[實用新型]一種傳感器

有效

• 申請號: 201721326300.4
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN207379585U
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 蘇巧松
• 申請（專利權）人: 廈門伍迪電子科技有限公司
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296;G01F25/00
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 張璽

本實用新型提供了一種傳感器，相當于外貼式的液位傳感器，用于檢測液位信息，主要包括殼體、匹配層、陶瓷晶片層和主板層，殼體頂部設有匹配層放置通孔，匹配層安裝在放置通孔上陶瓷晶片層內置于殼體內，位于所述匹配層底部，且與所述的主板層電性連接。本實用新型與傳統的液位傳感器主要區別在于，該傳感器信號的采集與處理裝置采用一體式設計，無需將采集到的信號經過附帶屏蔽層的信號線傳送出去，信號的衰減變小了，電路設計簡單了，電路更可靠了，節省了價格昂貴的信號傳導線，大大降低生產成本，以及維護成本，同時信號的傳送路徑變短，信號受到外界干擾的幾率降低，減少信號的失真。

技術領域

本實用新型涉及一種傳感器。

背景技術

超聲波換能器可以應用于液位的測量，不過，由于超聲波換能器接收到的信號是很微弱的，大部分時候信號都在微伏的數量級上面，要將這樣的微弱信號傳導到主控板上，需要通過信號傳導線，通過該信號傳導線要求附帶有多層屏蔽層，銅絲純度要求要極高，阻抗匹配要求苛刻，再者會造成主控板接收不到信號或者信號很微弱導致信號受干擾出現誤差，即傳統的超聲波換能器液位傳感器的成產成本很高，維護成本也很高，嚴重影響到產品的大面積推廣。

實用新型內容

本實用新型為解決上述技術問題，提供了一種傳感器，相當于外貼式的液位傳感器，用于檢測液位信息。與傳統的液位傳感器主要區別在于，該傳感器信號的采集與處理裝置采用一體式設計，無需將采集到的信號經過附帶屏蔽層的信號線傳送出去，主要包括殼體、匹配層、陶瓷晶片層和主板層，所述的殼體頂部設有匹配層放置通孔，匹配層安裝在放置通孔上，位于殼體頂部，當測量容器內的液位高度時，匹配層直接外貼在容器的外壁；所述的陶瓷晶片層和主板層內置于殼體內，陶瓷晶片層位于所述匹配層底部，且與所述的主板層電性連接；所述的主板層包括信號處理模塊、數據處理模塊和通信模塊。通信模塊用于將信號處理模塊和數據處理模塊處理得到的液位信息傳送到外部接收器，也可用于上位機對傳感器設備的固件升級，通訊模塊可以采用無線的方式通信，也可以采用有線的方式通信。本實用新型通過陶瓷晶片層發送和接收超聲波信號，通過液位計算公式H＝C*T/2，得到液位高度，公式中，C為超聲波在液體中的傳播速度，T為產生激勵波到接收到檢測波的時間差，其中C隨液體溫度的變化而變化，T在有些場合因超聲波入射角的變化而變化。

進一步的，所述的匹配層采用金屬材質的匹配層。傳統的該類產品的匹配層均采用塑料等非金屬材質，然而所測的容器中的液體溫度往往很高，再加上外界環境的溫度、濕氣等，塑料等非金屬材質制成的匹配層很容易產生變形，甚至有裂縫產生，增加了傳感器的測量誤差，同時傳感器的使用壽命低。采用金屬材質的匹配層，克服上述現有技術的缺陷，不易受到容器表面溫度和環境溫度濕度的影響，同時，通過膠水粘合，匹配層與容器外壁結合更緊、更牢固，不易脫落，傳感器散熱也更好。

進一步的，所述的主板層包括陀螺儀、溫度傳感器。由于超聲波在介質中傳播，同一介質，介質的溫度不同傳播的速度也不同，會造成測量上的誤差，因此需要根據不同介質在不同溫度下，超聲波的相應傳播速度不同，引入溫度因子并通過相應的標定工作，做測量和信息處理上的上的補償修正，使得測量更準確些。溫度傳感器采集溫度信息，對比預先存儲在數據處理模塊的關于超聲波傳播速度與溫度關系，得到相應工作溫度環境下，更加準確的液位信息。當外貼式的超聲波換能器發射待檢測的超聲波進入液體介質時，根據入射的方位角的不同，測得液體的液位高度會有不同程度的誤差，因此需要得到陀螺儀所輸出的方位角，以便校準修正液位高度值，再者當我們測試的待測液體是放在移動物體上的時候，這時不僅可以得到方位角還可以得到加速度以及速度，可以利用這些參數得到更準確測量到液位高度，還可以給其他設備提供運動的狀態信息，以便產品更好的推廣與實施。數據處理模塊結合溫度傳感器、陀螺儀、待測信號的時間參數、幅度等信息，計算得到最準確的液位高度值。

進一步的，所述的陶瓷晶片層和主板層之間設有防震層，防震層貼合主板層安裝，減少超聲波和外界震動對主板層的干擾。