專利名稱：一種直接導(dǎo)電式液位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種液位檢測(cè)傳感器，尤其是適用于啤灑罐液位的檢測(cè)。
對(duì)于壓力罐液位檢測(cè)，特別是啤灑罐液位檢測(cè)，由于罐高和罐多等因素，對(duì)液位檢測(cè)工作帶來(lái)了不便。目前，一般啤灑廠都建立了微機(jī)控制檢測(cè)室，而罐體又遠(yuǎn)離微機(jī)室，這樣就要求液位傳感器檢測(cè)信號(hào)大、能抗干擾、傳輸線少?，F(xiàn)使用的液位傳感器有兩類一類是壓差式、電容式、浮球電感式等模擬信號(hào)傳感器。這類傳感器輸出信號(hào)弱，需放大、濾波等。另一類如中國(guó)專利CN2099960VCN2094728UCN2112805U那樣的開(kāi)關(guān)信號(hào)傳感器，都有較為復(fù)雜的浮子結(jié)構(gòu)，有的傳感器需較大的檢測(cè)電流，較多的通訊線等。
本實(shí)用新型的目的是提供一種傳輸信號(hào)大、檢測(cè)精度高、特別是適用于啤灑罐微機(jī)檢測(cè)的液位傳感器。
為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型的解決方案是在一個(gè)封閉的金屬管內(nèi)設(shè)有一塊轉(zhuǎn)換電路板。轉(zhuǎn)換電路由電阻和可控硅組成，除電阻R1外其它電阻均為等值電阻。電阻R1、R2……Rn構(gòu)成串聯(lián)回路，串接于方波電源(10)電路中，可控硅SCR1、SCR2……SCRn接于R1、R2……Rn和地線兩端，構(gòu)成“∏”型轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)。檢測(cè)液位的兩根導(dǎo)線其中一根的一個(gè)端頭與可控硅控制極相接，另一根的一個(gè)端頭與轉(zhuǎn)換線路板(5)上的脈沖電源線(6)相接；該兩根導(dǎo)線和另一端頭穿過(guò)金屬(1)上穿線孔(3)，而設(shè)置在金屬管的外部。
檢測(cè)液位的輸出線(11)一根連接在地線上，另一根連接在方波電流的輸入端。
為了制造和運(yùn)輸?shù)姆奖悖饘俟?1)應(yīng)由多節(jié)組成，其端頭設(shè)置外螺紋，而外套管(2)設(shè)置內(nèi)螺紋，外套管(2)套在金屬管(1)的端頭，用螺紋固定。
在金屬管(1)上打一排多個(gè)穿線孔(3)，在穿線孔(3)處按放絕緣密封墊(7)，將檢測(cè)液位電線(4)緊密地穿過(guò)絕緣密封墊(7)并焊接在線路板(5)上。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)如下1、本實(shí)用新型液位測(cè)量范圍寬，0－數(shù)十米，測(cè)量精度可達(dá)±0.01米。
2、對(duì)于數(shù)十米液位傳感器，用分段法制造，使制造、運(yùn)輸方便的多，由于無(wú)需浮子結(jié)構(gòu)，工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)方便、成本低廉。
3、一個(gè)傳感器只需數(shù)百微安的電流供電，功耗低，采用可控硅開(kāi)關(guān)電路，無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，工作可靠。
4、由于采用“∏”型轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)，可把開(kāi)關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)10伏連續(xù)的電壓信號(hào)，使得傳輸信號(hào)大，抗干擾，能遠(yuǎn)距離傳輸，并且只需三根傳輸線。
5、可作成0－5伏標(biāo)準(zhǔn)輸出，傳感器能直接與微機(jī)系統(tǒng)配接，為啤灑生產(chǎn)、水塔、水庫(kù)的液位自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制提供了方便。
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型一種直接導(dǎo)電式液位傳感器作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
附

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖面示意圖附圖2是本實(shí)用新型“∏”型網(wǎng)絡(luò)電路原理圖如圖1、圖2所示，由多節(jié)金屬管(1)作成上、下端密封的保護(hù)套，每節(jié)金屬管(1)結(jié)合處由外套管(2)螺紋結(jié)合，螺紋中間可繞些麻絲，以防漏水。在金屬管上設(shè)置一排若干個(gè)穿線孔(3)，兩孔之間距離可由測(cè)量精度確定。液位檢測(cè)導(dǎo)線(4)一根的一端和可控硅(9)的觸發(fā)脈沖電源線(6)相接，另一根的一端和可控硅(4)的控制極相接。檢測(cè)導(dǎo)線(4)的另一端穿過(guò)穿線孔(3)，露在金屬管外側(cè)，其穿線孔(3)用密封絕緣墊(7)密封。
轉(zhuǎn)換線路板(5)上裝有轉(zhuǎn)換電路。該電路由電阻(8)和可控硅(9)組成“∏”型轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)。電阻(8)中除R1外，其余電阻均為等阻電阻。這樣在選擇元件時(shí)很方便。R1選擇原則是方波電流通過(guò)R1上的壓降約為2V左右，保證可控硅SCR1可以導(dǎo)通。其余電阻選擇的原則是方波電流通過(guò)一個(gè)電阻的壓降可為100mV，若有10m設(shè)置一個(gè)孔，液位從0－1米變化，則輸出電壓為0－1V線性量。
方波電流(10)給傳感器提供轉(zhuǎn)換電流。其方波的寬度可為1秒，間隔可為1ms，當(dāng)可控硅導(dǎo)通時(shí)，在其負(fù)載電阻(8)上就有壓降，測(cè)其壓降Vsc(11)就可知其液位高度。
在制作中，液位檢測(cè)導(dǎo)線(4)一根可用螺釘代替，更便于密封。而另一根線則可用金屬管(1)代替。每一組可控硅和電阻可以焊在一小塊縛銅板上，而中間導(dǎo)線可用粗一點(diǎn)的單芯銅導(dǎo)線將兩塊線路板連結(jié)起來(lái)，這樣更省材料，而且線路板可以打彎便于運(yùn)輸。
該實(shí)用新型測(cè)液位原理是當(dāng)液位從SCRi控制極孔向SCRi－1方向上升時(shí)，由于可控硅控制極因液體導(dǎo)電而得到脈沖觸發(fā)電流而導(dǎo)通，此時(shí)在輸出端就有最大壓降Vmax輸出。當(dāng)液位上升到SCRi－1控制孔時(shí)，由于SCRi－1的導(dǎo)通而導(dǎo)致SCRi關(guān)斷，則在輸出端就有I×(R1＋R2……Ri－1)＋SCRi－1壓降電壓輸出， 以此類推，當(dāng)液位上升到SCR1控制極時(shí)， 就有(I×R1＋SCR1壓降)電壓輸出，此時(shí)電壓為最小。
當(dāng)液體從SCR1降至SCR2時(shí)，由于加在SCR1的電源是方波電源，故SCR1可關(guān)斷，而SCR2有觸發(fā)電流，所以SCR2可以導(dǎo)通。這樣液位在某一位置，只能唯一對(duì)應(yīng)導(dǎo)通一只可控硅，從而只有唯一的電壓輸出。
由于電阻R選在數(shù)百歐姆，而信號(hào)導(dǎo)線電阻只有十幾歐姆，而可控硅壓降不一致性最小為20mv，二者誤差加起來(lái)才為測(cè)量精度的30％，況且線路電阻可以排除掉。
將所有傳感器輸出電壓信號(hào)經(jīng)電子模擬開(kāi)關(guān)通道轉(zhuǎn)換，運(yùn)放差動(dòng)放大集中處理后，可將由大到小的輸出電壓轉(zhuǎn)換成0－5V或0－10mA標(biāo)準(zhǔn)輸出，直接用儀表顯示或送入微機(jī)進(jìn)行檢測(cè)處理。
權(quán)利要求1.一種直接導(dǎo)電式液位傳感器，它包括金屬管、轉(zhuǎn)換電路，其特征在于金屬管(1)內(nèi)設(shè)有由電阻(8)、可控硅(9)組成的“∏”型轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)線路板(5)；檢測(cè)液位的導(dǎo)線(4)其中一根的端頭與可控硅(9)相接，另一根的端頭與轉(zhuǎn)換線路板(5)上的電源線(6)相接，導(dǎo)線(4)另一段穿過(guò)金屬管(1)上的穿線孔(3)并設(shè)置在金屬管(1)的外部。
2.按權(quán)利要求1所述的直接導(dǎo)電式液位傳感器，其特征在于金屬管(1)由多節(jié)管對(duì)接組成，連接部由外套管(2)固定連接。金屬管(1)上設(shè)有一排多個(gè)穿線孔(3)。
3.按權(quán)利要求1、2所述的直接導(dǎo)電式液位傳感器，其特征在于穿線孔(3)內(nèi)設(shè)有絕緣密封墊(7)，導(dǎo)線(4)緊密穿過(guò)絕緣密封墊(7)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種直接導(dǎo)電式液位傳感器。該液位傳感器，是在一個(gè)多節(jié)封閉的金屬管內(nèi)設(shè)一個(gè)“∏”形轉(zhuǎn)換電路，檢測(cè)液位的導(dǎo)線，其中一段設(shè)置在金屬管的外部，以便接觸液位，測(cè)定液位的高度。這種液位傳感器采用可控硅開(kāi)關(guān)電路，具有工作可靠、使用壽命長(zhǎng)、檢測(cè)精度高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F23/22GK2202917SQ93235568
公開(kāi)日1995年7月5日 申請(qǐng)日期1993年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月17日
發(fā)明者鄭應(yīng)智, 李學(xué)文, 李為華, 崔喜平 申請(qǐng)人:鄭應(yīng)智