專利名稱：電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液位傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器。
技術(shù)背景
在生活和工作中，液位是一個很重要的工作條件，但是液位往往又不直觀或不方便觀察。以汽車油箱的油(液)位為例，需要時刻知道油位多少，又不方便觀看液位，需要運(yùn)用液位傳感器來實(shí)時指示存油量。浮子式液位傳感器廣泛應(yīng)用在水塔液位、太陽能熱水器液位、汽車油箱指示油液位等指示液位的領(lǐng)域。公知的浮子液位傳感器的結(jié)構(gòu)由浮子， 連桿，金屬觸點(diǎn)，碳膜電阻和支架構(gòu)成。其中“金屬觸點(diǎn)，碳膜電阻和支架”就是一個電位器。 工作原理浮子漂浮在液面，液位的改變，浮子上下運(yùn)動，通過連桿帶動電位器轉(zhuǎn)動，電位器的金屬動觸點(diǎn)與和碳膜電阻的相對位置變化，改變電阻，從而改變電流或電壓，用儀表顯示電壓或電流的變化指示液位變化。這種電位器是靠金屬動觸點(diǎn)的機(jī)械摩擦，實(shí)現(xiàn)電接觸，靠金屬動觸點(diǎn)移動改變電阻。有機(jī)械摩擦，必然有零件磨損。因此公知的液位傳感器時常出故障。這是公知的液位傳感器的技術(shù)缺陷。發(fā)明內(nèi)容
為了克服公知的液位傳感器的技術(shù)問題，本發(fā)明給出一種沒有機(jī)械摩擦的電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器。
本發(fā)明針對公知的液位傳感器動觸點(diǎn)機(jī)械摩擦的技術(shù)問題，提供了一種改進(jìn)的技術(shù)方案，變動金屬動觸點(diǎn)的機(jī)械摩擦，為無摩擦電容電接觸。電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的技術(shù)方案如圖1所示，在環(huán)形氣密性密封盒內(nèi)，內(nèi)置表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極和兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極。表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極和兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極之間形成氣密性空腔。密封后，在氣密性空腔內(nèi)加入液體滴，液體滴的高度等于環(huán)形氣密性密封盒內(nèi)半徑。兩個半圓環(huán)形電極同圓環(huán)形電極之間形成兩個電容，Cl和C2。兩個半圓環(huán)形電極豎直安裝，兩個半圓環(huán)形電極所對應(yīng)的液體滴的面積相當(dāng)，故兩個電容Cl和C2的容量相等。環(huán)形氣密性密封盒的表面一側(cè)絕緣的圓環(huán)形電極和兩個表面一側(cè)絕緣的半圓環(huán)形電極以及在氣密性空腔內(nèi)加入液體滴后整體構(gòu)成電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器。電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器過軸線豎直安裝后，沿電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的軸線轉(zhuǎn)動電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器，液體滴在重力的作用下在環(huán)形氣密性密封盒的下端不動，表面絕緣的圓形導(dǎo)電電極和兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極之間的液體滴面積發(fā)生變化。根據(jù)電容原理，轉(zhuǎn)動時兩個電容一個容量增加，一個容量減少。由于差動運(yùn)算作用，容量變化與轉(zhuǎn)動角度成二倍正比關(guān)系。
工作原理浮子漂浮在液面，液位的改變，浮子上下運(yùn)動，浮子通過連桿帶動電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器沿軸向轉(zhuǎn)動，兩個電容一個容量增加，一個容量減少。由于差動運(yùn)算作用，電容容量變化與轉(zhuǎn)動角度成二倍正比關(guān)系，電容容量變化量經(jīng)過運(yùn)算放大器處理后用模擬方式或數(shù)字方式顯示容量變化即是液位高低信息。


圖1是本發(fā)明電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1、環(huán)形氣密性密封盒下蓋(1)，2、大號圓環(huán)形密封圓環(huán)O)，3、表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極(3)，4、兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極0)，5、金屬密封外引線(5)，6、液體滴(6)，7、小號圓環(huán)形密封圓環(huán)(7)，8、環(huán)形氣密性密封盒上蓋(8)。
圖2是本發(fā)明電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的工作原理圖。
其中9、電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器(9)，10、固定軸(10)，11、連桿(11)，12、 浮子(12)，13、液體液面(13)，14、液體箱(14)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器是這樣加工的。材質(zhì)選用薄Omm)有機(jī)玻璃板，用車床加工外半徑為Rl內(nèi)半徑為R4的圓環(huán)兩片，標(biāo)志上片和下片。下片作環(huán)形氣密性密封盒下蓋(1)，上片作環(huán)形氣密性密封盒上蓋(8)。材質(zhì)選用薄(Imm)有機(jī)玻璃板，用車床加工外半徑為R1，內(nèi)半徑為R2的圓環(huán)一片，標(biāo)志C片，作大號圓環(huán)形密封圓環(huán)O)。外半徑為R3內(nèi)半徑為R4的圓環(huán)一片，標(biāo)志D片，作小號圓環(huán)形密封圓環(huán)(8)。半徑長度大小關(guān)系其中Rl >> R2 >> R3 >> R4。材質(zhì)選用一側(cè)絕緣的銅箔，用車床加工外半徑為R2 內(nèi)半徑為R4的圓環(huán)兩片，一片作表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極(3)，另一片過圓心切斷成兩片，作兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極G)。在表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極C3)和兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極(4)露銅箔處各焊接金屬密封外引線( 一根。裝配工藝取A片平放，取C片和D片，一面涂膠后，按同圓粘在A片上。粘牢后，A片上的C片和D片的R2和 R3之間形成環(huán)形凹槽。在環(huán)形凹槽上打小孔并涂膠，在小孔中穿過金屬密封外引線(5)后粘接銅箔即表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極(3)。在B片R2和R3之間打小孔并涂膠，在小孔中穿過金屬密封外引線( 后并列粘接兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極G)。把B片粘接在A 片上的C片和D片的R2和R3之間形成環(huán)形凹槽上，形成環(huán)形密封盒。環(huán)形密封盒的內(nèi)部的R2和R3之間形成環(huán)形空腔。在環(huán)形空腔上打小孔，注入液體滴。豎立起環(huán)形密封盒，液體滴的高度等于R2減R3。兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極(4)與表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極C3)形成兩個電容，Cl和C2。最后密封小孔和三根金屬密封外引線(5)。檢查環(huán)形氣密性密封盒的氣密性合格后，電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器制作成功。沿電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的軸線(R4孔)插入固定軸豎直固定電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器后， 電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的Cl和C2的容量相同，即Cl = C2。繞電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的軸線轉(zhuǎn)動，Cl和C2兩個電容，一個容量增加，一個容量減少。轉(zhuǎn)動90° 時，一個電容容量達(dá)到最大，另一個電容容量接近零。這種繞電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的軸線轉(zhuǎn)動，就是差動運(yùn)算過程。
工作原理使用時，沿電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的軸線(R4孔)插入固定軸豎直固定電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器，電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器可以繞軸線轉(zhuǎn)動。連桿的一端與電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器固定，連桿的另一端與浮子連接。浮子放進(jìn)被測液位的液體中，浮子隨液面上下運(yùn)動，通過連桿帶動電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器繞軸線轉(zhuǎn)動。此時Cl和C2的容量，一個容量增加，一個容量減少。Cl和C2的容量變化通過相應(yīng)的運(yùn)算電路后，通過數(shù)字或模擬顯示，指示數(shù)量由大變小，或由小變大，實(shí)現(xiàn)了液位的高低顯示。由于Cl和C2的容量變化電信息同時接到運(yùn)算放大器的輸入端，所以電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器抗電磁干擾能力強(qiáng)。
本發(fā)明電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的有益效果是無機(jī)械觸點(diǎn)、無摩擦，抗干擾，工作可靠，使用無噪音，壽命長，制作簡單，成本低，用途廣泛等。
權(quán)利要求
1.電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器，其特征是在環(huán)形氣密性密封盒內(nèi)，內(nèi)置表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極和兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極；表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極和兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極之間形成氣密性空腔；密封后，在氣密性空腔內(nèi)加入液體滴，液體滴的高度等于環(huán)形氣密性密封盒內(nèi)半徑；兩個半圓環(huán)形電極同圓環(huán)形電極之間形成兩個電容，Cl 禾口 C2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器，其特征是兩個半圓環(huán)形電極豎直安裝，兩個半圓環(huán)形電極所對應(yīng)的液體滴的面積相當(dāng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器，其特征是使用時，沿電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器的軸線(R4孔)插入固定軸豎直固定電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器，電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器可以繞軸線轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器，其特征是連桿的一端與電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器固定，連桿的另一端與浮子連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器，其特征是浮子放進(jìn)被測液位的液體中，浮子隨液面上下運(yùn)動，通過連桿帶動電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器繞軸線轉(zhuǎn)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及液位傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器。本發(fā)明構(gòu)造在環(huán)形氣密性密封盒內(nèi)，內(nèi)置表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極和兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極。表面絕緣的圓環(huán)形導(dǎo)電電極和兩個表面絕緣的半圓環(huán)形電極之間形成氣密性空腔。在空腔內(nèi)加入液體滴后構(gòu)成電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器。浮子隨液面上下運(yùn)動，通過連桿帶動電容式差動運(yùn)算浮子液位傳感器繞軸線轉(zhuǎn)動。此時兩個電容的容量，一個容量增加，一個容量減少。容量變化通過相應(yīng)的運(yùn)算電路后，通過數(shù)字或模擬顯示，指示數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了液位的高低顯示。本發(fā)明的有益效果是無摩擦，抗干擾，工作可靠，制作簡單，成本低等。
文檔編號G01F23/32GK102519554SQ201110411449
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者程有信 申請人:程有信