專利名稱：電阻式柔性電子水尺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電阻式柔性電子水尺。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有技術(shù)的液位測(cè)量工具有電阻式液位計(jì)、電子水尺或電極式液位計(jì)；存在以下缺陷:1、電阻式液位計(jì)的累計(jì)誤差無(wú)法消除，電阻式液位計(jì)的量程都很小，不能滿足大
量程的需要。2、電子水尺依靠電極與水面的接觸進(jìn)行測(cè)量，分辨力越高或量程越大，電極的數(shù)量就越多，增大量程困難。電子水尺的尺體都由剛性材料制成，受運(yùn)輸條件的限制，電子水尺的單體長(zhǎng)度都很短。3，在許多應(yīng)用場(chǎng)合，水位測(cè)量通道既彎曲且水位量程大，使得電阻式液位計(jì)和電子水尺無(wú)法使用。

實(shí)用新型內(nèi)容目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實(shí)用新型提供一種電阻式柔性電子水尺，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，分辨力高、累計(jì)誤差小、水位量程大、電子水尺可以彎卷，通過(guò)內(nèi)置分割導(dǎo)體將柔性電阻條分為不同的電阻段，電阻段既用于模擬測(cè)量又用于數(shù)字測(cè)量，電阻段的模擬測(cè)量得到高分辨力，電阻段的數(shù)字測(cè)量減小累計(jì)誤差，采用柔性材料作為尺體。技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種電阻式柔性電子水尺，其特征在于:包括作為傳感元件的柔性電阻條和處理電路；所述柔性電阻條包括多個(gè)成排設(shè)置的電阻段和嵌入在電阻段內(nèi)的水尺支撐體，用于提高尺體的強(qiáng)度和防止電子水尺長(zhǎng)度方向尺寸伸縮產(chǎn)生誤差；所述柔性電阻條和處理電路通過(guò)電路連接，用于實(shí)現(xiàn)水位測(cè)量的功能。還包括分割導(dǎo)體，所述柔性電阻條被分割導(dǎo)體分割為多個(gè)電阻段。所述水尺支撐體為加強(qiáng)芯結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)芯為經(jīng)絕緣處理的金屬材料、或者高強(qiáng)度非金屬材料。所述柔性電阻條由導(dǎo)電聚合物、或柔性非金屬材料覆電阻膜、或柔性導(dǎo)電柵條與電阻網(wǎng)絡(luò)制成。所述處理電路由低功耗微處理器組成。所述柔性電阻條兼具作為模擬參數(shù)的測(cè)量電阻和作為數(shù)字參數(shù)的測(cè)量電極的功倉(cāng)泛。有益效果:本實(shí)用新型提供的電阻式柔性電子水尺，具有如下優(yōu)點(diǎn):1、具有分辨力高、累計(jì)誤差小、量程大、可卷彎便于運(yùn)輸和便于在彎曲環(huán)境使用的明顯優(yōu)點(diǎn)，它既具備了模擬測(cè)量高分辨力的優(yōu)點(diǎn)，又具有數(shù)字測(cè)量累計(jì)誤差小的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠彎卷具有方便運(yùn)輸和能夠在彎曲通道使用的優(yōu)點(diǎn)，解決了大量程、高分辨力、低測(cè)量誤差、彎曲通道液位測(cè)量的問題。2、柔性電阻材料制成的大量程高分辨力柔性電子水尺，屬于模擬測(cè)量與數(shù)字測(cè)量的有機(jī)結(jié)合，它將長(zhǎng)的柔性電阻分為若干個(gè)電阻段，對(duì)水面電阻段進(jìn)行模擬測(cè)量，對(duì)浸沒于水中的電阻段個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，使得電阻段既是數(shù)字電極，又是模擬傳感元件。不僅減少了電極的數(shù)量，同時(shí)又提高了測(cè)量分辨力。3、柔性電子水尺電阻條由柔性材料制成，尺體內(nèi)嵌入加強(qiáng)芯用于提高尺體的強(qiáng)度，防止柔性電阻條長(zhǎng)度尺寸的伸縮。電子水尺可以彎卷，不僅方便運(yùn)輸，又可以在彎曲通道使用。4、運(yùn)用范圍廣。尤其適用于水利、地質(zhì)、海洋等領(lǐng)域的水位檢測(cè)。高分辨力大量程柔性電子水尺幾乎可以替代現(xiàn)有的任何水位計(jì)。5、由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低、可靠性高，使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值都非常明顯。

圖1為本實(shí)用新型中電阻條式測(cè)量示意圖；圖2為本實(shí)用新型中導(dǎo)電柵條與電阻網(wǎng)絡(luò)測(cè)量示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說(shuō)明。本實(shí)用新型為一種電阻式柔性電子水尺，包括作為傳感元件的柔性電阻條10和處理電路；所述柔性電阻條10包括多個(gè)成排設(shè)置的電阻段和嵌入在電阻段內(nèi)的水尺支撐體，用于提高尺體的強(qiáng)度和防止電子水尺長(zhǎng)度方向尺寸伸縮產(chǎn)生誤差；所述柔性電阻條10和處理電路通過(guò)電路連接，用于實(shí)現(xiàn)水位測(cè)量的功能；還包括分割導(dǎo)體，所述柔性電阻條被分割導(dǎo)體分割為多個(gè)電阻段；所述水尺支撐體為加強(qiáng)芯結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)芯為經(jīng)絕緣處理的金屬材料、或者高強(qiáng)度非金屬材料；所述柔性電阻條10由導(dǎo)電聚合物、或柔性非金屬材料覆電阻膜、或柔性導(dǎo)電柵條與電阻網(wǎng)絡(luò)制成；所述處理電路由低功耗微處理器組成。所述柔性電阻條10兼具作為模擬參數(shù)測(cè)量電阻和作為數(shù)字參數(shù)的測(cè)量電極的功能。一、傳感電阻:其傳感元件為柔性電阻條，柔性電阻條由導(dǎo)電聚合物或其它柔性非金屬材料覆電阻膜制成，也可以用柔性導(dǎo)電柵條配合電阻網(wǎng)絡(luò)(以下用電阻條表示)制成，保證了電子水尺的柔性。二、模擬測(cè)量:在模擬測(cè)量中，柔性電阻條的一個(gè)電阻段作為傳感元件，水面位于電阻段不同位置時(shí)，水面與電阻段形成的電阻值就不同，通過(guò)測(cè)量該電阻段的電阻值換算水面高度。模擬測(cè)量保證了測(cè)量的高分辨力。三、數(shù)字測(cè)量:在數(shù)字測(cè)量中，電阻段是一個(gè)電極，水面浸沒一個(gè)電阻段，水位值就歸整，消除了模擬測(cè)量的累計(jì)誤差。由于電阻段尺寸的長(zhǎng)度精度是由加工的機(jī)械精度確定的，不存在間接轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換誤差，從而保證了低累計(jì)誤差。四、參考電阻:利用電阻段可以測(cè)量水位的模擬值，但電阻段的電導(dǎo)率會(huì)隨著時(shí)間、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、光照等條件變化而改變。通過(guò)比較水面之上相鄰電阻段的電導(dǎo)率就可以獲得與水面接觸電阻段的電導(dǎo)率。也就是說(shuō)水面之上相鄰的電阻段可以作為與水面接觸電阻段的參考電阻，保證了測(cè)量段電阻的測(cè)量精度。五、內(nèi)嵌加強(qiáng)芯:柔性電子水尺由柔性電阻條內(nèi)嵌柔性加強(qiáng)芯制成，既可以保證電子水尺的柔性，又可防止電子水尺長(zhǎng)度方向尺寸誤差。柔性尺體可以卷彎，便于運(yùn)輸，水位測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)直接展開使用，無(wú)需二次拼接。同時(shí)柔性的尺體也可在彎曲通道場(chǎng)合使用。本實(shí)用新型的工作原理如下:1、柔性電阻條:柔性電阻條由導(dǎo)電聚合物或其它柔性非金屬材料覆電阻膜制成，也可以由柔性導(dǎo)電柵條與電阻網(wǎng)絡(luò)(以下用電阻條表示)組成。柔性電阻條分為若干段或電阻網(wǎng)絡(luò)分為若干組(以下用電阻段表示)，每一段用于精密的模擬測(cè)量，段與段用于數(shù)字測(cè)量。為了提高柔性電阻條的強(qiáng)度，防止柔性電阻條長(zhǎng)度方向尺寸的伸縮，柔性電阻條內(nèi)嵌入加強(qiáng)芯，加強(qiáng)芯可以是經(jīng)絕緣處理的金屬材料也可以是高強(qiáng)度非金屬材料。2、水位模擬數(shù)值的測(cè)量:如圖1或圖2所示，當(dāng)水面位于電阻段2時(shí)，KA選擇引線2，KB選擇引線1，此時(shí)測(cè)得的是電阻段2未被水淹沒部分的電阻值，由該電阻值可以換算出對(duì)應(yīng)淹沒部分電阻的長(zhǎng)度，從而得到被淹沒部分的水位值。3、水位數(shù)字值的測(cè)量:如圖1或圖2所示，通過(guò)比較電阻段I和電阻段2的電阻值就可以判斷出電阻段I處于完全浸沒狀態(tài)，因此可以知道水位處于導(dǎo)體I的數(shù)字高度值。由于電阻段的尺寸由機(jī)械加工確定，不存在轉(zhuǎn)換誤差，累計(jì)誤差小。4、參考電阻:如圖1或圖2所示，當(dāng)測(cè)量電阻段2電阻值時(shí)需要知道電阻段2的電導(dǎo)率，而電阻段3 (處于電阻段2的上方，圖中未標(biāo)示出)的電導(dǎo)率與電阻段2的電導(dǎo)率最為接近。測(cè)量前首先通過(guò)KA、KB選擇測(cè)量電阻段3的電阻值，得到電阻段3的電導(dǎo)率，利用電阻段3的電導(dǎo)率計(jì)算電阻段2水面之上的剩余電阻值。此時(shí)電阻段3就是電阻段2的參考電阻。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.電阻式柔性電子水尺，其特征在于:包括作為傳感元件的柔性電阻條和處理電路；所述柔性電阻條包括多個(gè)成排設(shè)置的電阻段和嵌入在電阻段內(nèi)的水尺支撐體，用于提高尺體的強(qiáng)度和防止電子水尺長(zhǎng)度方向尺寸伸縮產(chǎn)生誤差；所述柔性電阻條和處理電路通過(guò)電路連接，用于實(shí)現(xiàn)水位測(cè)量的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式柔性電子水尺，其特征在于:還包括分割導(dǎo)體，所述柔性電阻條被分割導(dǎo)體分割為多個(gè)電阻段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式柔性電子水尺，其特征在于:所述水尺支撐體為加強(qiáng)芯結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)芯為經(jīng)絕緣處理的金屬材料、或者高強(qiáng)度非金屬材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式柔性電子水尺，其特征在于:所述柔性電阻條由導(dǎo)電聚合物、或柔性非金屬材料覆電阻膜、或柔性導(dǎo)電柵條與電阻網(wǎng)絡(luò)制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電阻式柔性電子水尺，其特征在于:所述處理電路由低功耗微處理器組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電阻式柔性電子水尺，包括作為傳感元件的柔性電阻條、處理電路；所述柔性電阻條內(nèi)嵌水尺支撐體，所述柔性電阻條和處理電路通過(guò)電路連接，用于實(shí)現(xiàn)水位測(cè)量的功能；還包括分割導(dǎo)體，所述柔性電阻條被分割導(dǎo)體分割為多個(gè)電阻段。本實(shí)用新型提供的電阻式柔性電子水尺，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，分辨力高、累計(jì)誤差小、水位量程大、電子水尺可以彎卷，通過(guò)內(nèi)置分割導(dǎo)體將柔性電阻條分為不同的電阻段，電阻段既用于模擬測(cè)量又用于數(shù)字測(cè)量，電阻段的模擬測(cè)量得到高分辨力，電阻段的數(shù)字測(cè)量減小累計(jì)誤差，采用柔性材料作為尺體。
文檔編號(hào)G01F23/24GK202974382SQ20122062581
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者金玉虹, 唐躍平 申請(qǐng)人:江蘇南水科技有限公司, 金玉虹