[發(fā)明專利]壓電變頻接觸式液位開關

無效

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• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN102751133A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 肖國選;肖元司
• 申請（專利權）人: 肖國選
• 主分類號: H01H35/18
• 分類號: H01H35/18
• 代理公司: 青島發(fā)思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發(fā)明提供一種壓電變頻接觸式液位開關，屬于液位檢測開關領域，可廣泛適用于水類，油類，弱酸堿類及含有雜質等各種液體介質的液位定點測量，也可用作冰箱的結霜傳感器或其它能引起探頭頻率明顯變化的場合。

背景技術

目前使用的液位開關有浮球式，音叉式，電容式，壓力式和超聲波式。而應用最多的是浮球式，較為先進的是音叉式和超聲波式，但浮球式液位開關體積大，控制液位的精度最差，因完全采用機械活動部件，所以容易被卡住，且壽命不長。音叉式液位開關采用U型音叉振動結構，當受到周圍介質的阻尼作用使音叉的振動頻率和振幅發(fā)生變化，根據(jù)這個頻率變化檢測液位，它靈敏度高，比較穩(wěn)定，但由于結構和工作原理方面的局限，它體積比較大，音叉容易受到雜物的影響而誤動作，且價格昂貴。超聲波式可以實現(xiàn)非接觸檢測，適應性強，但價格太過于昂貴，僅僅適用于條件要求比較苛刻的場所使用。

現(xiàn)存的液位開關要么性能不佳，要么性能很好，但成本太高價格太貴，要么適應范圍很窄，還沒有一種成本低，高性能，長壽命，較通用的液體定點檢測開關裝置。

發(fā)明內容

根據(jù)以上現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明要解決的技術問題是：提供一種成本低，性能高，壽命長，通用性好的壓電變頻接觸式液位開關。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種壓電變頻接觸式液位開關，包括筒體，筒體一端設置探頭支架，其特征在于：探頭支架固定設置壓電陶瓷片和熱敏電阻，壓電陶瓷片和熱敏電阻分別通過引線連接設置在筒體內的電路板。

壓電陶瓷片的頻率穩(wěn)定性好，精度高，體積小，不吸潮，壽命長，制造成本很低。無任何機械可動部件，不會發(fā)生磨損咬卡，磨損滲漏等機械方面的故障。而由于該探頭的壓電陶瓷片采用彎曲振動模式，且雙面同時觸液，使靈敏度得到大幅提高；采用這種結構也會使探頭的制造工藝相當簡單并有利于結構的小型化甚至微型化，有利于與集成電路的結合，且其諧振頻率受粘附雜質影響很小，實驗表明即使纏繞上垃圾也不會誤動作，所以性能穩(wěn)定可靠性高，更進一步拓寬了適用范圍。

其中優(yōu)選方案是：

所述的探頭支架設置安裝孔，壓電陶瓷片設置在安裝孔內，熱敏電阻設置在壓電陶瓷片的上部邊緣的探頭支架上。安裝固定方便。邊緣粘結熱敏電阻，可補償由于溫度變化而導致探頭壓電陶瓷片諧振頻率的偏移，擴大了適用溫度范圍。

所述的探頭支架和壓電陶瓷片外表面分別設置絕緣漆層。其目的有兩個：1、使最外層的彈性耐用橡膠更好地通過該絕緣漆粘住壓電陶瓷片；2、形成一道高強度的絕緣層，使壓電陶瓷片與外界可靠地絕緣開來，即避免了外界干擾，提高穩(wěn)定性，又不會發(fā)生因設備故障漏電所導致的觸電事故，非常安全。

所述的探頭支架和壓電陶瓷片外部包覆設置彈性耐用橡膠層。其目的有兩個：1、該橡膠本身具有一定的絕緣性，會進一步提高探頭的絕緣能力；2、該橡膠具有很好的耐水性，耐候性，耐酸堿，耐油性等，很好地保護探頭免受外界介質的侵蝕，大幅提高了探頭使用壽命，且拓寬了其應用范圍。

所述的探頭支架的安裝孔與壓電陶瓷片之間的空隙設置彈性耐用橡膠圈，對壓電陶瓷片起支撐作用。固定安裝方便。該彈性橡膠圈與彈性橡膠層可以一體式結構，也可是分體式。

所述的筒體設置安裝外螺紋。便于整體的使用時的安裝固定。

所述的電路板和筒體內間隙設置電子灌封膠。電子灌封膠可采用環(huán)氧樹脂類或硅膠類，提高電路板的密封效果，防止液體侵蝕造成短路和損壞。

所述的電路板設置依次電氣連接的電源電路、振蕩電路、頻率電壓轉換電路、放大電路、隔離電路和驅動電路，振蕩電路設置連接壓電陶瓷片，頻率電壓轉換電路設置連接熱敏電阻，或者在放大電路設置熱敏電阻進行溫度補償。壓電陶瓷片的諧振頻率可選擇音頻段或超聲波頻率段，但不應對周圍的環(huán)境產(chǎn)生不利影響；壓電陶瓷片作為振蕩電路的一部分，使振蕩電路穩(wěn)定的產(chǎn)生由壓電陶瓷片決定的諧振頻率周期信號，該信號輸入頻率電壓轉換電路經(jīng)熱敏電阻進行溫度補償后，輸出對應電壓值，該電壓值經(jīng)放大電路放大由隔離電路產(chǎn)生邏輯量信號，最后由驅動電路帶動負載工作。

所述的隔離電路包括集成雙D觸發(fā)器4013的一個觸發(fā)器，該觸發(fā)器輸入端連接放大電路和振蕩電路，其輸出端連接驅動電路。創(chuàng)新性地用該觸發(fā)器作為隔離電路產(chǎn)生邏輯量信號，而不另加邏輯電路，這樣使集成電路4013得到充分利用，降低了成本。

所述的電源電路采用三端集成穩(wěn)壓電路78L05，且其輸入與輸出端間跨接保護二極管。該二極管可使集成穩(wěn)壓電路78L05免于外部供電電路短路所造成的損害。