本實用新型涉及液位檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種外貼式管道液位傳感器。

背景技術(shù)：

周知，在包含有液體容器的自動控制系統(tǒng)當(dāng)中，容器內(nèi)液體液位的檢測是系統(tǒng)控制液位水平的一個重要參數(shù)。液位達到上限則停止液體注入，液位達到下限則發(fā)出警報或自動開啟閥門注入液體，液位處于上下限之間，則通過液位高度和系統(tǒng)的工作狀態(tài)來預(yù)估剩余液體可供使用的時間。因此，準(zhǔn)確測量容器內(nèi)的液位高度，是自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)智能化的必備功能。

目前，利用非接觸式液位檢測技術(shù)已經(jīng)可以實現(xiàn)對含有有毒、強酸、強堿或其他各種液體的液體容器的非接觸檢測，現(xiàn)有的非接觸液位檢測裝置主要有超聲波液位計、雷達液位計、電容式液位傳感器等，其中，現(xiàn)有的電容式液位傳感器由于受結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理以及檢測方法落后等因素的影響，導(dǎo)致其普遍存在如下問題：1、檢測精度低、智能化程度低，抗干擾能力弱；2、無法有效避免容器的厚度對檢測的精度的影響，一般只能適用于壁厚為10-15mm的非金屬容器。

因此，需要對現(xiàn)有的外貼式管道液位傳感器(尤其是電容式液位傳感器)的結(jié)構(gòu)提出改進方案，以最大限度地滿足實際的生活生產(chǎn)需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、性能穩(wěn)定、安裝方便的外貼式管道液位傳感器。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種外貼式管道液位傳感器，它包括一塑膠殼、一感應(yīng)電極片、一封裝于塑膠殼內(nèi)的PCB驅(qū)動板、一集成于PCB驅(qū)動板上且具有上拉輸出端口和高阻態(tài)輸入端口的微控制器以及一焊接于PCB驅(qū)動板上并外露于塑膠殼的表面的可調(diào)電位器，所述塑膠殼的前表面并行地設(shè)置有兩個支板，所述感應(yīng)電極片橫置于兩個支板上，兩個所述支板之間形成有一掛孔；

所述微控制器的上拉輸出端口通過PCB驅(qū)動板和可調(diào)電位器與感應(yīng)電極片的電源引腳電連接，所述微控制器的高阻態(tài)輸入端口通過PCB驅(qū)動板與感應(yīng)電極片的信號引腳電連接。

優(yōu)選地，所述感應(yīng)電極片包括一柔性塑膠板和一包覆于柔性塑膠板內(nèi)的紫銅片。

優(yōu)選地，所述PCB驅(qū)動板包括PCB基板以及布置于PCB基板上的本體地線、充放電線路和電平監(jiān)測線路，所述充放電線路將微控制器的上拉輸出端口、可調(diào)電位器和感應(yīng)電極片的電源引腳作順序串接，所述感應(yīng)電極片的信號引腳通過電平監(jiān)測線路與微控制器的高阻態(tài)輸入端口相連；所述本體地線的線徑大于20mil，所述本體地線與感應(yīng)電極片之間的最小距離大于3mm，所述本體地線與充放電線路及電平監(jiān)測線路之間的最小距離大于3mm。

優(yōu)選地，所述PCB驅(qū)動板上還焊接有一由塑膠殼內(nèi)部引出的4PIN端子排，所述4PIN端子排包括分別與微控制器相連的外引地線、電源線、信號輸出線和信號選擇線，所述外引地線與信號輸出線之間或電源線與信號輸出線之間還連接有一三極管。

優(yōu)選地，所述PCB驅(qū)動板通過灌膠封裝于塑膠殼內(nèi)。

由于采用了上述方案，本實用新型本實用新型可通過穿設(shè)于掛孔內(nèi)的綁帶等連接件綁縛于液體容器上，使感應(yīng)電極片與液體容器的側(cè)壁相貼附；通過上拉輸出端口對感應(yīng)電極片進行充放電，通過高阻態(tài)輸入端口監(jiān)測感應(yīng)電極片的電位高低，利用微控制器中的計時器對充放電的時間進行計時，從而 為通過檢測感應(yīng)電極片的充放電時間的變化來計算液體容器中的液位高低提供了基礎(chǔ)條件，可實現(xiàn)自動且精確的液位檢測；而通過調(diào)整可調(diào)電位器的阻值可以增強或者降低傳感器的靈敏度，以使傳感器適用于具有不同壁厚的液體容器上；其結(jié)構(gòu)簡單、安裝及使用方便，具有很強的實用價值和市場推廣價值。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的透視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例在安裝狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型實施例在使用狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型實施例在檢測液位時的原理圖；

圖5是本實用新型實施例的電位變化對比圖；

圖6是本實用新型實施例的高低電平信號輸出的接線圖；

圖7是本實用新型實施例的NPN型信號輸出的接線圖；

圖8是本實用新型實施例的PNP型信號輸出的接線圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

如圖1至圖5所示，本實用新型實施例提供的一種外貼式管道液位傳感器，它包括一塑膠殼1、一感應(yīng)電極片2、一具有上拉輸出端口P1和高阻態(tài)輸入端口P2的微控制器3、一封裝于塑膠殼1內(nèi)的PCB驅(qū)動板4以及一焊接于PCB驅(qū)動板4上并外露于塑膠殼1的表面的可調(diào)電位器R，在塑膠殼1的前表面并行地設(shè)置有兩個支板5，感應(yīng)電極片2橫置于兩個支板5上，在兩個支板5之間形成有一掛孔6；其中，微控制器3的上拉輸出端口P1通過PCB驅(qū)動板4和可調(diào)電位器R與感應(yīng)電極片2的電源引腳電連接，微控制器3的高 阻態(tài)輸入端口P2通過PCB驅(qū)動板4與感應(yīng)電極片2的信號引腳電連接。如此，利用穿設(shè)于掛孔6內(nèi)的綁帶等連接件可將整個傳感器綁縛于液體容器上，使感應(yīng)電極片2與液體容器的側(cè)壁相貼附；由于感應(yīng)電極片2與大地之間會存在一個寄生電容(即感應(yīng)電容)，在周圍環(huán)境不變的情況下，寄生電容的電容值是固定且微小的，此時感應(yīng)電極片2具有固定的充放電時間；當(dāng)液體容器內(nèi)的導(dǎo)電液體液位靠近感應(yīng)電極片2時，感應(yīng)電極片2會與導(dǎo)電液體之間形成耦合電容，從而會改變感應(yīng)電極片2充放電時間；進而可通過微控制器3的上拉輸出端口P1對感應(yīng)電極片2進行循環(huán)的充放電控制，通過微控制器3的高阻態(tài)輸入端口P2來實時監(jiān)測感應(yīng)電極片2的電位高低，同時利用微控制器3中的計時器對充放電的時間及周期進行計時，從而為通過檢測感應(yīng)電極片2的充放電時間的變化來計算液體容器中的液位高低提供了基礎(chǔ)條件；同時，通過調(diào)整可調(diào)電位器R的阻值可以增強或者降低傳感器的靈敏度，以使傳感器適用于具有不同壁厚的液體容器上。

為提高整個傳感器的導(dǎo)電性能以及穩(wěn)定性，本實施例的感應(yīng)電極片2包括一柔性塑膠板21和一包覆于柔性塑膠板21內(nèi)的紫銅片22。

為避免因外部雜波對電路干擾而引起感應(yīng)電極片2的充放電時間發(fā)生改變，進而導(dǎo)致微控制器3的判斷出錯，輸出的信號無法保持穩(wěn)定的問題；本實施例的PCB驅(qū)動板4包括PCB基板以及布置于PCB基板上的地線GND、電源線VCC、信號輸出線OUT和信號選擇線MODE，電源線VCC將微控制器3的上拉輸出端口P1、可調(diào)電位器R、PCB驅(qū)動板4和感應(yīng)電極片2的電源引腳作順序串接，感應(yīng)電極片2的信號引腳通過信號輸出線OUT及PCB驅(qū)動板4與微控制器3的高阻態(tài)輸入端口P2相連；其中，地線GND的線徑大于20mil(即20密耳)，地線GND與感應(yīng)電極片2之間的最小距離大于3mm，地線GND與電源線VCC及信號輸出線OUT之間的最小距離大于3mm。從而可使干擾源盡量遠離充放電線路及檢測線路，提高整個傳感器的抗干擾能力。

為避免因外部雜波對電路干擾而引起感應(yīng)電極片2的充放電時間發(fā)生改變，進而導(dǎo)致微控制器3的判斷出錯，輸出的信號無法保持穩(wěn)定的問題；本實施例的PCB驅(qū)動板4包括PCB基板以及布置于PCB基板上的本體地線、充放電線路和電平監(jiān)測線路，充放電線路將微控制器3的上拉輸出端口P1、可調(diào)電位器R和感應(yīng)電極片2的電源引腳作順序串接，感應(yīng)電極片2的信號引腳通過電平監(jiān)測線路與微控制器3的高阻態(tài)輸入端口P2相連；其中，本體地線的線徑大于20mil(即20密耳)，本體地線與感應(yīng)電極片2之間的最小距離大于3mm，本體地線與充放電線路及電平監(jiān)測線路之間的最小距離大于3mm。從而可使干擾源盡量遠離充放電線路及檢測線路，提高整個傳感器的抗干擾能力。

為使傳感器能夠為用戶提供其所需要的不同輸出信號，本實施例的PCB驅(qū)動板3上還焊接有一由塑膠殼1內(nèi)部引出的4PIN端子排，4PIN端子排包括分別與微控制器3相連的外引地線GND、電源線VCC、信號輸出線OUT和信號選擇線MODE，外引地線GND與信號輸出線OUT之間或電源線VCC與信號輸出線OUT之間還連接有一三極管Q，以通過增設(shè)的三極管Q可使整個傳感器進行諸如高低電平信號輸出(如圖6所示)、NPN型信號輸出(如圖7所示)或PNP型信號輸出(如圖8所示)等多種信號傳輸方式。

為增強傳感器的防腐蝕、防塵及防水等效果，本實施例的PCB驅(qū)動板4通過灌膠的方式封裝于塑膠殼1內(nèi)。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。