[實用新型]傳感器自動蓄水液位測控演示教學裝置

有效

• 申請號: 201420152010.2
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN203773820U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 許添越;魏韻天;林曉瓏;馮毅;張鐵強
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 郭耀輝

技術領域

本實用新型屬于物理原理及應用的物理實驗儀器領域，是一種傳感器自動蓄水液位測控演示教學裝置。通過實驗，能演示出兩類傳感器的原理和應用，從而揭示出光電傳感器與霍爾傳感器的物理原理及實際應用。

背景技術

本實用新型是一種傳感器自動蓄水液位測控演示教學裝置，液位測控技術是科研、生產、工程、實驗中常見課題，但將不同種類的傳感器置于一個演示教學平臺上演示自動蓄水液位測控的教學儀器還是空白。本實用新型可以在物理演示教學中，通過直觀形象生動的教學內容，靈活多變的實驗方式，激發學生的學習潛能。不僅驗證了傳感器的相關物理原理，還可以促使學生將理論與工程實際相結合，全面提高科學素養與綜合應用能力。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種采用傳感器用于自動蓄水和液位測控的原理與應用的演示教學裝置，用來演示兩類傳感器自動蓄水和液位控制的原理與應用，所述的傳感器包括：光電傳感器、霍爾傳感器，主要由：底座平臺1、蠕動泵5、透明水槽Ⅰ17、浮子19和控制面板2組成，其特征在于，所述傳感器包括：由發光管8和光電接收端26組成的光電傳感器；由霍爾元件Ⅰ9、霍爾元件Ⅱ10、霍爾元件Ⅲ11、霍爾元件Ⅳ12和小磁鐵18組成的霍爾傳感器，液位低于A點35時，自動蓄水并測量液位；液位達到A點35時，停止蓄水。

根據圖1所述，本實用新型發明中，透明水槽Ⅰ17和透明水槽Ⅱ24置于底座平臺1上，水龍頭22安裝在透明水槽Ⅰ17下端，支柱Ⅰ3和支柱Ⅱ25與透明水槽Ⅰ17的軸線共面，蠕動泵5通過蠕動泵固定座4固定在支柱Ⅰ3的頂端，膠皮注水管Ⅰ6和膠皮注水管Ⅱ7分別插入盛有黑色液體的透明水槽Ⅱ24和透明水槽Ⅰ17中，導水管23兩端連接水龍頭22和透明水槽Ⅱ24，發光管8和光電接收端26分別用固定螺釘Ⅴ27和固定螺釘Ⅵ28固定在支柱Ⅰ3和支柱Ⅱ25上，且其軸線與A點35等高，高度為0.5米，當液位低于A點35時，蠕動泵5向透明水槽Ⅰ17中注入黑色液體，當液位上升至A點35時，光電傳感器控制蠕動泵5停止工作，打開水龍頭22，液位下降，光電傳感器控制蠕動泵5向透明水槽Ⅰ17繼續注入黑色液體，由此實現光電傳感器自動蓄水的原理演示。

所述的光電傳感器由發光管8和光電接收端26組成。當液位低于A點35，發光管8發出的光由光電接收端26接收時，光電傳感器有高電平輸出，否則輸出低電平。當液位低于A點35時，輸出高電平，控制面板2控制蠕動泵5將液體由透明水槽Ⅱ24抽至透明水槽Ⅰ17中，透明水槽Ⅰ17中黑色液體液位上升至A點35時，遮擋住光路，輸出低電平，控制面板2控制蠕動泵5停止工作。打開水龍頭22，液位下降，光路連通，輸出高電平，蠕動泵5繼續工作，由此實現光電傳感器自動蓄水的原理演示。

所述的霍爾傳感器由霍爾元件Ⅰ9、霍爾元件Ⅱ10、霍爾元件Ⅲ11、霍爾元件Ⅳ12和小磁鐵18組成，霍爾元件Ⅰ9、霍爾元件Ⅱ10、霍爾元件Ⅲ11、霍爾元件Ⅳ12分別用固定螺釘Ⅰ13、固定螺釘Ⅱ14、固定螺釘Ⅲ15和固定螺釘Ⅳ16固定在支柱Ⅰ3上，距離底座平臺1分別為0.4米、0.3米、0.2米和0.1米，浮子19由于液體浮力作用漂浮在透明水槽Ⅰ17中液面上，導向柱Ⅰ20和導向柱Ⅱ21起導向作用，使浮子19沿著導向柱Ⅰ20和導向柱Ⅱ21上下移動，小磁鐵18粘在浮子19左端，位置靠近支柱Ⅰ3，當蠕動泵5工作時，隨著液位上升，當小磁鐵18移動到每個霍爾傳感器位置時，霍爾傳感器會輸出脈沖信號，從而霍爾傳感器讀取液位的四個位置，并顯示在液位顯示屏29上，由此實現霍爾傳感器液位測量的原理演示。

小磁鐵18對應其中任一霍爾元件時，發生霍爾效應，輸出高電平，否則輸出低電平。當液位變化使小磁鐵18移動至某一霍爾元件處，控制面板2控制液位顯示屏29顯示當前液位高度。

該裝置的控制系統都安裝在底座平臺1中，控制面板2上裝有液位顯示屏29顯示液位信息，電源開關31、啟動鍵33、停止鍵34控制裝置工作狀態，電源指示燈30、傳感器指示燈32顯示裝置工作情況。

本實用新型的有益效果是：在一臺演示教學裝置上可分別演示兩種類型傳感器自動蓄水與液位測量的原理與應用，通過對比，可加深學生對每種傳感器在檢測技術上的應用的了解。讓枯燥的物理學原理簡單明了的體現在實驗臺上，目的是開拓學生視野，培養學生具體問題具體分析的習慣和加強工程意識，使學生受到科研工作能力基本素質的訓練。

附圖說明

圖1總體結構立體圖。

圖2總體結構俯視圖。

圖3傳感器剖面圖。

圖4控制面板圖。