專利名稱：用于啟動或關(guān)閉泵的傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于啟動和/或關(guān)閉泵、特別是潛水泵或排水泵的傳感器。
背景技術(shù)：
類似污水泵這樣的潛水泵通常具有傳感器或開關(guān)，這些傳感器或開關(guān)在超過預(yù)定 水位時將啟動泵，一般當水位低于第二低水位時再關(guān)閉泵。為此已知的例如有機械浮動開 關(guān)。但是對于這些傳感器或開關(guān)而言存在的危險是它們在移動中會受到阻礙，而這會導致 在啟動和關(guān)閉泵時產(chǎn)生錯誤。此外，公知的是，例如電容式傳感器這樣的電子傳感器根據(jù)液位或水位來啟動和 關(guān)閉泵。在這些已知的電容式傳感器中設(shè)置與水相連的高頻振蕩器。因此通過振蕩器的耗 電量就可以確定由水形成的電容的變化。這些電子電路需要高頻信號發(fā)生器和非常靈敏 的、用于檢測耗電量的電路。這會使得這種電路成本高、費用大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提出一種改進的傳感器，用以啟動和/或關(guān)閉泵，這種傳 感器根據(jù)電容測量原理工作，但構(gòu)造簡單，成本低廉。本發(fā)明的目的通過一種用于啟動和/或關(guān)閉泵的、具有如權(quán)利要求1所述特征的 傳感器以及一種具有如權(quán)利要求9所述特征的泵得以實現(xiàn)。優(yōu)選的實施方式由從屬權(quán)利要 求、下面的描述以及附圖
給出。根據(jù)本發(fā)明的傳感器設(shè)計用于啟動和/或關(guān)閉泵，尤其是潛水泵或排水泵，例如 將其用于地下排水。傳感器根據(jù)電容測量原理工作，并為此具有構(gòu)成電容器的第一電極和 第二電極。電容器被設(shè)置為，其電容受到待輸送的液體的影響。也就是電容可以根據(jù)液位 高度或水位高度改變。在這里，通過下述狀態(tài)定義兩種極端情況一種狀態(tài)是在兩個電極之 間沒有水，另一種狀態(tài)是兩個電極完全浸入在液體中，即優(yōu)選位于水面之下。此外，設(shè)置一 種電子電路，該電子電路與電極相連并用于電極之間變化的電容的信號分析，以產(chǎn)生泵的 啟動和/或關(guān)閉信號。根據(jù)本發(fā)明的電子電路具有連接第一電極的電壓源。電壓源用于為相對于外部環(huán) 境的第一電極以及第二電極進行充電。為此，將電壓源設(shè)計為，使得它們能夠發(fā)出短電壓脈 沖，以為第一電極充電。優(yōu)選將該電子電路設(shè)計為，可以發(fā)出大量的電極電壓脈沖，例如3 到40個脈沖，進一步優(yōu)選為5到20個脈沖，用以為第一電極充電。通過這些短電壓脈沖將 防止電極之間的電解以及電極損耗。優(yōu)選啟動時間非常短，小于總充電時間的1%。根據(jù)本發(fā)明的電子電路還具有分析電路，用于檢測并分析電極之間發(fā)生的電容變 化，以產(chǎn)生用于泵的啟動和/或關(guān)閉信號。因此將該分析電路設(shè)計為，在電極充電的電壓上 升期間和/或電極放電的電壓下降期間檢測電極之間的電流，并根據(jù)檢測到的電流發(fā)出啟 動和/或關(guān)閉信號。當充電和/或放電時，在電極之間流動的電流與電極之間的電容成正 比。由此，根據(jù)電流就可以確定電極是否在水里。
由于根據(jù)本發(fā)明的電子電路不再使用高頻信號發(fā)生器，因此明顯比已知的電容式 傳感器更簡單、更便宜。在充電和/或放電時對電流的檢測非常容易進行，并且為了進行充 電，只有用于產(chǎn)生電壓脈沖的脈沖發(fā)生器是必需的，而非用于產(chǎn)生特定高頻的信號發(fā)生器。優(yōu)選將電子電路設(shè)計為，在電極充電和/或電極放電時，電壓U的時間信號波形至 少在一個時間段內(nèi)具有預(yù)先給定的坡度。也就是說，在這個給定坡度的范圍內(nèi)，dU/dt是已 知的。如果坡度已知，在檢測或測量放電電流Ie時，根據(jù)下面的公式可以確定電容C:
權(quán)利要求
一種用于啟動和/或關(guān)閉泵的傳感器，具有至少一個第一電極(2)和一個第二電極(4)，該第一電極(2)和第二電極(4)構(gòu)成受到待輸送的液體影響的電容(C)；和與所述電極(2，4)相連接的電子電路(40)，其特征在于，所述電子電路(40)具有與所述第一電極(2)相連接的電壓源(24)，其被設(shè)計用于發(fā)出短電壓脈沖，以使所述第一電極(2)充電；和分析電路(20，26，34)，其被設(shè)計為，在所述電極(2)充電的電壓上升期間和/或放電的電壓下降期間檢測位于所述電極(2，4)之間的電流(IC)，并根據(jù)所檢測到的電流(IC)發(fā)出啟動和/或關(guān)閉信號。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述電子電路(40)設(shè)計為，在所述電極 (2)充電和/或放電時，電壓(U)的時間信號波形至少在一段內(nèi)具有預(yù)先給定的坡度(dU/ dt)。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器，其特征在于，所述預(yù)先給定的坡度(dU/dt)是陡峭的， 優(yōu)選選擇大于5V/μ s的坡度。
4.如前面任一項權(quán)利要求所述的傳感器，其特征在于，所述電子電路(40)設(shè)計為，對 所述電極(2)進行周期性重復(fù)充電和放電，并在充電和/或放電時檢測所述電流(Ic)。
5.如前面任一項權(quán)利要求所述的傳感器，其特征在于，所述電子電路(40)設(shè)計為，首 先利用所述電壓源(24)的多個電壓脈沖為所述電極(2)充電，而后接著放電，其中，在放電 期間通過所述分析電路(20，26，34)檢測所述電流(Ic)，并根據(jù)檢測到的電流(Ic)發(fā)出啟 動和/或關(guān)閉信號。
6.如前面任一項權(quán)利要求所述的傳感器，其特征在于，所述電子電路(40)設(shè)計為，利 用所述分析電路(20，26，34)附加地確定所述兩個電極(2，4)之間的電阻(R)，并根據(jù)檢測 到的電流(Ic)和電阻(R)發(fā)出啟動和/或關(guān)閉信號。
7.如前面任一項權(quán)利要求所述的傳感器，其特征在于，所述電壓源具有電源(18)，該 電源(18)具有后置串聯(lián)電阻和并聯(lián)電容器。
8.如前面任一項權(quán)利要求所述的傳感器，其特征在于，所述電壓源具有信號發(fā)生器 (24)，用于產(chǎn)生具有特定信號波形的充電和/或放電電壓。
9.一種用于輸送液體的泵，其具有電驅(qū)動電機以及用于啟動和關(guān)閉該驅(qū)動電機(M)的 控制裝置(12)，其特征在于，所述控制裝置(12)具有至少一個根據(jù)前面任一項權(quán)利要求所 述的傳感器(14，16，36)，用于根據(jù)流體高度來啟動和/或關(guān)閉該泵。
10.如權(quán)利要求9所述的泵，其特征在于，該泵的殼體構(gòu)成一個電極(4)，第二電極(2) 與該殼體相對置地絕緣地設(shè)置。
11.如權(quán)利要求9或10所述的泵，其特征在于，設(shè)置傳感器(14，16，36)，以在預(yù)定的流 體高度上產(chǎn)生用于驅(qū)動電機的啟動信號。
12.如權(quán)利要求9到11所述的泵，其特征在于，為該泵設(shè)置停機裝置，該停機裝置具有 至少一個檢測裝置，用于檢測所述驅(qū)動電機(M)的至少一個電氣參數(shù)，該停機裝置設(shè)計為， 能夠根據(jù)該電氣參數(shù)檢測所述泵的干運轉(zhuǎn)，并在檢測到干運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生用于所述驅(qū)動電機 (M)的關(guān)閉信號。
13.如權(quán)利要求9到12之一所述的泵，其特征在于，設(shè)置保護電極(42)，用于在泵的內(nèi) 部相對于電氣部件屏蔽所述傳感器的第一電極(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于啟動和/或關(guān)閉泵的傳感器，具有至少一個第一電極(2)和一個第二電極(4)，該第一電極(2)和第二電極(4)構(gòu)成可受待輸送液體影響的電容(C)；和與該電極(2，4)相連接的電子電路(40)，其中，電子電路(40)具有與所述第一電極(2)相連接的電壓源(24)，其被設(shè)計用于發(fā)出短電壓脈沖，以使第一電極(2)充電；以及分析電路(20，26，34)，其被設(shè)計為，在所述電極(2)充電的電壓上升期間和/或放電的電壓下降期間檢測所述電極(2，4)之間的電流(IC)，并根據(jù)檢測到的電流(IC)發(fā)出啟動和/或關(guān)閉信號；本發(fā)明還涉及一種具有這種傳感器的泵。
文檔編號F04D15/02GK101990603SQ200980112828
公開日2011年3月23日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月9日
發(fā)明者克勞斯·韋斯特高·克拉格隆德 申請人:格倫德福斯管理聯(lián)合股份公司