非接触式液位传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器，特别涉及一种非接触式液位传感器。

背景技术：

进行液位的检测的液位传感器一般有浮球式传感器和金属探针式传感器。浮球式传感器利用根据想要测量的液位的变位而上下移动的浮子的举动来使旋转自由地安装于传感器壳体的圆环状的磁体旋转，利用配置在传感器壳体内的检测电路来检测在磁体的周围产生的磁通密度的变化。这种液位传感器依赖于浮子的举动，灵敏度普遍不高，而且安装方式和安装角度都比较受限。金属探针式传感器是可用于感知水位或液体界面变化的电阻式水位传感器，由相互串联的多个电阻及其引出的探针，或由电阻连续分布的电阻棒(条、管)或在绝缘塑料棒外面缠绕电阻丝来制成。通过装置内置电阻与所测液体具有部分导电特性的原理来实现，传感器的总电阻与传感器没入水中或液体内的深度具有良好的线性关系，通过测量传感器的电阻值即可以获得传感器没入水中或液体内的深度值。

但是，无论是浮球式传感器还是金属探针式传感器，都需要直接与液体接触，一方面不易安装，容易腐蚀老化，使用寿命短；另一方面，插入液体内的部分容易滋生细菌，不适合在电水壶或者饮水机等直接生产饮用水的设备中。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种非接触式液位传感器。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种非接触式液位传感器，包括至少一对设置于储液容器外壁的电极组，电极组包括两个紧贴于储液容器外壁且沿储液容器外壁间隔设置的电极，电极为导体且与电路板电连接，电路板对每一对电极组的两个电极施加一个脉冲电流，并通过放电时间检测每一对电极组的电容。

采用以上技术方案的非接触式液位传感器，每一对电极组实际与储液容器构成一个电容。电路板对每一对电极组施加一个的脉冲直流电流，两个电极具有电势差，由此在两个电极之间形成了一个稳定的电场。脉冲直流电流的通电和断电状态相交替。在通电状态时，由于电容具有隔直通交的特性，实际上是对电容进行充电。在通电状态时，电容放电，此时可以通过电容的放电时间判断电容值。当储液容器为空时，其内部空间充满空气。空气构成电容的电介质，此时可以测得一个基础电容值C₀。当储液容器内存在液体时，液体可以构成电容的一部分电介质，此时可以测得一个电容值C₁。由于液体与空气的介电常数不同，因此C₁和C₀也不相同，两者相减，得到电容差值ΔC，ΔC＝C₁-C₀，由此可以得到储液容器内液体的液位。

在一些实施方式中，包括一对电极组，两个电极完全相同，电极相对地设置于储液容器外壁两侧。

在一些实施方式中，电极为软质导电体。由此电极可以进行塑形，使其与储液容器外壁贴合更加紧密。

在一些实施方式中，电极为软性线路板、软铜板或者导电橡胶。

在一些实施方式中，储液容器为玻璃容器、陶瓷容器或者塑料容器。

在一些实施方式中，电极与储液容器完全贴合。

电极与储液容器一体成型。

在一些实施方式中，电极由储液容器底部延伸至顶部。电容差值ΔC与储液容器内液体的液位基本成线性关系，由此可以实时监测液位。

在一些实施方式中，电极设置于储液容器警戒液位对应的位置。警戒液位包括最高警戒液位和最低警戒液位。在实际应用中，可以根据需要选择在最高警戒液位或者最低警戒液位设置一对电极组，或者分别在最高警戒液位和最低警戒液位设置一对电极组。最高警戒液位电极组和最低警戒液位电极组对应的电容差值分别为ΔCa和ΔCb。当ΔC＜ΔCb或者ΔC＞ΔCa时，可以触发控制系统报警或者采取其他动作。

本实用新型提供的非接触式液位传感器不易滋生细菌和腐蚀老化，可取代传统的金属探针和浮球传感器，而且不需要直接与液体接触且安装简便，避免了腐蚀老化，延长使用寿命。

该非接触式液位传感器可以广泛应适用于机械、化工、造纸、轻工、卫浴设备、家电产品、工控、饮水设备、食品机器、医疗器材等领域的水池、水塔、水管、水箱、医疗器材、冲浪浴缸、马桶、咖啡机、饮水机等产品中。

该非接触式液位传感器还具有以下优异的效果：

(1)采用电磁场原理，超高稳定，不受环境影响；

(2)极高的灵感度，可以贯穿任何非金属材质的容器，如玻璃，陶瓷、塑料等，实现真正非接触性检测；

(3)液体、油均可检测；

(4)单极向感应、不受周边器械影响，适合复杂环境使用；

(5)特别适用于软/硬管中液位和流量控制的方形-紧凑型塑料外壳，外形小巧的特点，可调节灵敏度；

(6)安装调试非常容易，立即可用；

(7)全自动平衡技术，敏感度整齐，生产最方便。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式的非接触式液位传感器的结构示意图。

图2为图1所示电极组的安装示意图。

图3为图1所示非接触式液位传感器的原理图。

图4为本实用新型另一种实施方式的非接触式液位传感器的结构示意图。

图5为图4所示非接触式液位传感器的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例1

图1至图3示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的非接触式液位传感器。如图所示，该装置安装于壳体3内部，包括一对设置于储液容器4外壁的电极组1。电极组1包括两个紧贴于储液容器4外壁的电极11。电极11为导体且与电路板2电连接。

其中，储液容器4为玻璃容器。电极11与储液容器4完全贴合。

两个电极11完全相同。电极11相对地设置于储液容器4外壁两侧。

电极11由储液容器4底部延伸至顶部。

电路板2对电极组1的两个电极11施加一个6V的脉冲直流信号，并检测电极组1的电容。

在本实施例中，电极11为软铜板软质导电体。由此电极11可以进行塑形，使其与储液容器4外壁贴合更加紧密。

在其他的实施例中，电极11还可以为软性线路板或者导电橡胶等软质导电体。

在其他的实施例中，储液容器4还可以为陶瓷容器或者塑料容器等。

在另外的一些的实施例中，电极11还可以与储液容器4一体成型。

采用以上技术方案的非接触式液位传感器，电极组1实际与储液容器4构成一个电容。电路板2对电极组1施加一个-6V的脉冲直流电压，两个电极11具有电势差，由此在两个电极11之间形成了一个稳定的电场。脉冲直流电流的通电和断电状态相交替。在通电状态时，由于电容具有隔直通交的特性，实际上是对电容进行充电。在通电状态时，电容放电，此时可以通过电容的放电时间判断电容值。当储液容器4为空时，其内部空间充满空气。空气构成电容的电介质，此时可以测得一个基础电容值C₀。当储液容器4内存在液体时，液体可以构成电容的一部分电介质，此时可以测得一个电容值C₁。由于液体与空气的介电常数不同，因此C₁和C₀也不相同，两者相减，得到电容差值ΔC，ΔC＝C₁-C₀，由此可以得到储液容器4内液体的液位。电容差值ΔC与储液容器4内液体的液位基本成线性关系，由此可以实时监测液位。

本实用新型提供的非接触式液位传感器不易滋生细菌和腐蚀老化，可取代传统的金属探针和浮球传感器，而且不需要直接与液体接触且安装简便，避免了腐蚀老化，延长使用寿命。

实施例2

图4和图5示意性地显示了根据本实用新型的另一种实施方式的非接触式液位传感器。如图所示，与实施例1的不同之处在于，在储液容器4的最高警戒液位和最低警戒液位分别设置有一对电极组1。最高警戒液位电极组和最低警戒液位电极组对应的电容差值分别为ΔCa和ΔCb。当ΔC＜ΔCb或者ΔC＞ΔCa时，可以触发控制系统报警或者采取其他动作。

在其他的实施例中，还可以根据需要选择在最高警戒液位或者最低警戒液位设置一对电极组1。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。