專利名稱：高精度液位傳感裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液位檢測技術，具體地說，是一種高精度液位傳感裝置。
背景技術：
在日常生活應用與工業(yè)生產中，常常涉及到液位的測量，所謂液位是指容器中液 體介質的高低，而液位測量的原理主要是基于液位界面兩側物質的物理特性差異或液位改 變時引起有關物理參數的變化?，F有液位測量技術中，人們提出了一種熱電阻液位計，使用通電的金屬絲，利用與 液、汽之間傳熱系數的不同及其電阻值隨溫度變化的特點進行液位測量。一般情況下，液體的傳熱系數要比其蒸氣的傳熱系數大1 2個數量級。因此對 于通以恒定電流的熱絲而言，其在液體和蒸氣環(huán)境中所受到的冷卻效果是不同的，即浸入 液體時的溫度要比暴露于蒸氣中的溫度低。如果該熱絲的電阻值是溫度的敏感函數，那么 傳熱條件變化所致的熱絲溫度變化，將引起熱絲的電阻值的改變。所以通過測定熱絲的電 阻值的變化可以判斷液位的高低。但這種單絲液位測量一般采用電阻溫度系數較大的材料，加熱后，空氣中的電阻 率變化和液體中不同，導致發(fā)熱功率在各段也不同，發(fā)熱量不均勻也影起單絲的內阻變化， 從而產生非線性的輸出結果，這使液位測量精度很低，另外，單絲測量受環(huán)境溫度影響大， 會導致誤報。還有一種液位傳感器，采用印刷電路板，相鄰布置兩根銅箔，一根用于發(fā)熱，相當 于發(fā)熱絲，另一根用于檢測，相當于熱敏絲，但這種技術要將兩根銅箔依附于PCB板上，PCB 板起到安裝固定作用，PCB板也分散了熱量，同時也拉開了兩根銅箔之間的距離，使傳感器 的精度和響應速度都受到影響。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種高精度液位傳感裝置，傳感器各段的發(fā)熱功率均勻，并 且取消其它的剛性載體，能大幅提升檢測精度和響應速度。需要說明的是，剛性載體是指固定絲狀導體的載體，載體可以變形，因此剛性載體 也包括柔性電路板。為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種高精度液位傳感裝置，其關鍵在于由熱敏絲 和發(fā)熱絲組成，二者緊密接觸，形成絲狀探頭，且熱敏絲或發(fā)熱絲之間相互絕緣。所述熱敏絲為電阻溫度系數高的材料繞制形成，例如銅絲、鉬合金絲。所述發(fā)熱絲 為電阻溫度系數低的材料繞制形成。例如鎳鉻絲、康銅絲及銅合金絲。采用本技術的優(yōu)點在于，發(fā)熱絲的電阻溫度系數低，在發(fā)熱時，其內阻變化很小， 各段的發(fā)熱功率基本不變，使發(fā)出的熱量分布均勻，同時，消除了傳感器內部的其他傳熱介 質，此時，熱敏絲的溫度變化僅與檢測環(huán)境介質有關，輸出的是線性關系，從而簡化了后續(xù) 電路的處理。同時，緊密結合也保證了熱傳遞的高效率與快速響應。
所述熱敏絲和發(fā)熱絲相互纏繞在一起。所述熱敏絲為直線絲，所述發(fā)熱絲纏繞在所述熱敏絲上；或所述發(fā)熱絲為直線絲，所述熱敏絲纏繞在發(fā)熱絲上。所述熱敏絲和發(fā)熱絲為并排在一起的直線絲，二者被同一根纏繞絲纏繞住。所述熱敏絲和發(fā)熱絲纏繞在同一根軸心絲上，該軸心絲為直線絲。所述熱敏絲和發(fā)熱絲的兩端連接在張拉器上。可以安裝張拉器，所述熱敏絲和發(fā)熱絲的兩端連接在張拉器上，張拉器將熱敏絲 和發(fā)熱絲兩端張拉懸掛，使絲狀探頭的主體呈懸掛狀態(tài)，避免熱敏絲和發(fā)熱絲與其它物體 有任何接觸，僅與液體和氣體接觸，加快傳感器的響應速度。此處所述熱敏絲和發(fā)熱絲的兩端，并非嚴格限制于術端，而是靠近末端的位置，總 之是可以使大部份絲線懸掛的位置。所述熱敏絲和發(fā)熱絲上包裹有至少一層粘合劑，如聚酰亞胺。 粘合劑加強了熱敏絲和發(fā)熱絲緊密接觸關系，同時，該粘合劑填充了絲狀探頭的 縫隙，使兩根絲之間的接觸角變得平滑，液體不會浸潤到絲狀探頭的內部，也不會殘留在絲 狀探頭表面，這樣可以提高精度，并且起到進一步的保護與隔離作用。也可以在熱敏絲或發(fā)熱絲上涂覆有絕緣漆；或者所述熱敏絲和發(fā)熱絲都涂覆有絕緣漆。所述熱敏絲由A電源回路供電，所述發(fā)熱絲由B電源回路供電。所述熱敏絲由A電源回路供電，所述發(fā)熱絲由B電源回路供電。例如，A電源回路 為定流回路，在A電源回路中還連接有檢測電路。檢測電路檢測熱敏絲兩端的分壓變化值， 該分壓變化值則反映熱敏絲的電阻變化值。為簡化電源，B電源回路可以為定壓回路。所述熱敏絲和發(fā)熱絲串連于同一電流回路。此時，可以通過抽頭檢測熱敏絲兩端的分壓變化，簡化供電電路，最少只需要一個 電源電路?；蛘邫z測熱敏絲和發(fā)熱絲串連后的總體分壓來測得液位，由于發(fā)熱絲的電阻基本 不變化，因此發(fā)熱絲的分壓可以作為常量處理，串連后的總體分壓變化則反映了熱敏絲的 電阻變化。這樣可以減少電路的連接點，最少達到兩個，這有利于在某些條件下，要求精簡 接頭的應用。工作時，在兩段絲中通以電流，發(fā)熱絲產生的熱量能以最快速度傳遞給熱敏絲，熱 敏絲的電阻則發(fā)生變化，引起其兩端電壓或電流變化。由于液體和氣體的導熱系數不同，這 種變化與本傳感器浸入液體的深度成線性比例關系。本發(fā)明的顯著效果是提供了一種體積小、成本低、結構緊湊、便于繞制的高精度 液位傳感裝置，取消其它的剛性載體，大幅提升了傳感器的檢測精度和響應速度。
圖1是實施例1的結構示意圖；圖2是實施例2的結構示意圖；圖3是實施例3的結構示意圖；圖4是實施例4的結構示意圖5是沒有涂覆粘合劑的絲狀探頭剖視圖；圖6是涂覆有粘合劑的絲狀探頭剖視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。如圖1所示，實施例1:一種高精度液位傳感裝置，由熱敏絲1和發(fā)熱絲2組成，二者緊密接觸，形成絲狀 探頭，且熱敏絲1或發(fā)熱絲2之間相互絕緣。所述熱敏絲1為電阻溫度系數高的材料繞制形成，所述發(fā)熱絲2為電阻溫度系數 低的材料繞制形成。所述熱敏絲1和發(fā)熱絲2相互纏繞在一起。所述熱敏絲1和發(fā)熱絲2的兩端連接在張拉器上。如圖6所示，所述熱敏絲1和發(fā)熱絲2上包裹有至少一層粘合劑5。在生產加工中，一層粘合劑5可能很薄，且填充率不高，容易損壞，因此，可采取多 次涂覆的工藝，形成多層結構，也可以將不同性質的粘合劑5組合應用，多次涂覆，起到防 腐、防潮的作用。而不涂覆粘合劑5，很可能被液體滲透至兩根絲之間的間隙。粘合劑5加強了熱敏絲1和發(fā)熱絲2緊密接觸關系，同時，該粘合劑5填充了絲狀 探頭的縫隙，使兩根絲之間的接觸角變得平滑，液體不會浸潤到絲狀探頭的內部，也不會殘 留在絲狀探頭表面，這樣可以提高精度，并且起到進一步的保護與隔離作用。如圖5所示，而不涂覆粘合劑5，很可能被液體滲透至兩根絲之間的間隙?？諝舛沃校z狀探頭上殘留的液體就會對熱敏絲1的檢測精度造成影響。所述熱敏絲1由A電源回路供電，所述發(fā)熱絲2由B電源回路供電。所述熱敏絲1和發(fā)熱絲2串連于同一電流回路。熱敏絲1和發(fā)熱絲2的繞制方式較多，可以是實施例1中的相互纏繞結構，也可以 是實施例2 4中描述的其他結構。如圖2所示，實施例2:所述熱敏絲1為直線絲，所述發(fā)熱絲2纏繞在所述熱敏絲1上；或所述發(fā)熱絲2為直線絲，所述熱敏絲1纏繞在發(fā)熱絲2上。如圖3所示，實施例3:所述熱敏絲1和發(fā)熱絲2為并排在一起的直線絲，二者被同一根纏繞絲3纏繞住。如圖4所示，實施例4:所述熱敏絲1和發(fā)熱絲2纏繞在同一根軸心絲4上，該軸心絲4為直線絲。盡管以上結構結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但本發(fā)明不限于上述具體實施方式
，上述具體實施方式
僅僅是示意性的而不是限定性的，本領域的普通技術人 員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權利要求的前提下，可以作出多種類似的表 示，如更換熱敏絲1和發(fā)熱絲2的纏繞方式，更換粘合劑5的型號，更換拉張器的結構，如卡 銷、夾子、鉤子等，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高精度液位傳感裝置，其特征在于由熱敏絲(1)和發(fā)熱絲( 組成，二者緊密 接觸，形成絲狀探頭，且熱敏絲(1)或發(fā)熱絲( 之間相互絕緣。
2.根據權利要求1所述的高精度液位傳感裝置，其特征在于所述熱敏絲(1)為電阻 溫度系數高的材料繞制形成，所述發(fā)熱絲O)為電阻溫度系數低的材料繞制形成。
3.根據權利要求1所述的高精度液位傳感裝置，其特征在于所述熱敏絲(1)和發(fā)熱 絲( 相互纏繞在一起。
4.根據權利要求1所述的高精度液位傳感裝置，其特征在于所述熱敏絲(1)為直線 絲，所述發(fā)熱絲( 纏繞在所述熱敏絲(1)上；或所述發(fā)熱絲( 為直線絲，所述熱敏絲(1)纏繞在發(fā)熱絲( 上。
5.根據權利要求1所述的高精度液位傳感裝置，其特征在于所述熱敏絲(1)和發(fā)熱 絲( 為并排在一起的直線絲，二者被同一根纏繞絲C3)纏繞住。
6.根據權利要求1所述的高精度液位傳感裝置，其特征在于所述熱敏絲(1)和發(fā)熱 絲(2)纏繞在同一根軸心絲(4)上，該軸心絲(4)為直線絲。
7.根據權利要求1或3或4或5或6所述的高精度液位傳感裝置，其特征在于所述 熱敏絲(1)和發(fā)熱絲O)的兩端連接有張拉器。
8.根據權利要求1或3或4或5或6所述的高精度液位傳感裝置，其特征在于所述 熱敏絲(1)和發(fā)熱絲( 上包裹有至少一層粘合劑(5)。
9.根據權利要求1所述的高精度液位傳感裝置，其特征在于所述熱敏絲(1)由A電 源回路供電，所述發(fā)熱絲O)由B電源回路供電。
10.根據權利要求1所述的高精度液位傳感裝置，其特征在于所述熱敏絲(1)和發(fā)熱 絲O)串連于同一電流回路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度液位傳感裝置，其特征在于由熱敏絲(1)和發(fā)熱絲(2)組成，二者緊密接觸，形成絲狀探頭，且熱敏絲(1)或發(fā)熱絲(2)之間相互絕緣。所述熱敏絲(1)為電阻溫度系數高的材料繞制形成，所述發(fā)熱絲(2)為電阻溫度系數低的材料繞制形成。其顯著效果是體積小、成本低、結構緊湊、便于繞制，取消其它的剛性載體，大幅提升了傳感器的檢測精度和響應速度。
文檔編號G01F23/22GK102095467SQ20111003461
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月1日 優(yōu)先權日2011年2月1日
發(fā)明者蔣勤舟 申請人:蔣勤舟