[發(fā)明專利]電子水平傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910055351.1
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN101963503A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張甌
• 申請（專利權(quán)）人: 常州華達科捷光電儀器有限公司
• 主分類號: G01C9/24
• 分類號: G01C9/24;G01C9/26
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務(wù)所 31246
• 代理人: 李佳銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其涉及一種電子水平傳感器。

背景技術(shù)

目前廣泛使用于土木工程測量儀器的水平傳感器，為經(jīng)典的光學水準器，俗稱水泡。一維水準器通常由玻璃管制造而成，將玻璃管內(nèi)壁圓柱面母線磨成弧形，圓弧半徑的大小決定了水準器的靈敏度。電子水平傳感器的作用與光學水準器基本相當，當它與伺服機構(gòu)結(jié)合時，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的自動整平。

中國專利CN94212521.5中揭示了一種氣泡電容式水平度傳感器，其工作原理如下：“將傳感器置于被測物體的基準平面上，當傳感器工作在水平狀態(tài)時，氣泡位居容器內(nèi)上部中央，和各電容極板相對應(yīng)的面積均相等，此時導電液體和各個電容極板之間相對應(yīng)的面積也相等，所以電容器各聯(lián)的電容量也相等；當傳感器工作在傾斜狀態(tài)時，氣泡位置偏離中央而移向一側(cè)，致使導電液體和各電容極板之間相對應(yīng)的面積不等，所以電容器各聯(lián)的電容量不等，位置變高的一側(cè)由于接觸液體面積變小致使此聯(lián)電容量減小，而位置變低的一側(cè)由于接觸液體面積變大致使此聯(lián)電容量增大，在傳感器允許的工作角度內(nèi)，傳感器傾斜越嚴重，各聯(lián)電容器之間的電容量差值越大，這種呈差動規(guī)律的電容量變化，反映出傳感器傾斜的方向和程度。”

而中國專利CN02260684.X中揭示了一種氣泡電阻式水平度傳感器，其工作原理：“將傳感器置于物體的基準平面上，受重力作用，氣泡可以沿器壁作運動而改變導電液體和極板的接觸面積。當被測物體處于水平狀態(tài)時，水炮位于容器的中央上端，導電液體與兩輸出極板接觸面積相等，傳感器兩端輸出端的阻抗相等；當被測物體以一角度傾斜時，氣泡偏離容器中央而趨向某一端，受氣泡影響，此端的電極薄膜與導電液體的接觸面積減小，其輸出阻值變大，另一端由于電極薄膜與導電液體接觸面積增大而導致其阻抗減小，阻抗的變化經(jīng)測量電路以電壓形式表現(xiàn)出來，從而可以通過中央控制單元精確的判別物體傾斜方向和程度，而兩側(cè)的限位電極膜則是控制傳感器的最大量程，避免因傳感器角度偏離過大而無法示值。”

基于上述工作原理的氣泡式水平傳感器都必須滿足以下條件：

1.傳感器的容器必須采用絕緣材料，其介電常數(shù)盡可能大，為了方便觀察腔內(nèi)，在強度允許的條件下優(yōu)先選用透明材料，其尺寸要求精確、對稱且熱變形小；

2.傳感器容器內(nèi)充注的導電液體應(yīng)該具備良好的線性導電性及穩(wěn)定性，其熱膨脹系數(shù)要小；

3.電極的數(shù)量和位置應(yīng)在傳感器的允許工作角度范圍內(nèi)，并保持與導電液體的接觸；

4.電極的設(shè)置應(yīng)保證傳感器在水平狀態(tài)時各聯(lián)電阻相等，而傳感器在傾斜狀態(tài)時各聯(lián)電阻不等，并呈差動變化規(guī)律；

5.為了減小傳感器在劇烈晃動時，導電液體激蕩飛濺的不良影響，傳感器內(nèi)表面應(yīng)當有適當?shù)淖枘帷?/p>

但是，上述兩個專利所揭示的氣泡式水平傳感器在實際應(yīng)用中，由于做工粗糙，導致測量精度差；在密封電極外部引線時，采用高溫玻璃漿密封，一定程度上造成容器的變形，而且密封效果不好，容易產(chǎn)生導電液體的泄露，降低了該傳感器的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種測量精度高，使用壽命長的電子水平傳感器。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種電子水平傳感器，該電子水平傳感器包括密閉容器、電極薄膜和公共電極，所述密閉容器內(nèi)充注有導電液體，并留有由空氣形成的一氣泡，所述導電液體分別與所述電極薄膜以及所述公共電極保持接觸，其中：

所述密閉容器具有被低溫納米級玻璃漿密封的延伸縫；

所述電極薄膜及所述公共電極被真空鍍膜在所述密閉容器的內(nèi)表面，且所述電極薄膜及所述公共電極通過所述延伸縫向所述密閉容器的外表面延伸，并與外部電路連接。

在本發(fā)明中，所述密閉容器包括上基片，容器器壁以及下基片，自上而下依次連接；

所述電極薄膜被真空鍍膜在所述上基片的下表面；

所述公共電極被真空鍍膜在所述下基片的上表面；

所述延伸縫位于所述容器壁面與所述上基片以及所述下基片的連接處。

在本發(fā)明中，所述密閉容器可為平臥管體、直立柱體或球體。

在本發(fā)明中，所述低溫納米級玻璃漿為200nm以上級。

在本發(fā)明中，所述密閉容器的頂部內(nèi)表面采用精研磨方法進行曲面加工。所述電極薄膜均勻地分布在所述密閉容器頂部的內(nèi)表面上，所述公共電極完全覆蓋所述密閉容器底部的內(nèi)表面。

在本發(fā)明中，所述電極薄膜的數(shù)量至少為兩個，一般為2N個(N為自然數(shù))。

所述導電液體為環(huán)保型成分，所述電極薄膜及所述公共電極的材料為高導電率鉑金材料，所述鉑金材料純度為99.9％。