一种热敏电阻阵列式物位传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种测量物料的物位装置，具体地涉及一种热敏电阻阵列式物位传感器。
【背景技术】
[0002]目前在国内外的各个领域里存在着各种各样测量物料的物位传感器。但是许多的物位传感器常常受着使用条件的限制，或者由于价格过于昂贵，它们的使用范围受到了很大局限。
[0003]例如，超声波传感器只能在宽敞无粉尘的条件下使用(因为粉尘也产生反射波)，压力式物料传感器只能在具备称重的条件下才能使用，雷达式物位计因为价格昂贵，辐射污染，同时安装的技术性要求高等缺点使其不能广泛的运用，而且它们都易受温度、大气压强、电磁波等环境条件的影响，使传感器的稳定性、可靠性、抗干扰性能，无法适应使用条件的要求，应用范围受到了很大局限。
【发明内容】
[0004]本发明就是针对上述各种物位传感器存在的缺点问题，提出了一种热敏电阻阵列式物位传感器；本发明具有反应速度快，灵敏度高、抗干扰能力强等特点；而且适用于各种复杂的环境中，使用范围相当广泛。
[0005]为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
[0006]本发明一种热敏电阻阵列式物位传感器，包括传感器本体和传感器电气部分，其结构要点是:所述传感器本体包括热敏电阻，所述热敏电阻上面贴有薄铜片，所述传感器本体内部除了设置的热敏电阻外，其他部分设置绝缘填充材料，所述传感器本体内部靠近上端部位设置一段不贴薄铜片区域；所述传感器电气部分包括微处理器MCU、热感应电路、多路选择电路、数据输出电路。
[0007]作为本发明的一种优选方案，所述热敏电阻在传感器本体内部由下至上排列，每两个热敏电阻之间设置距离为1cm。
[0008]作为本发明的另一种优选方案，所述传感器本体内部顶端贴有薄铜片的热敏电阻设置为信号参考点。
[0009]作为本发明的另一种优选方案，所述传感器本体内靠近上端的一段不贴薄铜片区域，由低功耗的微处理器MCU组成。
[0010]进一步地，所述微处理器MCU采用MSP430单片机。
[0011]作为本发明的另一种优选方案，所述多路选择电路采用ADG732模拟多路开关芯片组成。
[0012]作为本发明的另一种优选方案，所述数据输出电路采用RS485总线作为通信电路。
[0013]另外，本发明所述传感器本体内贴有薄铜片的热敏电阻区域设置为信号采集区；所述每个贴有薄铜片的热敏电阻作为一个信号采集点。
[0014]本发明的有益效果是。
[0015]本发明为了满足复杂环境下的物料物位的测量，设计了一个长方形的热敏电阻阵列式物位传感器。该传感器将热敏电阻排成长方形的阵列式结构，另外有一个热敏电阻安装在离热敏电阻阵列较高处来作为测量时的参照电阻，采用热敏电阻在不同温度的环境里其电阻值的大小不同导致它两端电压不同的原理，应用微处理器MSP430单片机来控制阵列中热敏电阻的选通、电压数据的采集和处理，计算出物料的高度，并通过RS485总线与二次仪表或上位机进行通信，实现实时监控。
[0016]本发明物位传感器运用环境温度的差异设计而成，采用热敏电阻作为温度感应元件，因为热敏电阻具有反应速度快，灵敏度高等特点；而且该传感器与外界环境的信号交换只跟温度因素有关不受其它信号的干扰所以抗干扰能力强。因此，本传感器适用于各种复杂的环境中，使用范围相当广泛。
【附图说明】
[0017]图1是本发明一种热敏电阻阵列式物位传感器的外形结构图。
[0018]图2是本发明一种热敏电阻阵列式物位传感器的热感应电路图。
[0019]图3是本发明一种热敏电阻阵列式物位传感器的电气结构原理图。
[0020]图1中，I为传感器本体、2为热敏电阻、3为薄铜片、4为绝缘填充材料、5为一段不贴薄铜片区域。
【具体实施方式】
[0021]如图1和图3所示，为本发明一种热敏电阻阵列式物位传感器的外形结构图和电气结构原理图。其中包括传感器本I体和传感器电气部分，其结构要点是:所述传感器本体包括热敏电阻2，所述热敏电阻上面贴有薄铜片3，所述传感器本体I内部除了设置的热敏电阻2外，其他部分设置绝缘填充材料4，所述传感器本体I内部靠近上端部位设置一段不贴薄铜片区域5 ;所述传感器电气部分包括微处理器MCU、热感应电路、多路选择电路、数据输出电路。
[0022]本发明热敏电阻阵列式物位传感器的工作原理:就是把同型号、同规则的热敏电阻2排列成一个相等间距的长形阵列；并且在它们每个表面都贴一个薄铜片3。传感器本体I的外表除了薄铜片3以外其他部分运用绝缘填充材料4浇铸而成。
[0023]本传感器是用来测量仓库中物料(形状是颗粒或粉状)的高度以及各种液体的液位。为了适应更多的测量环境，传感器芯片电路板与引线端子、外壳用绝缘填充材料4浇铸后成为一个固态长方型棒式传感器。这样一来解决了一般物位传感器检测时受物料导电性的影响以及由此而产生的电腐蚀现象，不受电磁干扰的影响，抗干扰能力大大增强，提高了物位测量的稳定性和可靠性。从传感器的底部往上有着排列整齐的信号采集点。各个采集点的采集面积都是2.5X5.0mm的薄铜片3，薄铜片3的后面贴有贴片形热敏电阻2。因为薄铜片3具有导热性好、性价比高、取材比较容易等特点，所以我选择了薄铜片3作为热敏电阻2采集外界热量的导热介质。信号采集区相靠的两薄铜片3中心距固定为1cm，即是信号采样点之间的距离；这也决定了传感器的测量精度为1cm。当然这个距离可以根据具体测量对象的要求来修改。在传感器的顶端，设有一个信号采集点，其电路结构与其他信号采集点的电路结构完全一样。这个信号采集点采集来的信号是用来做参考信号的。在信号参考点与采集区中间有一段没有贴铜片区域，是由低功耗的MSP430单片机组成的控制中心，具有信号的采集、处理、计算、传输等功能。
[0024]如图2所示，为本发明一种热敏电阻阵列式物位传感器的热感应电路图。图中包括普通的电阻和热敏电阻，由普通的电阻与热敏电阻连接而成；热敏电阻两端的电压VRT即为所要采集的进入MSP430进行处理的信号。
[0025]本发明所述热敏电阻2在传感器本体I内部由下至上排列，每两个热敏电阻2之间设置距离为1cm。所述传感器本体I内部顶端贴有薄铜片3的热敏电阻2设置为信号参考点。所述传感器本体I内靠近上端的一段不贴薄铜片区域5，由低功耗的微处理器MCU组成；所述微处理器MCU采用MSP430单片机。所述多路选择电路采用ADG732模拟多路开关芯片组成；所述数据输出电路采用RS485总线作为通信电路。另外，本发明所述传感器本体I内贴有薄铜片3的热敏电阻2区域设置为信号采集区；所述每个贴有薄铜片的热敏电阻作为一个信号采集点。
【主权项】
1.一种热敏电阻阵列式物位传感器，包括传感器本体(I)和传感器电气部分；其特征在于:所述传感器本体(I)包括热敏电阻(2)，所述热敏电阻(2)上面贴有薄铜片(3)，所述传感器本体(I)内部除了设置的热敏电阻(2)外，其他部分设置绝缘填充材料(4)，所述传感器本体(I)内部靠近上端部位设置一段不贴薄铜片区域(5);所述传感器电气部分包括微处理器MCU、热感应电路、多路选择电路、数据输出电路。2.根据权利要求1所述的一种热敏电阻阵列式物位传感器，其特征在于:所述热敏电阻(2)在传感器本体(I)内部由下至上排列，每两个热敏电阻(2)之间设置距离为1cm。3.根据权利要求1所述的一种热敏电阻阵列式物位传感器，其特征在于:所述传感器本体(I)内靠近上端的一段不贴薄铜片区域(5)，由低功耗的微处理器MCU组成。4.根据权利要求3所述的一种热敏电阻阵列式物位传感器，其特征在于:所述微处理器MCU采用MSP430单片机。5.根据权利要求1所述的一种热敏电阻阵列式物位传感器，其特征在于:所述多路选择电路采用ADG732模拟多路开关芯片组成。6.根据权利要求1所述的一种热敏电阻阵列式物位传感器，其特征在于:所述数据输出电路采用RS485总线作为通信电路。
【专利摘要】一种热敏电阻阵列式物位传感器。本发明具有反应速度快，灵敏度高、抗干扰能力强等特点；而且适用于各种复杂的环境中，使用范围相当广泛。本发明包括传感器本体和传感器电气部分，其结构要点是：所述传感器本体包括热敏电阻，所述热敏电阻上面贴有薄铜片，所述传感器本体内部除了设置的热敏电阻外，其他部分设置绝缘填充材料，所述传感器本体内部靠近上端部位设置一段不贴薄铜片区域；所述传感器电气部分包括微处理器MCU、热感应电路、多路选择电路、数据输出电路。
【IPC分类】G01K7/22, G01F23/22
【公开号】CN105588618
【申请号】CN201410565761
【发明人】褚秀清
【申请人】褚秀清
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年10月23日