[發明專利]電容式液位傳感器

在審

• 申請號: 201380031105.7
• 申請日: 2013-06-10
• 公開（公告）號: CN104364621A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: M·J·R·萊伯德
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

技術領域

本發明涉及電容式液體液位傳感器。

背景技術

在市場上具有電容式液體液位傳感器的許多范例，所述范例使用電容量來檢測液體液位。

已知類型的液體液位傳感器包括被用要被感測的液體填充(或部分填充)的柱桶。電容器板電極以加長帶的形式向上延伸到柱桶壁之外。具有圍繞柱桶的一系列電極，所述一系列電極一起定義一對電容器板。由于液體影響在電極之間的電介質介電常數，因此電容量取決于柱桶中的液體液位。液體液位確定電容器面積，在所述電容器面積上該介電常數是有效的。

該標準電容式液體液位傳感器具有兩個主要缺點。該傳感器對操作角度敏感，并且實際上其具有有限的動態范圍。

發明內容

根據本發明，提供如權利要求1所述的液體液位傳感器。

本發明提供液體液位傳感器，所述液體液位傳感器包括：

具有基部的容器，其用于容納基部液體；

電容器布置，其用于基于所述液體的介電常數和所述容器中所述液體的高度來檢測所述容器中的液體液位；以及

導流板，其在所述容器之內自所述基部向上延伸，在垂直于所述容器高度的平面中，在所述基部處具有最大面積，而朝向所述導流板頂部面積減少。

該傳感器設計具有在所述容器之內的導流板。其優選被關于所述容器為中心地放置。結果是所述容器填充的液體液位是液體體積的非線性函數，這使傳感器能夠檢測小液體液位，并且其也使它對操作角度的變化更加寬容。

導流板能夠具有圓錐體或截頭圓錐體的外部形狀。

導流板的基部面積優選是容器的基部面積的至少一半。用這種方式，當容器接近為空時，液體體積的小變化引起液體液位的較大變化，因此所述液體液位的較大變化能夠被檢測到。

導流板優選向上延伸到容器的至少一半。因此，至少對于相對低的液體體積使用導流板。然而，其能夠向上延伸到容器的全部。

在導流板頂部處的面積不多于導流板的基部面積的一半，使得提供明顯的錐體化。

電容器布置能夠包括圍繞容器的一系列的平行電容器電極，每個所述平行電容器電極在容器高度的方向上延伸，其中，電極的集合連接在一起，使得具有兩個電容器終端。一系列的平行電容器電極能夠是在柔性印刷電路板上提供的銅軌道，所述柔性印刷電路板被圍繞容器來纏繞。

能夠提供與容器流體連通的第二容器，所述第二容器用于檢測液體的介電常數。例如，通過測量藥物的固定體積的相對介電常數，這使藥物類型能夠被檢測。所有藥物具有可定義的介電常數，并且一旦這已經被測量，查找表能夠用于確定在第二容器之內填充的藥物。

第二容器能夠包括被定位在容器下面的柱桶。因此，第二容器將首先填充，并且單個填充口在傳感器的頂部處。也能夠提供圍繞第二容器的電容器電極布置。

通過范例的方式，容器能夠包括柱桶，所述柱桶具有在10mm至20mm范圍內的內直徑和在10mm至40mm范圍內的高度，并且導流板能夠包括圓錐體或截頭圓錐體，所述圓錐體具有在內柱桶直徑的75％至100％范圍內的基部直徑，所述截頭圓錐體具有在內柱桶直徑的75％至100％范圍內的基部直徑和在內柱桶直徑的30％至60％范圍內的頂部直徑。第二容器柱桶能夠具有在1mm至5mm范圍內的內直徑。

附圖說明

現在將參考附圖詳細描述本發明的范例，在附圖中：

圖1示出了本發明的電容式流體傳感器的容器；并且

圖2示出了怎樣實施電極陣列的范例。

具體實施方式

本發明提供電容式液體液位傳感器，在所述電容式液體液位傳感器中，用于容納液體的容器具有導流板，所述導流板在容器之內自基部向上延伸，并且所述導流板朝向其頂部錐體化。這意味著在容器的底部處液體被限制到容器的邊緣，對于小量液體其給出了改進的解決方案。當使容器傾斜時，導流板也擔當抵制液體流的擋板。

圖1示出了本發明的電容式流體傳感器的容器。

電容式液體液位傳感器包括具有偶數個環繞金屬電極12的容器10所述偶數個環繞金屬電極12是加長的并且被垂直地布置。電極定義兩個相對的電容器板。它們被分割成垂直帶，以使彎曲PCB成為可能，所述PCB承載圍繞容器的電極。

容器之內的液體具有介電常數，并且電容量成比例于介電常數，并且因此一般成比例于液體液位。

例如，利用提供串行輸出的電容器測量芯片能夠測量電容量。

來自電極的電場線垂直于電極伸展(即徑向橫穿容器)，并且最接近電極的電場最強。電場強度也意味著最靠近電極的液體具有關于電容量的最大影響。