號(hào)處理器采用容抗并聯(lián)電阻的測(cè)量方式，即使傳感器電極上結(jié)上水垢以及粘附物，當(dāng)有水浸沒(méi)時(shí)，傳感器電極之間的電阻很大，依然可以通過(guò)測(cè)量容抗的方式測(cè)得傳感器電極是否有液體浸沒(méi)。進(jìn)一步，所述的儲(chǔ)水槽的上端開(kāi)口處設(shè)有防雨帽，所述的防雨帽與儲(chǔ)水槽之間有允許傳感器電極導(dǎo)線(xiàn)穿出的過(guò)線(xiàn)口。進(jìn)一步，所述的水箱中設(shè)有水溫傳感器，所述的水溫傳感器的導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)防雨帽穿出，所述的水溫傳感器與信號(hào)處理器連接。本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是依靠隔板將液體與液位檢測(cè)模塊隔離，將由于水箱液位變化產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換為形變膜形變，由形變膜和波紋管推動(dòng)動(dòng)電容片靠近或遠(yuǎn)離定電容片，導(dǎo)致電容組件的容抗變化。信號(hào)處理器依靠檢測(cè)容抗變化，獲取水箱液位。另外，本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)置防溢流校準(zhǔn)模塊，當(dāng)水箱溢流時(shí)，及時(shí)停止進(jìn)水，保證液位檢測(cè)模塊的準(zhǔn)確性。又通過(guò)設(shè)置循環(huán)泵，當(dāng)輸水管道將要結(jié)凍時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充熱水，疏通管道。[0033]本實(shí)用新型具有以下有益效果一、由于實(shí)用新型由于使用了與待測(cè)液體完全隔離的技術(shù)，所以水中的水垢及粘附物無(wú)法對(duì)傳感器造成影響，有效保證了其使用壽命。二、本實(shí)用新型不依賴(lài)液體導(dǎo)電能力，故可適應(yīng)各種液體液位測(cè)量，同時(shí)由于本實(shí)用新型未借助傳統(tǒng)用電流通過(guò)導(dǎo)電液體的測(cè)量方式，而是采用了非接觸式的測(cè)量方法，所以水垢及液體中的各種雜質(zhì)，液體的介電常數(shù)，導(dǎo)電系數(shù)均對(duì)測(cè)量結(jié)果不產(chǎn)生任何影響。三、測(cè)量時(shí)，由于待測(cè)液體中無(wú)電流通過(guò)，無(wú)任何電解反應(yīng)，故不會(huì)影響待測(cè)液體成分，避免了對(duì)待測(cè)液體的污染。四、采用連續(xù)測(cè)量方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的無(wú)級(jí)連續(xù)測(cè)量，從而可實(shí)現(xiàn)高精度的液位測(cè)量。 五、采用了測(cè)量電容對(duì)高頻信號(hào)或脈沖所形成的容抗來(lái)測(cè)量由液位變動(dòng)引起的測(cè)量極板間電容的變化以及防溢流電極間的電容變化，且每隔一段時(shí)間測(cè)量一次，可實(shí)現(xiàn)極低的功耗消耗，可使用太陽(yáng)能電池板配合可充電電池的方法實(shí)現(xiàn)全天候供電，無(wú)需外接電源，綠色環(huán)保。六、由于本實(shí)用新型用到一些部件多為塑料或者其它類(lèi)似的耐腐蝕、長(zhǎng)壽命的材料，簡(jiǎn)單可靠的信號(hào)處理電路，故成本較低，使用壽命長(zhǎng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造工藝簡(jiǎn)單，適合
批量生產(chǎn)。七、本實(shí)用新型無(wú)需像傳統(tǒng)的電容式傳感器那樣需將構(gòu)成電容的一極與液體容器的外筒壁金屬導(dǎo)體相連，也無(wú)需外筒壁為導(dǎo)電金屬材質(zhì)，各個(gè)模塊的安裝均帶有標(biāo)準(zhǔn)的管件接頭，擰到對(duì)應(yīng)的絲口上即可，適宜更多的安裝環(huán)境。八、壓力腔遠(yuǎn)離液體高溫區(qū)，使其不具備水垢形成的溫度條件，長(zhǎng)長(zhǎng)而下垂的細(xì)導(dǎo)壓管使得液體中的雜質(zhì)無(wú)法進(jìn)到壓力腔中，壓力傳導(dǎo)管的浸入水箱的一端接有粗導(dǎo)壓管，使得液體中較大的雜質(zhì)也無(wú)法阻塞壓力傳導(dǎo)管，從而使得液體的壓力可以順利傳導(dǎo)至壓力腔，完全克服水垢及雜質(zhì)的對(duì)傳感器的影響。

圖I是本實(shí)用新型的示意圖。圖2是液位檢測(cè)模塊的示意圖。圖3是液位檢測(cè)模塊與循環(huán)泵結(jié)合時(shí)的示意圖。圖4是防溢流校準(zhǔn)模塊的示意圖。圖5是測(cè)量防溢流校準(zhǔn)模塊的電阻并聯(lián)容抗的電路圖。圖6是液位檢測(cè)模塊與防溢流校準(zhǔn)模塊結(jié)合時(shí)的示意圖。圖7是水位與電容的正比例對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I參照?qǐng)D2液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，包括與需檢測(cè)液位的水箱連通的主管道1，與所述的主管道I固定連接的液位檢測(cè)模塊，和阻止主管道內(nèi)的液體進(jìn)入液位檢測(cè)模塊內(nèi)的隔板6，以及將液位上升產(chǎn)生的壓力傳遞至液位檢測(cè)模塊的壓力傳導(dǎo)管30 ;所述的壓力傳導(dǎo)管30的前端浸入水箱，所述的壓力傳導(dǎo)管30與所述的隔板6密封連接；所述的液位檢測(cè)模塊包括固定于主管道I 一端的外殼18,所述的外殼內(nèi)設(shè)有形變膜7和電容組件， 所述的形變膜7蒙于所述的伸縮管7A的后開(kāi)口端，所述的伸縮管7A的前開(kāi)口端與所述的主管道I固定，所述的隔板6、伸縮管7A和形變膜7圍合成感應(yīng)液位壓力的壓力腔5，所述的壓力傳導(dǎo)管30的后端插入所述的壓力腔5內(nèi)；所述的電容組件包括固定于外殼18上的定電容片12，和通過(guò)彈簧10與所述的外殼連接的動(dòng)電容片9，外殼18上設(shè)有彈簧套筒17 ;所述的動(dòng)電容片9在形變膜7的形變作用下接近或遠(yuǎn)離所述的定電容片12，所述的定電容片12和動(dòng)電容片9之間的電容輸出至信號(hào)處理器中；所述的信號(hào)處理器將電容轉(zhuǎn)換為水箱液位。伸縮管7A為波紋管。所述的形變膜7與動(dòng)電容片9之間設(shè)有導(dǎo)向活塞8，所述的導(dǎo)向活塞8與所述的外殼18適配；所述的外殼18上設(shè)有允許水汽液體溢出的水汽液體導(dǎo)流孔19。所述的信號(hào)處理器中預(yù)設(shè)有水箱內(nèi)無(wú)液體時(shí)對(duì)應(yīng)的最低位電容值，和水箱內(nèi)滿(mǎn)液體時(shí)對(duì)應(yīng)的最高位電容值。所述的外殼18上設(shè)有壓力腔溫度傳感器42，和包覆于壓力腔5外的加熱電阻43，所述的壓力腔溫度傳感器42的輸出值輸入至所述的信號(hào)處理器，所述的加熱電阻43受控于所述的信號(hào)處理器。所述的壓力傳導(dǎo)管30的浸入水箱的一端連接有管徑大于該壓力傳導(dǎo)管的管徑的粗導(dǎo)管40。水箱和主管道之間通過(guò)管接頭連接，以利于其與水箱及主管道的快速連接安裝或拆除。本實(shí)施例的技術(shù)構(gòu)思是依靠隔板6將液體與液位檢測(cè)模塊隔離，將由于水箱液位變化產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)換為形變膜7的形變，由形變膜7推動(dòng)動(dòng)電容片靠9近或遠(yuǎn)離定電容片12，導(dǎo)致電容組件的容抗變化。信號(hào)處理器依靠檢測(cè)容抗變化，獲取水箱液位。動(dòng)電容片9和定電容片12分別通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)11與處理器連接。所述的信號(hào)處理器將電容轉(zhuǎn)換為水箱液位是利用電容值的變化與水位的變化成比例對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位后，信號(hào)處理器在水箱無(wú)水的前提下，測(cè)出液位檢測(cè)模塊中電容組件的電容值為Ctl,則將比Ctl對(duì)應(yīng)水位稍高一點(diǎn)的C1作為最低水位對(duì)應(yīng)的最低位電容值，以確保不會(huì)出現(xiàn)在環(huán)境條件出現(xiàn)大的變化，水位已經(jīng)為零時(shí)，對(duì)應(yīng)的電容值卻無(wú)法下降到Ctl，從而造成無(wú)法檢測(cè)到零水位的問(wèn)題。由于液位的高度變化與電容值的增減是成正比例變化的，且一定高度的水位必定對(duì)應(yīng)相應(yīng)大小的電容值，此對(duì)應(yīng)關(guān)系可以很容易的由試驗(yàn)或公式算得，從而可以由電容值相對(duì)于C1的增量計(jì)算出液位的高度。本實(shí)施例中的外殼18和主管道I均為防水防腐蝕材料，且主管道I外側(cè)包裹有保溫發(fā)泡材料。實(shí)施例2參照?qǐng)D3本實(shí)施例在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上增加了以下特征所述的水箱為熱水箱，所述的主管道I具有分岔支管1A，所述的分岔支管IA與需要防凍的輸水管道連接，所述的分岔支管IA與循環(huán)泵2連接，所述的循環(huán)泵2的入水口 15和出水口 16分別與第一軟管31和第二軟管32連接，所述的第一軟管31浸入熱水箱中，所述的第二軟管32連接至輸水管道中。輸水管道上設(shè)有多個(gè)管道溫度傳感器，當(dāng)管道溫度傳感器測(cè)得的溫度低于低溫閾值時(shí)，循環(huán)泵2使第一軟管31從熱水箱內(nèi)抽取熱水，再由第二軟管32將熱水輸送到需要防凍的輸水管道中。所述的第一軟管31的浸入水箱的一端設(shè)有管徑大于第一軟管的粗水管41。沿需要防凍調(diào)溫的輸水管道設(shè)有一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器測(cè)量到液體溫度接近冰點(diǎn)時(shí)，將啟動(dòng)循環(huán)泵，將液體由第二軟管32延伸需防凍調(diào)溫的輸水管道，直至沿管道設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器測(cè)量的溫度達(dá)到所需的溫度位置，此項(xiàng)功能既可以用來(lái)防凍，又 可以用來(lái)管道調(diào)溫。在本系統(tǒng)中，將水箱以及輸水管道看做一個(gè)整體，可由以下形象比喻來(lái)說(shuō)明水箱可以看做是動(dòng)物的軀干部分，這部分的溫度通常較高，而與循環(huán)泵相連的第二軟管則可以看做是動(dòng)物體內(nèi)的動(dòng)脈血管，循環(huán)泵則是這個(gè)動(dòng)物的心臟，從圖3中可以看出，除了循環(huán)泵以及循環(huán)泵的出入水口附近一段很短的部分位于輸水管道外面，其它的細(xì)軟管部分均位于輸水管道內(nèi)部。由于靜止的動(dòng)物體內(nèi)的熱量主要來(lái)自軀干部分(水箱)的內(nèi)臟活動(dòng)，而四肢(輸水管道)在靜止的情況下可以粗略的認(rèn)為不產(chǎn)生熱量，從而為了保持四肢(輸水管道)的溫度，就必須由心臟(循環(huán)泵)不斷地將軀干部分(水箱)的溫度較高的血液由動(dòng)脈泵向四肢(輸水管道)，而四肢(輸水管道)溫度較低的血液則由靜脈(軟管與主輸水管道之間的輸水空間)流回軀干(水箱)，如此反復(fù)循環(huán)。以上過(guò)程在本系統(tǒng)中工作時(shí)，參考的是分布在輸水管道上的溫度傳感器，只有當(dāng)溫度傳感器測(cè)得的溫度達(dá)到需啟動(dòng)循環(huán)泵的條件時(shí)，循環(huán)泵才會(huì)立即啟動(dòng)；當(dāng)溫度傳感器測(cè)得的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)的需停止的溫度時(shí)，循環(huán)泵停止。實(shí)施例3參照?qǐng)D4-6本實(shí)施在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上增加了以下特征液溫液位測(cè)控系統(tǒng)還包括安裝于水箱的溢流口的防溢流校準(zhǔn)模塊，所述的防溢流校準(zhǔn)模塊包括與所述的水箱溢流口連通的溢流殼體3，和置于溢流殼體3內(nèi)部平行放置兩個(gè)傳感器電極24，兩個(gè)傳感器電極24之間有間隙；所述的溢流殼體3由管接頭14和儲(chǔ)水槽25組成，所述的儲(chǔ)水槽25上端開(kāi)口 26、允許液體溢出，所述的傳感器電極24接近所述的儲(chǔ)水槽25的底部，當(dāng)儲(chǔ)水槽25內(nèi)的水沒(méi)過(guò)所述的傳感器電極24時(shí)，傳感器電極24向所述的信號(hào)處理器發(fā)出溢流信號(hào)，所述的信號(hào)處理器獲取液位檢測(cè)模塊中電容組件的容抗值最為最高位電容值、并將水箱液位設(shè)為滿(mǎn)水位。所述的信號(hào)處理器中設(shè)有能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)傳感器電極24之間的容抗的測(cè)量電路；所述的測(cè)量電路包括向其中一個(gè)傳感器電極24提供輸入交流信號(hào)的信號(hào)輸入模塊和與另一個(gè)傳感器電極24連接的測(cè)量模塊，所述的測(cè)量模塊包括與傳感器電極串聯(lián)的第二電容C2，與第二電容C2并聯(lián)連接的第一二極管D1，與第二電容C2并聯(lián)、從而對(duì)第二電容上的信號(hào)進(jìn)行濾波的第三電容C3和第二二極管D2，和模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD，以及識(shí)別兩個(gè)傳感器電極之間的阻抗值的微處理器MCU ；[0078]第二二極管D2設(shè)置于第二電容C2和第三電容C3之間的，濾波后的電平信號(hào)從第二二極管D2輸出，濾波后的電平信號(hào)表征兩個(gè)傳感器電極24之間的阻抗，該電平信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD輸入微處理器MCU中。所述的溢流殼體3的底部設(shè)有允許儲(chǔ)水槽25內(nèi)的水外排的下排水口 20，所述的下排水口 20的排水速度遠(yuǎn)低于溢流口的水流溢流速度。所述的儲(chǔ)水槽25的上端開(kāi)口處設(shè)有防雨帽22，所述的防雨帽22與儲(chǔ)水槽25之間有允許傳感器電極導(dǎo)線(xiàn)23穿出的過(guò)線(xiàn)口。所述的水箱中設(shè)有水溫傳感器27，所述的水溫傳感器27的導(dǎo)線(xiàn)21經(jīng)防雨帽22穿出，所述的水溫傳感器27與信號(hào)處理器連接。當(dāng)水箱中的液體從溢流口溢出進(jìn)入溢流殼體3中時(shí)，由于儲(chǔ)水槽25的體積很小， 液面很快就沒(méi)過(guò)傳感器電極24，進(jìn)而從儲(chǔ)水槽25的上端開(kāi)口 26溢出，被水沒(méi)過(guò)的傳感器電極24之間的電阻或?qū)Ω哳l信號(hào)的阻抗均會(huì)由大幅度的變化，此變化被信號(hào)處理器測(cè)的，信號(hào)處理器控制水箱入水口的進(jìn)入閥停止進(jìn)水。信號(hào)處理器檢測(cè)傳感器電極之間的電阻或?qū)Ω哳l信號(hào)的容抗的電路圖如圖5所示。測(cè)量電路的工作原理是在浸入水中后，兩傳感器電極24之間的對(duì)高頻信號(hào)的阻礙作用由兩部分組成一部分為傳感器電極之間的電容C11 ;另一部分為傳感器電極之間的電阻R0此電容C11與電阻R為并聯(lián)關(guān)系。儲(chǔ)水槽25內(nèi)沒(méi)有液體時(shí),傳感器電極24置于空氣中，由于此時(shí)傳感器電極之間的電容很小，因此兩傳感器電極24之間的阻抗很大；而傳感器電極之間由于處在空氣之中，其電阻接近無(wú)窮大，高頻信號(hào)無(wú)法順利通過(guò)傳感器電極，因此無(wú)法產(chǎn)生測(cè)量電路能夠識(shí)別的有效信號(hào)。儲(chǔ)水槽25內(nèi)有液體時(shí)，傳感器電極24在浸入水中，傳感器電極24之間的電阻減小，傳感器電極24之間的有效電容很小，阻抗很大，高頻信號(hào)主要通過(guò)傳感器電極之間的電阻而到達(dá)測(cè)量電路、形成測(cè)量電路能夠識(shí)別的有效信號(hào)。當(dāng)傳感器電極24在浸入水中后由于電極逐漸結(jié)垢，而使得其電阻隨之逐漸變大，不利于高頻信號(hào)通過(guò)時(shí)，傳感器電極之間的電容卻由于結(jié)垢而增大了，其間的阻抗相應(yīng)減小，傳感器電極之間的電容逐漸成為了高頻信號(hào)通過(guò)的主要通道，高頻信號(hào)能夠到達(dá)測(cè)量電路。測(cè)量電路通過(guò)測(cè)量?jī)蓚鞲衅麟姌O之間的阻抗來(lái)判斷儲(chǔ)水槽內(nèi)部是否有水，無(wú)論傳感器電極是否結(jié)垢，是否導(dǎo)電，是否有絕緣涂層，都將無(wú)法對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的影響，傳感器電極之間的電容與電阻的關(guān)系是一個(gè)此消彼長(zhǎng)的過(guò)程，無(wú)論哪個(gè)消哪個(gè)長(zhǎng)，在有水浸沒(méi)傳感器電極時(shí)，其總的阻抗都將比沒(méi)有水時(shí)明顯變小，從而可以可靠的判斷是否有水浸至傳感器電極。本實(shí)施例通過(guò)設(shè)置防溢流校準(zhǔn)模塊，當(dāng)水箱溢流時(shí)，及時(shí)停止進(jìn)水，保證液位檢測(cè)模塊的準(zhǔn)確性。實(shí)施例4參照?qǐng)DI本實(shí)施例在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上增加了以下技術(shù)特征液溫液位測(cè)控系統(tǒng)還包括安裝于水箱的溢流口的防溢流校準(zhǔn)模塊，所述的防溢流校準(zhǔn)模塊包括與所述的水箱溢流口連通的溢流殼體3，和置于溢流殼體3內(nèi)部平行放置兩個(gè)傳感器電極24，兩個(gè)傳感器電極24之間有間隙；所述的溢流殼體3由管接頭14和儲(chǔ)水槽25組成，所述的儲(chǔ)水槽25上端開(kāi)口26、允許液體溢出，所述的傳感器電極24接近所述的儲(chǔ)水槽25的底部，當(dāng)儲(chǔ)水槽25內(nèi)的水沒(méi)過(guò)所述的傳感器電極24時(shí)，傳感器電極24向所述的信號(hào)處理器發(fā)出溢流信號(hào)，所述的信號(hào)處理器獲取液位檢測(cè)模塊中電容組件的電容值設(shè)為最高位電容值、并將水箱液位設(shè)為滿(mǎn)水位。所述的溢流殼體3的底部設(shè)有允許儲(chǔ)水槽25內(nèi)的水外排的下排水口 20，所述的下排水口 20的排水速度遠(yuǎn)低于溢流口的水流溢流速度。所述的儲(chǔ)水槽25的上端開(kāi)口處設(shè)有防雨帽22，所述的防雨帽22與儲(chǔ)水槽25之間有允許傳感器電極導(dǎo)線(xiàn)23穿出的過(guò)線(xiàn)口。所述的水箱中設(shè)有水溫傳感器27，所述的水溫傳感器27的導(dǎo)線(xiàn)21經(jīng)防雨帽22穿出，所述的水溫傳感器27與信號(hào)處理器連接。當(dāng)水箱中的水不斷的上升，以至于溢出水箱時(shí)，這時(shí)，防溢流校準(zhǔn)模塊將檢測(cè)到溢流信號(hào)，并將此溢流信號(hào)送到信號(hào)處理器，則信號(hào)處理器將會(huì)立即檢測(cè)液位檢測(cè)模塊中電容組件的電容值Cx，并將比Cx稍小一點(diǎn)的電容(對(duì)應(yīng)的水位也比Cx對(duì)應(yīng)的水位稍低一點(diǎn))值設(shè)為滿(mǎn)水位電容值，以用來(lái)判斷水位是否已滿(mǎn)，防止下次溢流。由以上幾步，已經(jīng)知道了水箱無(wú)水時(shí)對(duì)應(yīng)的電容值為C1，水箱滿(mǎn)時(shí)的電容值為Cd，從而可以將實(shí)際應(yīng)用中所測(cè)得的電容相對(duì)于C1的增加值除以水箱滿(mǎn)與水箱無(wú)水時(shí)所對(duì)應(yīng)的電容差，再乘以100%，即可得到當(dāng)前水箱中水量占整個(gè)水箱總?cè)萘康陌俜直取＞C上所述由于采用了防溢流校準(zhǔn)模塊，不僅可以防止水箱中的水在一些特殊的情況下的溢出，而且由于在水箱溢流時(shí)，可以產(chǎn)生一個(gè)溢流信號(hào)，從而使得信號(hào)處理器能夠在合適的時(shí)間里測(cè)得水箱水滿(mǎn)時(shí)所對(duì)應(yīng)的電容值，從而使得測(cè)量當(dāng)前水箱中的水量占整個(gè)水箱總?cè)萘康陌俜直瘸蔀榭赡?。并可以適應(yīng)各種深度的水箱。本實(shí)施例通過(guò)設(shè)置防溢流校準(zhǔn)模塊，當(dāng)水箱溢流時(shí)，及時(shí)停止進(jìn)水，保證液位檢測(cè)模塊的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型中雖然僅以水作為介質(zhì)進(jìn)行說(shuō)明，但是本實(shí)用新型也適用于其他液體介質(zhì)，不應(yīng)該將本實(shí)用新型的保護(hù)范圍局限于以水作為介質(zhì)的液面檢測(cè)系統(tǒng)。本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)實(shí)用新型構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于包括與需檢測(cè)液位的水箱連通的主管道，與主管道固定連接的液位檢測(cè)模塊，和阻止主管道內(nèi)的液體進(jìn)入液位檢測(cè)模塊內(nèi)的隔板，以及將液位上升產(chǎn)生的壓力傳遞至液位檢測(cè)模塊的壓力傳導(dǎo)管；所述的壓力傳導(dǎo)管的前端浸入水箱，所述的壓力傳導(dǎo)管與隔板密封連接； 所述的液位檢測(cè)模塊包括固定于主管道一端的外殼，所述的外殼內(nèi)設(shè)有形變膜和電容組件，形變膜蒙于所述的波紋管的后開(kāi)口端，所述的波紋管的前開(kāi)口端與主管道固定，所述的隔板、波紋管和形變膜圍合成感應(yīng)液位壓力的壓力腔，所述的壓力傳導(dǎo)管的后端插入壓力腔內(nèi)； 所述的電容組件包括固定于外殼上的定電容片，和通過(guò)彈簧與外殼連接的動(dòng)電容片；所述的動(dòng)電容片在形變膜和波紋管的形變作用下接近或遠(yuǎn)離定電容片，所述的定電容片和動(dòng)電容片之間的容抗輸出至信號(hào)處理器中；所述的信號(hào)處理器將容抗轉(zhuǎn)換為水箱液位。
2.如權(quán)利要求I所述的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的信號(hào)處理器中預(yù)設(shè)有水箱最低液位時(shí)對(duì)應(yīng)的最低位容抗值，和水箱內(nèi)滿(mǎn)液體時(shí)對(duì)應(yīng)的最高位容抗值。
3.如權(quán)利要求2所述的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的形變膜與動(dòng)電容片之間設(shè)有導(dǎo)向活塞，所述的導(dǎo)向活塞與所述的外殼適配；所述的外殼上設(shè)有允許水汽液體溢出的水汽液體導(dǎo)流孔； 所述的外殼上設(shè)有壓力腔溫度傳感器，和包覆于壓力腔外的加熱電阻，所述的壓力腔溫度傳感器的輸出值輸入至所述的信號(hào)處理器，所述的加熱電阻受控于所述的信號(hào)處理器。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于液溫液位測(cè)控系統(tǒng)還包括安裝于水箱的溢流口的防溢流校準(zhǔn)模塊，所述的防溢流校準(zhǔn)模塊包括與所述的水箱溢流口連通的溢流殼體，和置于溢流殼體內(nèi)部平行放置兩個(gè)傳感器電極，兩個(gè)傳感器電極之間有間隙；所述的溢流殼體由管接頭和儲(chǔ)水槽組成，所述的儲(chǔ)水槽上端開(kāi)口、允許液體溢出，所述的傳感器電極接近所述的儲(chǔ)水槽的底部，當(dāng)儲(chǔ)水槽內(nèi)的水沒(méi)過(guò)所述的傳感器電極時(shí)，傳感器電極向所述的信號(hào)處理器發(fā)出溢流信號(hào)，所述的信號(hào)處理器獲取液位檢測(cè)模塊中電容組件的容抗值作為最高位容抗值、并將水箱液位設(shè)為滿(mǎn)水位。
5.如權(quán)利要求4所述的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的信號(hào)處理器中設(shè)有能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)傳感器電極之間的容抗的測(cè)量電路； 所述的測(cè)量電路包括向其中一個(gè)傳感器電極提供輸入交流信號(hào)的信號(hào)輸入模塊和與另一個(gè)傳感器電極連接的測(cè)量模塊，所述的測(cè)量模塊包括與傳感器電極串聯(lián)的第二電容，與第二電容并聯(lián)連接的第一二極管，與第二電容并聯(lián)、從而對(duì)第二電容上的信號(hào)進(jìn)行濾波的第三電容和第二二極管，和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以及識(shí)別兩個(gè)傳感器電極之間的阻抗值的微處理器； 第二二極管設(shè)置于第二電容和第三電容之間的，濾波后的電平信號(hào)從第二二極管輸出，濾波后的電平信號(hào)表征兩個(gè)傳感器電極之間的阻抗，該電平信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入微處理器中。
6.如權(quán)利要求I所述的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的水箱為熱水箱，所述的主管道具有分岔支管，所述的分岔支管與需要防凍的輸水管道連接，所述的分岔支管與循環(huán)水泵連接，所述的循環(huán)水泵的入水口和出水口分別與第一軟管和第二軟管連接，所述的第一軟管浸入熱水箱中，所述的第二軟管連接至輸水管道中，第二軟管位于輸水管道內(nèi)部; 需要防凍的輸水管道上設(shè)置的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器。
7.如權(quán)利要求6所述的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的第一軟管的浸入水箱的一端設(shè)有管徑大于第一軟管的粗水管。
8.如權(quán)利要求4所述的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的溢流殼體的底部設(shè)有允許儲(chǔ)水槽內(nèi)的水外排的下排水口，所述的下排水口的排水速度遠(yuǎn)低于溢流口的水流溢流速度。
9.如權(quán)利要求4所述的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的儲(chǔ)水槽的上端開(kāi)口處設(shè)有防雨帽，所述的防雨帽與儲(chǔ)水槽之間有允許傳感器電極導(dǎo)線(xiàn)穿出的過(guò)線(xiàn)口。
10.如權(quán)利要求I所述的液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的水箱中設(shè)有水溫傳感器，所述的水溫傳感器的導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)防雨帽穿出，所述的水溫傳感器與信號(hào)處理器連接。
專(zhuān)利摘要液溫液位測(cè)控系統(tǒng)，包括主管道，液位檢測(cè)模塊和隔板，及壓力傳導(dǎo)管；壓力傳導(dǎo)管的前端浸入水箱，壓力傳導(dǎo)管與隔板密封連接；液位檢測(cè)模塊包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)有形變膜，導(dǎo)向活塞和電容組件，形變膜蒙于波紋管的后開(kāi)口端，波紋管的前開(kāi)口端與主管道固定，隔板、波紋管和形變膜圍合成感應(yīng)液位壓力的壓力腔，壓力傳導(dǎo)管的后端插入壓力腔內(nèi)；電容組件包括固定于外殼上的定電容片，和通過(guò)彈簧與外殼連接的動(dòng)電容片；動(dòng)電容片在形變膜的形變作用下接近或遠(yuǎn)離定電容片，定電容片和動(dòng)電容片之間的容抗輸出至信號(hào)處理器中；信號(hào)處理器將容抗轉(zhuǎn)換為水箱液位。本實(shí)用新型具有適用各種液體，不影響待測(cè)液體成分，能實(shí)現(xiàn)液位無(wú)級(jí)連續(xù)測(cè)量，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/26GK202522288SQ201120510159
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月27日
發(fā)明者宋玉興 申請(qǐng)人:宋玉興