CN101949725A

CN101949725A - 新型液体角度位置传感器及水位测量方法

Info

Publication number: CN101949725A
Application number: CN 201010501283
Authority: CN
Inventors: 程玉斌; 张文永
Original assignee: Dezhou Saijia New Energy Sci & Tech Co Ltd
Current assignee: Dezhou Saijia New Energy Sci & Tech Co Ltd
Priority date: 2010-10-09
Filing date: 2010-10-09
Publication date: 2011-01-19

Abstract

一种新型液***置传感器及水位测量方法，该传感器是在原用水作为介质进行导通的位置设置了液体开关，传感器与液体开关设定一定的导通角，利用液体开关的开关作用，将原来的用水作为导电介质改为不发生电解的液体开关，并且将液体开关置于密封的浮子壳体内，密封胶灌封，不与水进行接触，解决了结垢、及各地水质不同造成的假水位情况的发生。其测量方法是将传感器与液体开关设定一定的导通角度，使其在发生位移时角度发生变化，在要测量的水位进行导通，从而准确的测量出要检测的水位。本发明所述传感器体积小、一体化、测量数据准确不受任何水质的影响，同时稳定性好，价格便宜适用于民用普遍推广。

Description

新型液体角度位置传感器及水位测量方法

技术领域

本发明涉及一种传感器，特别是家用太阳能热水***的水位传感器。

背景技术

目前在自动控制行业内，智能测量水位的仪器设备较多，例如压力式传感器、干簧管式传感器、霍尔开关式、电极式等。但普遍存在诸多缺点，像前三种因为结垢、不耐高温、不耐低温、价格昂贵等原因等几乎没有在家用太阳能热水***自动控制行业使用。目前家用太阳能热水***自动控制行业普遍存在的是电极式传感器，此类传感器存在如下缺陷：第一，电极式传感器因为用水作为介质，公共电极与电极1、2、3、4 等导通是通过水作为介质电阻来进行导通，所以各地水质不同电阻就不同，很容易造成测量不准确，从而出现假水位的现象。要么无水显示有水，造成长时间电加热。再有就是水已满显示不满造成水流不止，浪费水资源。第二，传感器长期在水中工作容易结垢，结垢后造成电阻值发生变化进而灵敏度降低。即使开始安装没有问题但随着结垢又会出现问题。第三，电极式传感器由于使用的电极式原理，由于电极式传感器的电极长期在水中通电工作，所以电极容易电解腐蚀，从而最终烂掉，降低使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型液***置传感器及水位测量方法，以解决现有技术测量不准确，灵敏度低，电极易电解腐蚀，使用寿命短等问题。

本发明主要由电子元器件、浮子、单片机等四部分构成，解决其技术问题所采用的技术方案是是在原用水作为介质进行导通的位置设置液体开关，利用液体开关的作用，将原来的用水作为导电介质改为不发生电解的液体开关，将传感器与液体开关设定一定的导通角，液体开关置于密封的浮子壳体内，密封胶灌封，不与水进行接触。当不测量水位时所有的液体开关都处于断开状态，当测量第一个水位时，S1液体开关导通；当测量第二个水位时S1、S2同时导通；当测量第三个水位时S1、S2、S3同时导通；当测量第三个水位时S1、S2、S3、S4同时导通；以此类推。并且将液体开关置于密封的环境。

其测量方法是将传感器与液体开关设置一定的导通角，使其在发生位移时角度发生变化，在要测量的水位进行导通，当处于垂直往下的位置12时，所有的液体开关都不导通；当处于位置13时，液体开关1导通显示第一个水位；当处于位置14时，液体开关1、2导通显示第两个水位；当处于位置15时，液体开关1、2、3导通显示第三个水位；当处于位置16时，液体开关1、2、3、4导通显示第四个水位；以此类推，从而准确的测量出要检测的水位。

采用本发明的积极效果是所述传感器体积小、一体化、测量数据准确不受任何水质的影响，同时稳定性好，价格便宜适用于民用普遍推广。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

附图1 为本发明液***置传感器电路结构示意图；

附图2为本发明液体开关角度测量液***置示意图；

图中：1液体开关S1、2液体开关S2、3液体开关S3 、4液体开关S4 、5电阻R1、6电阻R2、7电阻R3、8电阻R4 、9二极管D1、10单片机、11浮子、12浮子无水位位置即0导通角、13浮子1水位位置即ω₁导通角、14浮子2水位位置即ω₂导通角、15浮子3水位位置即ω₃导通角、16浮子4水位位置即ω₄导通角。

具体实施方式

本发明的实施例将参照附图1和附图2进行描述。

如图所示，是在原用水作为介质进行导通的位置设置液体开关1、2、3、4，利用液体开关1、2、3、4的作用，将原来的用水作为导电介质改为不发生电解的液体开关，将传感器与液体开关1、2、3、4设定一定的导通角，液体开关1、2、3、4置于密封的浮子11壳体内，密封胶灌封，不与水进行接触。密封的装置里面四个液体开关1、2、3、4根据上面角度的计算公式设定每个开关的角度，从而测量的从低到高的水位，开关的数量由测量的水位值决定，如果浮子11处于12位置时即垂直位置时无液体开关闭合；如果浮子11处于13位置就设置1液体开关1导通；如果浮子11处于14位置就设置液体开关1、2导通；如果浮子11处于15位置就设置液体开关1、2、3导通；如果浮子11处于16位置就设置液体开关1、2、3、4导通；并且根据公式计算出导通角。如果测量五个水位就放五个液体开关，计算出导通角。当到达设置水位时液体开关导通，从而把信号输出，由单片机进行计算显示目前的水位。

其中液体开关1、2、3、4分别放在浮子11的中间位置，根据公式计算出导通角（0~180度），从下至上，依次为液体开关1、2、3、4。液体开关1与电阻5两端相连；液体开关2与电阻6两端相连；液体3开关与电阻7两端相连；液体开关4与电阻8两端相连；这样每个液体开关导通时就有对应的电阻被短路使电阻为0。

公式推导：设定水箱的总高度为H，水箱的上水后剩余空间的高度为h，利用公式： cosα=h/H，因为H、h为已知量即可计算出要倾斜的角度，同时又知道液体开关的导通角为β，所以要测量水位的总的导通角就是ω=α+β ，这样传感器要测量的水位就被转化为角度被测量出来了。

工作时，正常信号由单片机一脚发出，经过电阻到达另一脚接收。液体开关的作用就是减少电阻的阻值，使单片机检测脚位的高低电平的转换时间缩短。再通过单片机进一步处理信号，从而判断水位的多少。

Claims

1.一种新型液体角度位置传感器，主要由电子元器件、浮子、单片机组成，其特征是在原用水作为介质进行导通的位置设置液体开关，利用液体开关的作用，将原来用水作为导电介质改为不发生电解的液体开关，将传感器与液体开关设定一定的导通角，液体开关置于密封的浮子壳体内，密封胶灌封，不与水进行接触。

2.一种新型液体角度位置传感器水位测量方法，其特征是测量方法是将传感器与液体开关设定一定的导通角，使其在发生位移时角度发生变化，在要测量的水位进行导通，从而准确的测量出要检测的水位。

3.根据权利要求2所述的新型液体角度位置传感器水位测量方法，其特征是当传感器置于垂直往下的位置12时，所有的液体开关都不导通；当置于位置13时，液体开关1导通显示第一个水位；当置于位置14时，液体开关1、2导通显示第二个水位；当置于位置15时，液体开关1、2、3导通显示第三个水位；当置于位置16时，液体开关1、2、3、4导通显示第四个水位；以此类推。