一種液位傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種液位傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 在包含有液體容器的自動控制系統(tǒng)當(dāng)中，容器內(nèi)液體液位的檢測是系統(tǒng)控制液位 水平的一個重要參數(shù)。液位達(dá)到上限則停止液體注入，液位達(dá)到下限則發(fā)出警報或自動開 啟閥門注入液體，液位處于上下限之間，則通過液位高度和系統(tǒng)的工作狀態(tài)來預(yù)估剩余液 體可供使用的時間。因此，準(zhǔn)確測量容器內(nèi)的液位高度，是自動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化的必備 功能。
[0003] 目前，對液位進(jìn)行檢測的液位計有超聲波液位計、雷達(dá)液位計等采用非接觸式檢 測技術(shù)的非接觸式液位計。這兩種非接觸式液位計的液位檢測過程主要是：發(fā)射超聲波或 雷達(dá)波，接收液面反射的波動信號，并通過測量能量波運(yùn)動過程的時間差來確定液位的變 化情況。
[0004] 在上述的非接觸式液位計檢測液位時，在發(fā)射和接收波動信號的探頭與液面之間 不能存在遮擋，否則非接觸式液位計就無法工作。對于密封容器而言，則需要在容器壁上開 孔以用于安裝探頭，這降低了容器的密封性能。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型的目的是提供一種液位傳感器，其避免了非接觸式液位計與被測液面 之間不能存在遮擋的缺陷，從而既能準(zhǔn)確地檢測液位高度又能確保容器的密封性。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種液位傳感器，該液位傳感器包括液位檢 測電容器、液體基準(zhǔn)電容器、環(huán)境基準(zhǔn)電容器和處理模塊，其中：所述液位檢測電容器的 電極板下端位于液位下限處，所述液位檢測電容器的電極板上端位于液位上限處；所述液 體基準(zhǔn)電容器位于所述液位下限下方；所述環(huán)境基準(zhǔn)電容器位于所述液位上限上方；所述 處理模塊用于分別獲取所述液位檢測電容器、所述液體基準(zhǔn)電容器、所述環(huán)境基準(zhǔn)電容器 的電容值C液位檢測電容器、C液體基準(zhǔn)電容器、C環(huán)境基準(zhǔn)電容器，并依據(jù)C液位檢測電容器、C液體基準(zhǔn)電容器、C環(huán)境基準(zhǔn)電容器 來獲得當(dāng)前的液位高度。
[0007] 通過上述技術(shù)方案，由于根據(jù)本實(shí)用新型的液位傳感器包括液位檢測電容器、液 體基準(zhǔn)電容器、環(huán)境基準(zhǔn)電容器并依據(jù)所述液位檢測電容器、所述液體基準(zhǔn)電容器、所述環(huán) 境基準(zhǔn)電谷器的電谷值C液位檢m電容器、C液體基_容器、C環(huán)境基準(zhǔn)電容器來獲得當(dāng)如的液位尚度，所以其 避免了非接觸式液位計與被測液面之間不能存在遮擋的缺陷，從而既能準(zhǔn)確地檢測液位高 度又能確保容器的密封性。
[0008] 本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0009] 附圖是用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面 的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中：
[0010] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的液位傳感器的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處 所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0012] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種液位傳感器，該液位傳感器包括液位檢測電容 器3、液體基準(zhǔn)電容器5、環(huán)境基準(zhǔn)電容器4和處理模塊8，其中：液位檢測電容器3的電極板 下端位于液位下限處，液位檢測電容器3的電極板上端位于液位上限處；液體基準(zhǔn)電容器5 位于液位下限下方；環(huán)境基準(zhǔn)電容器4位于液位上限上方；處理模塊8用于分別獲取液位 檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5、環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的電容值C液位翻電容器、C液體基準(zhǔn)電容器、C環(huán) 境基準(zhǔn)電容器，并依據(jù)C'液位檢測電容器、C'液體基準(zhǔn)電容器、C環(huán)境基準(zhǔn)電容器來獲得當(dāng)肖LI的液位尚度。
[0013] 另外，在圖1中，標(biāo)號1表示盛裝液體的容器，容器1可以為由絕緣材料制作的容 器，其中絕緣材料可以包括但不限于塑料、玻璃、陶瓷等。標(biāo)號2表示容器1內(nèi)盛裝的液體， 3a是液位檢測電容器3的正電極，4a是環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的正電極，5a是液體基準(zhǔn)電容器 5的正電極，6表示地電極，7表示液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器 4的引出線及引出線接口。
[0014] 液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的正負(fù)電極板可以例如 面對面地放置，也可以被放置在一個平面上。例如，環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的正負(fù)電極板可以面 對面地放置，也可以被放置在同一個水平面上或同一個豎平面上。
[0015] 液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器4可以位于容器1內(nèi)部或 內(nèi)表面上。
[0016] 但是，根據(jù)本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器 5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器4位于盛裝液體2的容器1的外表面上或者容器1的容器壁夾層（未 示出）中。這樣，液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器4均不與液體2 直接接觸?，F(xiàn)有的磁浮子液位計、內(nèi)浮式液位計、磁翻板液位計以及投入式液位計等接觸 式液位計需要分別采用浮子、翻板或探頭來與容器內(nèi)的液體相接觸，從而實(shí)現(xiàn)液位高度的 檢測。但是，對于現(xiàn)有的接觸式液位計而言，隨著使用時間的延長，這些接觸物會由于自身 老化或液體腐蝕等原因產(chǎn)生污染物，影響到液體純度，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)功能的下降，如，油箱 內(nèi)油料不純而影響發(fā)動機(jī)工作效率、水箱內(nèi)水被污染而無法飲用等等；同時，長時間與液體 接觸，特別是與黏稠液體接觸，也會使這些接觸式液位計被污染，降低液位計的感應(yīng)效果， 如，靈敏度下降等。因此，現(xiàn)有的接觸式液位計在很多應(yīng)用場合存在局限性。但是，在根據(jù) 本實(shí)用新型的液位傳感器中，液體2與液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電 容器4是非接觸的，這避免了接觸式液位計與液體接觸造成的交叉污染和影響；避免了非 接觸式液位計需要在密閉容器上開孔而破壞容器密封性的加工，從而保證了容器1的密封 性。因此，與現(xiàn)有的接觸式液位計和非接觸式液位計相比，根據(jù)本實(shí)用新型的液位傳感器是 一種非接觸的、非破壞性的液位檢測傳感器，且實(shí)現(xiàn)了液位傳感器與容器1的一體化集成。
[0017] 優(yōu)選地，液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的電極板可以 通過鍍膜或鑲嵌的方式形成在容器1的外表面上或容器壁夾層中。其中，所述鍍膜的方式 包括但不限于真空鍍膜、噴涂、電鍍、絲網(wǎng)印刷等方法。
[0018] 優(yōu)選地，所述容器壁夾層上覆蓋用于保護(hù)液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5和 環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的夾層蓋，用于將液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容 器4保護(hù)在容器壁夾層中。
[0019] 優(yōu)選地，液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的電極板的極板面積相等，液位檢 測電容器3、液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的正負(fù)電極板之間的距離相等，則處理 模塊8通過以下公式來獲得當(dāng)前的液位高度：
[0020]
[0021 ] 其中，(0)是液位高度位于液位下限處時液位檢測電容器3的電容值，a為系數(shù)。通過如此設(shè)置，能夠在檢測液位時，不必考慮容器1內(nèi)所盛裝的液體2的類型， 也即不必考慮液體2的介電1?數(shù)。而且，在液位變化時，和是丨旦走值， 只有&位_電容器隨著液位的變化而變化，因此通過液位檢測電容器3的電容值與液體基準(zhǔn) 電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的電容值的比例能夠方便地確定當(dāng)前液位。
[0022] 其中，a的取值依賴于所述液體基準(zhǔn)電容器5、環(huán)境基準(zhǔn)電容器4以及液位檢測 電容器3的電極板之間的形狀及極板面積。例如，在液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器 4的電極板為正方形、液位檢測電容器3的電極板的長度等于該正方形的邊長的情況下，系 數(shù)a是所述正方形的邊長。再例如，在液體基準(zhǔn)電容器5和環(huán)境基準(zhǔn)電容器4的電極板的 長度和高度分別相等、液位檢測電容器3的電極板的長度等于液體基準(zhǔn)電容器5的電極板 的長度的情況下，系數(shù)a是液體基準(zhǔn)電容器5的電極板的高度。
[0023] 優(yōu)選地，處理模塊8包括專用集成電路（ASIC)芯片8a和微處理器8b，專用集成電 路芯片8a用于分別獲取液位檢測電容器3、液體基準(zhǔn)