专利名称：一种气泡电位式水平传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水平传感器，特别涉及一种气泡电位式水平传感器。
背景技术：
在工业平台，石油勘测，军工，船舶，新能源等其他需要重力参考系下的倾角或者水平信号采集、处理的自动化控制领域内，常常用到水平检测仪器和平台伺服控制装置，而组成它的核心部件是水平传感器。目前较先进的装备上都采用能够将平台与水平面的夹角转换为电信号的水平传感器，其电量输出便于系统的处理、控制和显示。目前此类传感器常见的有两大类即单轴和双轴水平传感器。而单轴传感器常常是双轴传感器的基础。按照水平信号的转换方式来分，有位置-压力-电信号转换，位置-光斑-电信号转换和位置-电信号直接转换。此外还有一些特殊领域使用的传感器，如德国西门子公司公开的用于机动车辆燃料箱的填充水平传感器，德国约瑟夫.费伦巴赫发明的用于短测量距离的填充水平传感器，荷兰A.J.登鲍埃夫发明的用于光刻设备的水平传感器；A. J.A.布鲁恩斯马发明的用于光刻设备水平传感器。这些传感器从信号采集和转换来看，仍然属于位置-压力-电信号转换，位置-光斑-电信号转换和位置-电信号直接转换。电信号转换又分为电容式、电阻式和电压式转换，或者将电容、电阻、电压两两组合后最终以单一的电容、或电阻(电流)、或电压信号输出。对位置-压力信号而言，由于气泡两侧压力差很小，需要附加灵敏的压力传感器，增加了制造成本。例如申请号为201020M0881. 1利用封闭在回型管内液体与两侧气体的压差获得水平信号。对位置-光斑信号而言，需要增加特殊光源(如激光)和位置影像处理系统，同样增加了制造成本。例如台湾黄肇基利用气泡影像信号进行图像处理、比较后转换成电子水平信号，台湾罗印龙公开的水平传感器也是利用光感测单元通过气泡光斑位置取得水平信号。日本片山康隆发明的水平传感器是利用多组激光元件和水平传感器经过计算机解析获得水平信号。通常位置-电信号直接转换较为简单，成本相对较低。对电信号转换来说，利用电容信号必须制备两个极板，通常采用镀膜工艺。例如中国专利CN94212521.5 利用气泡电容差动变化，实现电阻(电流)信号必须使两个电极之间保持导通状态，需要消耗电能。例如中国专利CN02260684. X利用导电液体和导电极板间气泡移动引起的电阻变化，最终以电压的形式输出。美国生产的Accu Mar. II型双轴水平传感器也是采用电压信号输出。张瓯申请的专利利用薄膜电极、公共电极、导电液体和气泡组成信号接收系统，由于电阻的变化形成电压差并输出信号。因此，能否设计一种可以直接利用电位信号，而不用电压信号，电极间就不会有电能消耗，同时也可以使传感器的设计更为简单，有利于降低成本。
发明内容针对上述背景技术存在的缺陷或不足，本实用新型采用密封透明器皿、气泡、导电液体和电位探头构成水平信号采集系统，经过电位信号识别输出水平信号。该水平传感器结构简单价格低廉，输出信号既包含视觉信号、电信号输出，还可以实现音频信号或语音信号输出。该传感器适合于判断、检测相关设备是否处于水平位置，并以电信号、或音频信号或语音信号形式自动输出水平或倾斜信号，准确提供自动控制相关设备运行状态或控制状态相关信息。为了实现上述任务，本发明采取如下的技方案予以实现—种气泡电位式水平传感器，包括水平支撑台，所述的水平支撑台上方设有一个凹槽，在水平支撑上方的凹槽内设有一个密闭透明器皿，在密闭透明器皿内部装有导电溶液和不溶性气体，密闭透明器皿底部沿水平支撑台轴对称设置有电极；紧贴水平支撑台上方的凹槽的一侧设置有信号处理器，且透明器皿底部设置的电极分别与信号处理器相连， 信号处理器一侧通过接线端子以及接线盒与外部设备实现连接。
本实用新型的其他技术特点为
所述的水平支撑台底座两侧对称设置有安装孔。
所述的信号处理器上安装有蜂鸣器和音量调节旋钮。
所述的密闭透明器皿底部沿水平支撑台轴对称设置的电极数目为2、4、6或者8个。所述的密闭透明器皿内部装有的不溶性气体为非导电性气体。所述的接线端子根据需要设计成“ + ”、“_” 一组或者多组。本实用新型与现有技术相比具有如下技术优点(1)在传统水平尺上增加2-4个或4-8个电极和信号处理器及信号输出装置即可， 因而结构简单，成本低廉。(2)当传感器在一定时间段内无信号变化时，设有内置自动关机功能，节省电能。 当传感器信号发生变化时，自动恢复信号采集和输出。(3)对每一种状态可以由蜂鸣器发出不同的声音予以区分。(4)该传感器具有气泡水平仪的功能。本实用新型所涉及的水平传感器可以广泛应用于应用在工业平台，石油勘测，军工，船舶，新能源等其他需要重力参考系下的倾角或者水平信号采集、处理的自动化控制领域内。此外还可以作为传统水泡式倾角水平尺的升级替代品，用于道路工程，机械测量，建筑工程等领域
图1为本实用新型的结构示意图。其中各标号分别表示1、透明器皿管，2、3、5、 6均为电极，4、气泡，7、导电液体，8、水平支撑台、9、安装孔，10、接线盒及接线端子，11、信号处理器。图2为本实用新型的信号处理器11种所含的接线盒示意图。其中12、蜂鸣器，13、
音量调节旋钮图3为本实用新型采用4个电极时测量结果为右方偏高时的使用状态示意图。图4为实用新型采用2个电极时测量结果为右方偏高时的使用状态示意图。
以下结合附图对本实用新型的具体内容作进一步详细说明。
具体实施方式
本实用新型的技术原理如下通过信号处理器11将处于气泡中的电极电位信号转换成“0”，将处于导电液体中的电极电位信号转换成“1”，则对应于不同的水平状态(左高、左微高；水平；右微高、右高)，2、3、5、6电极信号如表1所述表1不同水平状态与电极信号对应表
权利要求1.一种气泡电位式水平传感器，包括水平支撑台(8)，其特征在于所述的水平支撑台 (8)上方设有一个凹槽，在水平支撑台(8)上方的凹槽内设有一个密闭透明器皿(1)，在密闭透明器皿(1)内部装有导电溶液(7)和不溶性气体G)，密闭透明器皿(1)底部沿水平支撑台(8)轴对称设置有电极0、3、5、6)；紧贴水平支撑台(8)上方的凹槽的一侧设置有信号处理器(11)，且透明器皿⑴底部设置的电极(2、3、5、6)分别与信号处理器(11)相连， 信号处理器(11) 一侧通过接线端子以及接线盒(10)与外部设备实现连接。
2.如权利要求1所述的气泡电位式水平传感器，其特征在于所述的水平支撑台(8) 底座两侧对称设置有安装孔(9)。
3.如权利要求1所述的气泡电位式水平传感器，其特征在于所述的信号处理器上安装有蜂鸣器(1 和音量调节旋钮(13)。
4.如权利要求1所述的气泡电位式水平传感器，其特征在于所述的密闭透明器皿(1) 底部沿水平支撑台(8)轴对称设置的电极数目为2、4、6或者8个。
5.如权利要求1所述的气泡电位式水平传感器，其特征在于所述的密闭透明器皿(1) 内部装有的不溶性气体(4)为非导电性气体。
6.如权利要求1所述的气泡电位式水平传感器，其特征在于所述的接线端子根据需要设计成“ + ”、“_” 一组或者多组。
专利摘要本实用新型公开了一种气泡电位式水平传感器，包括水平支撑台，所述的水平支撑台上方设有一个凹槽，在水平支撑上方的凹槽内设有一个密闭透明器皿，在密闭透明器皿内部装有导电溶液和不溶性气体，密闭透明器皿底部沿水平支撑台轴对称设置有电极；紧贴水平支撑台上方的凹槽的一侧设置有信号处理器，且透明器皿底部设置的电极分别与信号处理器相连，信号处理器一侧通过接线端子以及接线盒与外部设备实现连接。本实用新型结构简单、价格低廉，还可以实现音频信号或语音信号输出。该传感器适合于判断、检测相关设备是否处于水平位置，并以电信号、或音频信号或语音信号形式自动输出水平或倾斜信号，准确提供自动控制相关设备运行状态或控制状态信息。
文档编号G01C9/24GK202204509SQ201120319018
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者许启明 申请人:许启明