數(shù)字液位傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種數(shù)字液位傳感器。該數(shù)字液位傳感器包括非磁性導(dǎo)管，位于所述非磁性導(dǎo)管外并可沿所述非磁性導(dǎo)管軸向移動(dòng)的浮子，和固定于所述浮子的永磁體。該非磁性導(dǎo)管中進(jìn)一步包括開關(guān)單元和編碼單元。開關(guān)單元包括至少一個(gè)在所述永磁體產(chǎn)生的磁場作用下閉合或斷開的隧道磁電阻開關(guān)，編碼單元包括至少一個(gè)編碼器，其輸入端分別接收來自所述隧道磁電阻開關(guān)的通斷信號(hào)并輸出表征所述浮子位置的數(shù)字信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字液位傳感器體積小、成本低、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨率高、使用壽命長、抗干擾能力強(qiáng)，并能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)直接輸出。
【專利說明】數(shù)字液位傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量液位的傳感器，尤其涉及一種利用高精度隧道磁電阻(TMR)開關(guān)和編碼器實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)輸出的數(shù)字液位傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]液位傳感器廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、環(huán)保等領(lǐng)域，對各種開口或有壓容器內(nèi)的液位或相界面進(jìn)行連續(xù)測量，也可應(yīng)用于液面或相界面的報(bào)警和控制。目前，應(yīng)用較多的是干簧管液位傳感器和霍爾式液位傳感器。干簧管液位傳感器結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，可應(yīng)用于限位、計(jì)數(shù)等，其工作原理是磁性浮子隨液位高度變化而上下移動(dòng)，所產(chǎn)生的磁場變化使磁簧開關(guān)產(chǎn)生動(dòng)作。這類傳感器的一種結(jié)構(gòu)是當(dāng)磁性浮子浮動(dòng)到某個(gè)干簧管高度處時(shí)，該干簧管里的磁簧開關(guān)因受到外部磁場的作用而閉合，便形成了完整的閉合電路。當(dāng)磁性浮子遠(yuǎn)離此干簧管時(shí)，即移除磁場，磁簧片由于自身的彈性而分開，使電路斷開。這樣根據(jù)所形成電路上的電阻大小，系統(tǒng)里的變送器產(chǎn)生相應(yīng)大小的電流信號(hào)。通過檢測所產(chǎn)生的電流信號(hào)，可以判斷被測液位的高度。但干簧管液位傳感器經(jīng)常會(huì)發(fā)生個(gè)別開關(guān)該斷開未斷開的故障，造成虛假液位，并且由于干簧管的尺寸較大，限制了傳感器的分辨頻率。當(dāng)傳感器受到?jīng)_擊、磨損和振動(dòng)等影響時(shí)，傳感器內(nèi)部的玻璃殼會(huì)因此而容易破裂，這也致使傳感器不易安裝和焊接。進(jìn)一步，當(dāng)存在電感和電容負(fù)載時(shí)，傳感器的使用壽命會(huì)受到影響。此夕卜，干簧管液位傳感器的輸出是模擬信號(hào)，抗干擾能力差，因而需要進(jìn)一步的數(shù)字處理電路將模擬信號(hào)處理為數(shù)字信號(hào)。
[0003]霍爾式液位傳感器工作原理與干簧管液位傳感器相同，只是用開關(guān)式霍爾片代替了干簧管，其尺寸比干簧管的尺寸要小，也易于安裝和焊接，并且其輸出信號(hào)是經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，抗干擾能力較強(qiáng)。但因?yàn)榛魻栐妮^高，為毫安級，開關(guān)點(diǎn)也達(dá)到幾十高斯，這種液位傳感器需要經(jīng)常維修和更換，增加了使用成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種新穎的、先進(jìn)的、可靠的數(shù)字液位傳感器。本發(fā)明利用隧道磁電阻開關(guān)在外部磁場的作用下產(chǎn)生動(dòng)作，將其所在狀態(tài)以高、低電平的形式傳達(dá)給與其連接的編碼器，再通過編碼器將數(shù)字信號(hào)提供給數(shù)據(jù)總線，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確快速的判斷所測液位的高度。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種數(shù)字液位傳感器，其將測量的液位轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出，該數(shù)字液位傳感器包括以下幾個(gè)部分:
[0007]數(shù)據(jù)總線；
[0008]電源端子；
[0009]接地端子；
[0010]固定并且放置在液體里的非磁性導(dǎo)管；[0011]漂浮在所述液體中的浮子，所述浮子鄰近所述非磁性導(dǎo)管放置，隨著液位的變化，所述浮子沿所述非磁性導(dǎo)管上下移動(dòng)；
[0012]至少一個(gè)隧道磁電阻開關(guān)，所述開關(guān)在所述永磁體產(chǎn)生的磁場作用下可閉合或者斷開；
[0013]至少一個(gè)編碼器，所述編碼器為所述浮子的每一個(gè)位置產(chǎn)生唯一的編碼；
[0014]固定于所述浮子的永磁體，所述永磁體產(chǎn)生具有足夠幅度和方向的磁場以使與該永磁體處于相同水平的一個(gè)或多個(gè)隧道磁電阻開關(guān)閉合或斷開；
[0015]一個(gè)或者多個(gè) 密封在所述非磁性導(dǎo)管中的印刷電路板，所述隧道磁電阻開關(guān)、所述編碼器、所述數(shù)據(jù)總線、所述電源端子和所述接地端子安裝在所述印刷電路板上且相互電聯(lián)。
[0016]優(yōu)選地，所述非磁性導(dǎo)管的長度為10~12000mm,外直徑為12~40mm。
[0017]優(yōu)選地，所述浮子的寬度為l(T200mm，高度為l0~200mm。
[0018]優(yōu)選地，所述永磁體的磁化方向與所述非磁性導(dǎo)管的軸向平行，所述隧道磁電阻開關(guān)為隧道磁電阻全極開關(guān)或 隧道磁電阻單極開關(guān)，并且其敏感方向與所述非磁性導(dǎo)管的軸向平行。
[0019]優(yōu)選地，所述永磁體的磁化方向與所述非磁性導(dǎo)管的軸向垂直，所述隧道磁電阻開關(guān)為隧道磁電阻全極開關(guān)、隧道磁電阻雙極開關(guān)或隧道磁電阻單極開關(guān)并且其敏感方向與所述非磁性導(dǎo)管的軸向垂直。
[0020]優(yōu)選地，所述非磁性導(dǎo)管與所述浮子同軸放置，所述浮子的內(nèi)徑大于所述非磁性導(dǎo)管的外徑。
[0021]優(yōu)選地，所述隧道磁電阻開關(guān)等間距放置在所述印刷電路板上。
[0022]優(yōu)選地，所述編碼器為優(yōu)先編碼器。
[0023]優(yōu)選地，每一個(gè)所述編碼器有2n個(gè)不同的輸入端，有N個(gè)不同的輸出端，N為自然數(shù)。
[0024]優(yōu)選地，所述浮子的位置用數(shù)字0，I,…，2N_1來表示，N為自然數(shù)，所述數(shù)字與所述液面的高度呈線性比例關(guān)系。
[0025]優(yōu)選地，所述編碼器為專用ASIC、FPGA、CPLD或其他可編程邏輯器件，來最小化所述印刷電路板上部件的數(shù)量。
[0026]優(yōu)選地，對于2N個(gè)所述隧道磁電阻開關(guān)，所述數(shù)據(jù)總線的寬度至少為N位，N為自然數(shù)。
[0027]優(yōu)選地，所述隧道磁電阻開關(guān)分別與所述編碼器的相應(yīng)的輸入接口電連接。
[0028]優(yōu)選地，所述編碼器的輸出接口與所述數(shù)據(jù)總線上的相應(yīng)接口電連接。
[0029]優(yōu)選地，所述印刷電路板是柔性印刷線路板。
[0030]優(yōu)選地，所述編碼器和所述隧道磁電阻開關(guān)放置在由柔性印刷線路板互連的多個(gè)小型剛性印刷電路板上。
[0031]一種數(shù)字液位傳感器，包括:
[0032]非磁性導(dǎo)管，和
[0033]位于所述非磁性導(dǎo)管外并可沿所述非磁性導(dǎo)管軸向移動(dòng)的浮子，
[0034]固定于所述浮子的永磁體，[0035]所述非磁性導(dǎo)管中進(jìn)一步包括:
[0036]開關(guān)單元，包括至少一個(gè)在所述永磁體產(chǎn)生的磁場作用下閉合或斷開的隧道磁電阻開關(guān)，
[0037]編碼單元，包括至少一個(gè)編碼器，所述編碼單元的輸入端分別接收來自所述隧道磁電阻開關(guān)的通斷信號(hào)并輸出表征所述浮子位置的數(shù)字信號(hào)。
[0038]優(yōu)選地，該液位傳感器包括2N個(gè)隧道磁電阻開關(guān)，各隧道磁電阻開關(guān)沿所述非磁性導(dǎo)管的軸向排列設(shè)置且沿非磁性導(dǎo)管軸向的位置已知。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用隧道磁電阻開關(guān)對浮子的位置進(jìn)行檢測，并采用優(yōu)先編碼器對來自隧道磁電阻開關(guān)的開關(guān)信號(hào)進(jìn)行編碼。本發(fā)明具有以下有益效果:體積小、成本低、功耗低、可靠性高、靈敏度高、分辨率高、使用壽命長、抗干擾能力強(qiáng)，并能實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)直接輸出。
[0040]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下將對本發(fā)明的較佳實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0042]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的液位傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的液位傳感器另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2的隧道磁電阻開關(guān)和優(yōu)先編碼器的連接示意圖。
[0045]圖4根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的隧道磁電阻開關(guān)和優(yōu)先編碼器的連接示意圖。
[0046]圖5為隧道磁電阻單極開關(guān)信號(hào)示意圖。
[0047]圖6為隧道磁電阻雙極開關(guān)信號(hào)示意圖。
[0048]圖7為隧道磁電阻全極開關(guān)信號(hào)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0050]實(shí)施例1
[0051]圖1和圖2分別示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的液位傳感器100，200的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示意性顯示出一種使用隧道磁電阻開關(guān)單元3和編碼器4實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)輸出的數(shù)字液位傳感器。該傳感器包括一根可相對于待測容器固定的非磁性導(dǎo)管1，一個(gè)可在液體11中漂浮，并沿非磁性導(dǎo)管I外表面隨液面變化而上下滑動(dòng)的浮子2。優(yōu)選地，非磁性導(dǎo)管I和浮子2的中心軸相同。非磁性導(dǎo)管I里裝有印刷電路板5，優(yōu)選是柔性印刷線路板。印刷電路板5上安裝有隧道磁電阻開關(guān)單元3、編碼器4、數(shù)據(jù)總線9以及電源端子7和接地端子8。編碼器和所述磁電阻開關(guān)也可安裝在多個(gè)小型剛性印刷電路板上，相互之間用柔性印刷線路板或者電布線連接。隧道磁電阻開關(guān)單元3包括多個(gè)隧道磁電阻開關(guān)，各隧道磁電阻開關(guān)在非磁性導(dǎo)管中具有確定的位置。在浮子2里有一個(gè)固定的永磁體6，該永磁體6可產(chǎn)生使隧道磁電阻開關(guān)單元3中與其大致在同一液面高度處的隧道磁電阻開關(guān)產(chǎn)生動(dòng)作所需要的足夠幅度和方向的磁場，永磁體6內(nèi)部的磁化方向12可以與非磁性導(dǎo)管I的軸向13平行，如圖1所示，也可以與非磁性導(dǎo)管I的軸向13垂直，如圖2所示。隧道磁電阻開關(guān)單元3的各個(gè)輸出端與編碼器4的相應(yīng)輸入接口依次電連接，編碼器4的輸出接口與數(shù)據(jù)總線9的相應(yīng)接口依次電連接，其使能輸出端14與數(shù)據(jù)總線或下一級的編碼器的相應(yīng)輸入接口電連接。當(dāng)液位傳感器置于液體11中時(shí)，浮子2漂浮在液體11的液面上，隨液面位置的變化而沿非磁性導(dǎo)管I外表面上下移動(dòng)，浮子2里的永磁體6在非磁性導(dǎo)管I周圍產(chǎn)生了穩(wěn)定磁場。隧道磁電阻開關(guān)單兀3中相應(yīng)位置的隧道磁電阻開關(guān)在永磁體6產(chǎn)生的磁場作用下產(chǎn)生閉合或者斷開動(dòng)作，將其所在狀態(tài)以高或低電平的形式輸出給與其連接的編碼器4。每個(gè)編碼器有2N個(gè)輸入端和N個(gè)輸出端，N是自然數(shù)。編碼器4對來自開關(guān)單元3的各個(gè)輸入進(jìn)行編碼將數(shù)字信號(hào)輸出至數(shù)據(jù)總線，根據(jù)所輸出的數(shù)字信號(hào)便能確定出液面的高度。對于2N個(gè)隧道磁電阻開關(guān)，數(shù)據(jù)總線的寬度至少為N位。
[0052]根據(jù)液位傳感器的使用環(huán)境和使用條件，非磁性導(dǎo)管I優(yōu)選的具有以下特征，例如12~40mm的外直徑，l(Tl2000mm的長度，可以是直管，也可以是彎管，其制成材料可以為耐腐蝕的適用的金屬、合金或結(jié)實(shí)耐用的工程塑料。
[0053]優(yōu)選地，浮子與非磁性導(dǎo)管同軸設(shè)置，浮子的內(nèi)徑大于非磁性導(dǎo)管的外徑。浮子2的寬度優(yōu)選為l(T200mm，高度優(yōu)選為l(T200mm。浮子上固定有永磁體6，帶動(dòng)永磁體一起隨液位的高低變化沿非磁性導(dǎo)管的軸向上下移動(dòng)。永磁體可以固定在浮子內(nèi)，也可以固定在浮子外。
[0054]隧道磁電阻開關(guān)單元3中的每一個(gè)隧道磁電阻開關(guān)S0，SI，…，S7優(yōu)選的具有以下特征:體積小，經(jīng)過封裝后的尺寸例如為2mm x3mm xlmm ;功耗低,低于10微安，開關(guān)點(diǎn)十幾高斯。因而本發(fā)明的液位傳感器可以具有較小的體積，使用范圍廣泛；使用壽命長；靈敏度高。進(jìn)一步通過根據(jù) 需要設(shè)置隧道磁電阻開關(guān)在非磁性導(dǎo)管中的位置，可以設(shè)計(jì)具有高分辨率的液位傳感器。
[0055]具體地，液位傳感器的開關(guān)單元中隧道磁電阻開關(guān)的數(shù)量可以是，
[0056]Ns=2N-m (I)
[0057]式中m表示編碼器上無效的輸入端的數(shù)量，m取值為0，1，2，N為自然數(shù)，其具體數(shù)值可根據(jù)用戶的要求來確定。各隧道磁電阻開關(guān)S0，S1，…，S7沿所述非磁性導(dǎo)管的軸向排列設(shè)置，各開關(guān)沿非磁性導(dǎo)管的軸向位置已知。優(yōu)選的，各隧道磁電阻開關(guān)沿所述非磁性導(dǎo)管的軸向等間距設(shè)置，每兩個(gè)開關(guān)之間的距離可根據(jù)非磁性導(dǎo)管I的長度L、非磁性導(dǎo)管I上下兩端的未安裝開關(guān)的剩余空間Dl、D2以及隧道磁電阻開關(guān)的數(shù)量Ns和長度L’來確定。例如，對于長度為1000mm、上下兩端的剩余空間均為50mm的非磁性導(dǎo)管I以及具有100個(gè)長度為2mm的隧道磁電阻開關(guān)的開關(guān)單元3，則每兩個(gè)開關(guān)之間的距離DS為:
[0058]DS= (L-Dl-D2-Ns*L，)/Ns= (1000-2*50-100*2)/100=7mm (2)
[0059]由此可知，該液位傳感器的分辨率為7mm。
[0060]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，只要隧道磁電阻開關(guān)沿所述非磁性導(dǎo)管的軸向排列設(shè)置且沿非磁性導(dǎo)管軸向的位置已知，則可根據(jù)響應(yīng)于非磁性導(dǎo)管外固定于浮子的永磁體的位置改變隧道磁電阻開關(guān)輸出的通斷信號(hào)，確定數(shù)字液位傳感器所處液體的液位位置。
[0061]實(shí)施例2[0062]圖3為實(shí)施例1中隧道磁電阻開關(guān)和優(yōu)先編碼器的連接示意圖。本發(fā)明中編碼器根據(jù)來自隧道磁電阻開關(guān)的通斷信號(hào)，為固定有永磁體的浮子的每一個(gè)位置產(chǎn)生唯一的編碼。在該實(shí)施例中，編碼器15例如是8線-3線優(yōu)先編碼器。優(yōu)先編碼器允許同時(shí)在多個(gè)輸入端有輸入信號(hào)，編碼器按輸入信號(hào)排定的優(yōu)先順序，只對同時(shí)輸入的幾個(gè)信號(hào)中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)進(jìn)行編碼，優(yōu)先級低的信號(hào)不起作用，也就是說在所輸出的信號(hào)中，只有優(yōu)先級最高的為有效電平。使用此類型的編碼器，即使有幾個(gè)隧道磁電阻開關(guān)在外部磁場的作用下同時(shí)產(chǎn)生動(dòng)作，優(yōu)先編碼器也只會(huì)對優(yōu)先級最高的進(jìn)行編碼，輸出一個(gè)有效電平，從而能準(zhǔn)確快速的判斷液面位置，避免了浮子附近的開關(guān)的錯(cuò)誤動(dòng)作造成虛假液位的情形。例如，如圖3所示，對于隧道磁電阻開關(guān)單元3中開關(guān)的數(shù)量Ns不多于8個(gè)的情形，例如可以只用一個(gè)8線-3線優(yōu)先編碼器15。圖3顯示了具有8個(gè)隧道磁電阻開關(guān)S0-S7的開關(guān)單元和一個(gè)8線-3線優(yōu)先編碼器15的連接示意圖。圖中，8個(gè)隧道磁電阻開關(guān)S0-S7與8線-3線優(yōu)先編碼器15的8個(gè)輸入端分別電連接，當(dāng)隧道磁電阻開關(guān)S0-S7中的一個(gè)或者幾個(gè)在外部磁場的作用下產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，8線-3線優(yōu)先編碼器15的3個(gè)輸出端便將相應(yīng)的電平信息反饋給數(shù)據(jù)總線9。對于8 (=23)個(gè)隧道磁電阻開關(guān)S0-S7，數(shù)據(jù)總線9的寬度至少為3位，其可以傳送出8種不同的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)。這8種二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)便反映了浮子的相應(yīng)位置 ，如表1所示。表1中，浮子的位置用數(shù)字0，I,…，2n-1來表示，N為自然數(shù)，所述數(shù)字與所述液面的高度呈線性比例關(guān)系。
[0063]表1浮子位置、所對應(yīng)的液面與輸出的數(shù)字信號(hào)之間的關(guān)系
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字液位傳感器，其將測量的液位轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出，其特征在于，該數(shù)字液位傳感器包括以下幾個(gè)部分: 數(shù)據(jù)總線； 電源端子； 接地端子； 固定并且放置在液體里的非磁性導(dǎo)管；
漂浮在所述液體中的浮子，所述浮子鄰近所述非磁性導(dǎo)管放置，隨著液位的變化，所述浮子沿所述非磁性導(dǎo)管上下移動(dòng)； 至少一個(gè)隧道磁電阻開關(guān)，所述開關(guān)在所述永磁體產(chǎn)生的磁場作用下可閉合或者斷開； 至少一個(gè)編碼器，所述編碼器為所述浮子的每一個(gè)位置產(chǎn)生唯一的編碼； 固定于所述浮子的永磁體，所述永磁體產(chǎn)生具有足夠幅度和方向的磁場以使與該永磁體處于相同水平的一個(gè)或多個(gè)隧道磁電阻開關(guān)閉合或斷開； 一個(gè)或者多個(gè)密封在所述非磁性導(dǎo)管中的印刷電路板，所述隧道磁電阻開關(guān)、所述編碼器、所述數(shù)據(jù)總線、所述電源端子和所述接地端子安裝在所述印刷電路板上且相互電聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述非磁性導(dǎo)管的長度為10~12000mm，外直徑為12~40mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述浮子的寬度為l(T200mm，高度為10~200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述永磁體的磁化方向與所述非磁性導(dǎo)管的軸向平行，所述隧道磁電阻開關(guān)為隧道磁電阻全極開關(guān)或隧道磁電阻單極開關(guān)，并且其敏感方向與所述非磁性導(dǎo)管的軸向平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述永磁體的磁化方向與所述非磁性導(dǎo)管的軸向垂直，所述隧道磁電阻開關(guān)為隧道磁電阻全極開關(guān)、隧道磁電阻雙極開關(guān)或隧道磁電阻單極開關(guān)，并且其敏感方向與所述非磁性導(dǎo)管的軸向垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述非磁性導(dǎo)管與所述浮子同軸放置，所述浮子的內(nèi)徑大于所述非磁性導(dǎo)管的外徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述隧道磁電阻開關(guān)等間距放置在所述印刷電路板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述編碼器為優(yōu)先編碼器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，每一個(gè)所述編碼器有2N個(gè)不同的輸入端，有N個(gè)不同的輸出端，N為自然數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求11所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述浮子的位置用數(shù)字O,1，…，2N-1來表示，N為自然數(shù)，所述數(shù)字與所述液面的高度呈線性比例關(guān)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述編碼器為專用ASIC、FPGA、CPLD或其他可編程邏輯器件，來最小化所述印刷電路板上部件的數(shù)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，對于2N個(gè)所述隧道磁電阻開關(guān)，所述數(shù)據(jù)總線的寬度至少為N位，N為自然數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述隧道磁電阻開關(guān)分別與所述編碼器的相應(yīng)的輸入接口電連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述編碼器的輸出接口與所述數(shù)據(jù)總線上的相應(yīng)接口電連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述印刷電路板是柔性印刷線路板。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，所述編碼器和所述隧道磁電阻開關(guān)放置在由柔性印刷線路板互連的多個(gè)小型剛性印刷電路板上。
17.一種數(shù)字液位傳感器，包括: 非磁性導(dǎo)管，和 位于所述非磁性導(dǎo)管外并可沿所述非磁性導(dǎo)管軸向移動(dòng)的浮子， 其特征在于， 固定于所述浮子的 永磁體， 所述非磁性導(dǎo)管中進(jìn)一步包括: 開關(guān)單元，包括至少一個(gè)在所述永磁體產(chǎn)生的磁場作用下閉合或斷開的隧道磁電阻開關(guān)， 編碼單元，包括至少一個(gè)編碼器，所述編碼單元的輸入端分別接收來自所述隧道磁電阻開關(guān)的通斷信號(hào)并輸出表征所述浮子位置的數(shù)字信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的數(shù)字液位傳感器，其特征在于，該液位傳感器包括2N個(gè)隧道磁電阻開關(guān)，各隧道磁電阻開關(guān)沿所述非磁性導(dǎo)管的軸向排列設(shè)置且沿非磁性導(dǎo)管軸向的位置已知。
【文檔編號(hào)】G01F23/72GK103968918SQ201310029455
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月25日
【發(fā)明者】詹姆斯·G·迪克, 薛松生 申請人:江蘇多維科技有限公司