[實用新型]液位傳感器

有效

• 申請號: 201320633402.6
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN203551045U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 張維國
• 申請（專利權）人: 張維國
• 主分類號: G01F23/38
• 分類號: G01F23/38
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 殷曉雪

技術領域

本申請涉及一種液位傳感器，可用于測量各種液體的液位。

背景技術

在液位檢測領域，有很多種測量手段。目前采用比較多的液位傳感器包括可變電阻式、干簧管式、磁致伸縮式等。

可變電阻式液位傳感器是將一個浮子放置到液體中使其始終漂浮在液體表面，該浮子還連接著滑動變阻器的滑動端。浮子隨著液位一起升高或降低，與浮子相連接的滑動變阻器的滑動端也隨之運動，從而通過檢測滑動變阻器的阻值就可以得知液位高低。

可變電阻式液位傳感器具有如下缺點：

其一，存在滑動變阻器與被測液體接觸的可能。如果被測液體具有一定的導電性，則會影響液位傳感器測量精度，甚至使液位傳感器失效。

其二，滑動變阻器的滑動端在長期使用后，其接觸電阻會發生一定程度的變化，從而影響測量精度。

其三，滑動變阻器的阻值與溫度密切相關，即使液位未改變由于溫度變化也會導致滑動變阻器的阻值發生變化，從而影響測量精度。

干簧管式液位傳感器是將一個具有磁鐵的浮子放置到液體中使其始終漂浮在液體表面，還設置有多個位于不同高度上的干簧管（Reed?Switch，也稱舌簧管、磁簧開關）。浮子隨著液位一起升高或降低，浮子上的磁鐵會使位于相應高度的干簧管吸合，其余高度上的干簧管則全部彈開。只需要將所有干簧管連接電阻，然后通過測量電阻值即可得知哪個干簧管閉合，從而得知液位高低。

干簧管式液位傳感器實現了測量元件與被測液體的隔離，即非接觸式測量液位，因而不存在短路風險。但是干簧管式液位傳感器如果將干簧管設置得稀疏，則會導致測量精度不足；如果將干簧管設置得密集，那么浮子上的磁鐵就會同時使某個高度附近的多個干簧管吸合，同樣會導致測量精度受限。

磁致伸縮式液位傳感器的結構和工作原理如《儀表技術與傳感器》期刊2007年第12期的文章《磁致伸縮式液位傳感器》、《礦冶》期刊2004年12月第13卷第4期的文章《磁致伸縮液位傳感器的應用與發展》所述。其具有非接觸式測量液位、精度高、性能穩定的特點。但存在無法檢測的盲區，并且制造工藝復雜、成本較高。

發明內容

本申請所要解決的技術問題是提供一種新型的高精度液位傳感器，采用測量元件非接觸式地測量被測液體的液位。

為解決上述技術問題，本申請液位傳感器包括：

——殼體，其內部圍出一個密閉腔體，在該密閉腔體內固定有光電傳感器，該光電傳感器由光發射器和光接收器兩部分所組成；

——控制器，位于所述密閉腔體內，驅動步進電機的輸出軸產生角位移，并計算液位；

——步進電機，位于所述密閉腔體內，具有一根輸出軸；每收到控制器的輸出脈沖，電機輸出軸就轉動固定角度；

——檢測盤，位于所述密閉腔體內，固定在電機輸出軸上，且跟隨電機輸出軸一起轉動；在檢測盤上固定有擋片和檢測元件，檢測元件是兩個同規格的霍爾傳感器，固定在相互靠近并與檢測盤的圓心具有相同距離的位置；

——軸架，固定在殼體外部，軸架上可轉動地固定有浮子軸，在浮子軸上不可轉動地固定有第一齒輪；

——浮子，漂浮在被測液體的表面；浮子由浮子桿固定在浮子軸上；

——回轉盤，可轉動地固定在殼體外部，回轉盤與電機輸出軸具有相同的軸心線；在回轉盤設置有與第一齒輪相嚙合的第二齒輪，還固定有定位磁鐵；定位磁鐵中心與回轉盤的圓心的距離等于檢測元件中心與檢測盤的圓心的距離。

進一步地，當檢測元件為兩個同規格的線型霍爾傳感器，則其檢測到相同的磁感應強度的位置就是與定位磁鐵對準的位置；

當檢測元件為兩個同規格的開關型霍爾傳感器，則其電平狀態均發生改變的位置就是與定位磁鐵對準的位置。

進一步地，當檢測盤轉動到特定角度時，擋片在光發射器和光接收器之間。

進一步地，在回轉盤上還設有彈簧，彈簧設置在回轉盤與殼體之間，將回轉盤另一側的第二齒輪與第一齒輪壓緊并相互嚙合。

本申請液位傳感器具有如下優點：

其一，包含檢測元件在內的電氣部件都可設置在水密的腔體中，實現對被測液體的非接觸式液位測量，因而可以應用于易燃、易爆以及高腐蝕性液體的液位測量。

其二，檢測元件由同規格的兩個霍爾傳感器組成，只有這兩個霍爾傳感器的輸出值相同（線型）或均變更電平狀態（開關型）才認為對準了浮子磁鐵。由兩個同規格的霍爾傳感器對同一個磁鐵的檢測可以實現高精度的液位測量，并可抵消溫度等外界條件變化的影響。