[發(fā)明專利]一種電阻式水位數(shù)字傳感器

無效

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• 申請日: 2011-12-10
• 公開（公告）號: CN102445252A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李玉柱;閔俊杰;孟春亞;高吭;姜烈偉;賀智濤
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: G01F23/24
• 分類號: G01F23/24
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 李宗虎

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水位監(jiān)測傳感器領(lǐng)域，尤其是涉及一種電阻式水位數(shù)字傳感器。?

背景技術(shù)

目前，市場上水位傳感器種類很多，有用超聲波原理、電容原理、熱電阻、干簧管等等，但是：能連續(xù)測量的傳感器卻價格昂貴；要不就是非連續(xù)性測量，精度低。以定格點測量的要達(dá)到測量精度需要安裝更多的測量格點，致使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增加。用水電阻作為測量原理的很多，但市場上大多數(shù)傳感器都不能連續(xù)測量，且測得高度值隨水質(zhì)的變化漂移很大。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種電阻式水位數(shù)字傳感器，測量探頭結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，測試電路結(jié)合了探頭的電阻特性，使電路攝取的觀測量與水位高度呈一次線性關(guān)系，從而滿足水位的連續(xù)等精度測量，當(dāng)水位每次接觸到傳感器的極限位置時，傳感器數(shù)據(jù)處理單元會對一次線性關(guān)系式的系數(shù)進(jìn)行一次修正并儲存在傳感器的內(nèi)部，保證了水電阻率的緩慢變化不會引起測得高度的漂移。?

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是：一種電阻式水位數(shù)字傳感器，包括測試電路，還設(shè)有測量探頭，所述的測量探頭主要由絕緣圓管、直電極和折彎電極構(gòu)成，絕緣圓管的上下兩端均設(shè)有固定塞，下固定塞上設(shè)有連通絕緣圓管內(nèi)腔的進(jìn)水孔，在上固定塞上設(shè)有排氣孔，直電極和折彎電極的底端設(shè)置在絕緣圓管內(nèi)并固定在下固定塞上，折彎電極的折彎部設(shè)置在絕緣圓管內(nèi)，直電極和折彎電極的上端穿過上固定塞分別具有伸出端；?

所述的折彎電極由上連接部、水平的折彎部和下連接部構(gòu)成，上連接部和下連接部分別與折彎部兩端連接，折彎部與下連接部的連接處的夾角為90°。?

所述的測試電路由探頭電阻檢測電路和數(shù)字信號處理電路組成，測量探頭的兩個輸出端連接在探頭電阻檢測電路中，探頭電阻檢測電路的數(shù)據(jù)信號輸入數(shù)字信號處理電路處理，通過檢測出測量探頭電流的變化來計算出水位的高度。?

所述探頭電阻檢測電路是有恒流源電路、交流信號驅(qū)動電路、電壓比較負(fù)反饋電路、測量電壓放大電路和濾波電路組成。?

本發(fā)明的有益效果是：該數(shù)字傳感器采用測量探頭和測試電路構(gòu)成，測量探頭結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；測試電路巧妙的結(jié)合了探頭的電阻特性，使電路攝取的觀測量與水位高度呈一次線性關(guān)系，從而滿足水位的連續(xù)等精度測量。當(dāng)水位每次接觸到傳感器的極限位置時，傳感器數(shù)據(jù)處理單元會對一次線性關(guān)系式的系數(shù)進(jìn)行一次修正并儲存在傳感器的內(nèi)部，保證了水電阻率的緩慢變化不會一起測得高度的漂移。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明中測量探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2為測量探頭中折彎電極的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖3為本發(fā)明中探頭電阻檢測電路的電路圖。?

圖4為本發(fā)明中的恒流源電路圖。?

圖5為本發(fā)明中的交流信號驅(qū)動電路圖。?

圖6為本發(fā)明中的電壓比較負(fù)反饋電路圖。?

圖7為本發(fā)明中的測量電壓放大電路圖。?

圖8為本發(fā)明中的濾波電路圖。?

圖9為本發(fā)明中的數(shù)字信號處理電路圖。?

附圖標(biāo)記：1、絕緣圓管，2、直電極，3、折彎電極，301、上連接部，302、折彎部，303、下連接部，4、下固定塞，401、進(jìn)水孔，5、上固定塞，501、排氣孔。?

具體實施方式

如圖所示，一種電阻式水位數(shù)字傳感器，由測量探頭和測試電路組成，測量探頭的兩個輸出端作為傳感器電阻接入測試電路中，所述的測量探頭主要由絕緣圓管1、直電極2和折彎電極3構(gòu)成，絕緣圓管1的上下兩端均設(shè)有固定塞，下固定塞4上設(shè)有連通絕緣圓管內(nèi)腔的進(jìn)水孔401，在上固定塞5上設(shè)有與絕緣圓管內(nèi)腔相連通的排氣孔501，直電極2和折彎電極3的底端設(shè)置在絕緣圓管內(nèi)并固定在下固定塞4上，折彎電極3的折彎部302設(shè)置在絕緣圓管1內(nèi)，直電極2和折彎電極3的上端穿過上固定塞5分別具有伸出端，通過將兩個伸出端與測試電路相連接用于測試出水位的高度變化。?

所述的折彎電極3由上連接部301、水平的折彎部302和下連接部303構(gòu)成，上連接部301和下連接部303分別與折彎部302兩端連接，折彎部302與下連接部303的連接處的夾角為90°。?