[发明专利]电容式差动运算浮子液位传感器

说明书

技术领域

本发明涉及液位传感器领域，特别涉及一种电容式差动运算浮子液位传感器。

背景技术

在生活和工作中，液位是一个很重要的工作条件，但是液位往往又不直观或不方便观察。以汽车油箱的油(液)位为例，需要时刻知道油位多少，又不方便观看液位，需要运用液位传感器来实时指示存油量。浮子式液位传感器广泛应用在水塔液位、太阳能热水器液位、汽车油箱指示油液位等指示液位的领域。公知的浮子液位传感器的结构：由浮子，连杆，金属触点，碳膜电阻和支架构成。其中“金属触点，碳膜电阻和支架”就是一个电位器。工作原理：浮子漂浮在液面，液位的改变，浮子上下运动，通过连杆带动电位器转动，电位器的金属动触点与和碳膜电阻的相对位置变化，改变电阻，从而改变电流或电压，用仪表显示电压或电流的变化指示液位变化。这种电位器是靠金属动触点的机械摩擦，实现电接触，靠金属动触点移动改变电阻。有机械摩擦，必然有零件磨损。因此公知的液位传感器时常出故障。这是公知的液位传感器的技术缺陷。

发明内容

为了克服公知的液位传感器的技术问题，本发明给出一种没有机械摩擦的电容式差动运算浮子液位传感器。

本发明针对公知的液位传感器动触点机械摩擦的技术问题，提供了一种改进的技术方案，变动金属动触点的机械摩擦，为无摩擦电容电接触。电容式差动运算浮子液位传感器的技术方案如图1所示，在环形气密性密封盒内，内置表面绝缘的圆环形导电电极和两个表面绝缘的半圆环形电极。表面绝缘的圆环形导电电极和两个表面绝缘的半圆环形电极之间形成气密性空腔。密封后，在气密性空腔内加入液体滴，液体滴的高度等于环形气密性密封盒内半径。两个半圆环形电极同圆环形电极之间形成两个电容，C1和C2。两个半圆环形电极竖直安装，两个半圆环形电极所对应的液体滴的面积相当，故两个电容C1和C2的容量相等。环形气密性密封盒的表面一侧绝缘的圆环形电极和两个表面一侧绝缘的半圆环形电极以及在气密性空腔内加入液体滴后整体构成电容式差动运算浮子液位传感器。电容式差动运算浮子液位传感器过轴线竖直安装后，沿电容式差动运算浮子液位传感器的轴线转动电容式差动运算浮子液位传感器，液体滴在重力的作用下在环形气密性密封盒的下端不动，表面绝缘的圆形导电电极和两个表面绝缘的半圆环形电极之间的液体滴面积发生变化。根据电容原理，转动时两个电容一个容量增加，一个容量减少。由于差动运算作用，容量变化与转动角度成二倍正比关系。

工作原理：浮子漂浮在液面，液位的改变，浮子上下运动，浮子通过连杆带动电容式差动运算浮子液位传感器沿轴向转动，两个电容一个容量增加，一个容量减少。由于差动运算作用，电容容量变化与转动角度成二倍正比关系，电容容量变化量经过运算放大器处理后用模拟方式或数字方式显示容量变化即是液位高低信息。

附图说明

图1是本发明电容式差动运算浮子液位传感器的结构示意图。

其中：1、环形气密性密封盒下盖(1)，2、大号圆环形密封圆环(2)，3、表面绝缘的圆环形导电电极(3)，4、两个表面绝缘的半圆环形电极(4)，5、金属密封外引线(5)，6、液体滴(6)，7、小号圆环形密封圆环(7)，8、环形气密性密封盒上盖(8)。

图2是本发明电容式差动运算浮子液位传感器的工作原理图。

其中：9、电容式差动运算浮子液位传感器(9)，10、固定轴(10)，11、连杆(11)，12、浮子(12)，13、液体液面(13)，14、液体箱(14)。

具体实施方式