[发明专利]压电变频接触式液位开关

说明书

技术领域

本发明提供一种压电变频接触式液位开关，属于液位检测开关领域，可广泛适用于水类，油类，弱酸碱类及含有杂质等各种液体介质的液位定点测量，也可用作冰箱的结霜传感器或其它能引起探头频率明显变化的场合。

背景技术

目前使用的液位开关有浮球式，音叉式，电容式，压力式和超声波式。而应用最多的是浮球式，较为先进的是音叉式和超声波式，但浮球式液位开关体积大，控制液位的精度最差，因完全采用机械活动部件，所以容易被卡住，且寿命不长。音叉式液位开关采用U型音叉振动结构，当受到周围介质的阻尼作用使音叉的振动频率和振幅发生变化，根据这个频率变化检测液位，它灵敏度高，比较稳定，但由于结构和工作原理方面的局限，它体积比较大，音叉容易受到杂物的影响而误动作，且价格昂贵。超声波式可以实现非接触检测，适应性强，但价格太过于昂贵，仅仅适用于条件要求比较苛刻的场所使用。

现存的液位开关要么性能不佳，要么性能很好，但成本太高价格太贵，要么适应范围很窄，还没有一种成本低，高性能，长寿命，较通用的液体定点检测开关装置。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种成本低，性能高，寿命长，通用性好的压电变频接触式液位开关。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种压电变频接触式液位开关，包括筒体，筒体一端设置探头支架，其特征在于：探头支架固定设置压电陶瓷片和热敏电阻，压电陶瓷片和热敏电阻分别通过引线连接设置在筒体内的电路板。

压电陶瓷片的频率稳定性好，精度高，体积小，不吸潮，寿命长，制造成本很低。无任何机械可动部件，不会发生磨损咬卡，磨损渗漏等机械方面的故障。而由于该探头的压电陶瓷片采用弯曲振动模式，且双面同时触液，使灵敏度得到大幅提高；采用这种结构也会使探头的制造工艺相当简单并有利于结构的小型化甚至微型化，有利于与集成电路的结合，且其谐振频率受粘附杂质影响很小，实验表明即使缠绕上垃圾也不会误动作，所以性能稳定可靠性高，更进一步拓宽了适用范围。

其中优选方案是：

所述的探头支架设置安装孔，压电陶瓷片设置在安装孔内，热敏电阻设置在压电陶瓷片的上部边缘的探头支架上。安装固定方便。边缘粘结热敏电阻，可补偿由于温度变化而导致探头压电陶瓷片谐振频率的偏移，扩大了适用温度范围。

所述的探头支架和压电陶瓷片外表面分别设置绝缘漆层。其目的有两个：1、使最外层的弹性耐用橡胶更好地通过该绝缘漆粘住压电陶瓷片；2、形成一道高强度的绝缘层，使压电陶瓷片与外界可靠地绝缘开来，即避免了外界干扰，提高稳定性，又不会发生因设备故障漏电所导致的触电事故，非常安全。

所述的探头支架和压电陶瓷片外部包覆设置弹性耐用橡胶层。其目的有两个：1、该橡胶本身具有一定的绝缘性，会进一步提高探头的绝缘能力；2、该橡胶具有很好的耐水性，耐候性，耐酸碱，耐油性等，很好地保护探头免受外界介质的侵蚀，大幅提高了探头使用寿命，且拓宽了其应用范围。

所述的探头支架的安装孔与压电陶瓷片之间的空隙设置弹性耐用橡胶圈，对压电陶瓷片起支撑作用。固定安装方便。该弹性橡胶圈与弹性橡胶层可以一体式结构，也可是分体式。

所述的筒体设置安装外螺纹。便于整体的使用时的安装固定。

所述的电路板和筒体内间隙设置电子灌封胶。电子灌封胶可采用环氧树脂类或硅胶类，提高电路板的密封效果，防止液体侵蚀造成短路和损坏。

所述的电路板设置依次电气连接的电源电路、振荡电路、频率电压转换电路、放大电路、隔离电路和驱动电路，振荡电路设置连接压电陶瓷片，频率电压转换电路设置连接热敏电阻，或者在放大电路设置热敏电阻进行温度补偿。压电陶瓷片的谐振频率可选择音频段或超声波频率段，但不应对周围的环境产生不利影响；压电陶瓷片作为振荡电路的一部分，使振荡电路稳定的产生由压电陶瓷片决定的谐振频率周期信号，该信号输入频率电压转换电路经热敏电阻进行温度补偿后，输出对应电压值，该电压值经放大电路放大由隔离电路产生逻辑量信号，最后由驱动电路带动负载工作。

所述的隔离电路包括集成双D触发器4013的一个触发器，该触发器输入端连接放大电路和振荡电路，其输出端连接驱动电路。创新性地用该触发器作为隔离电路产生逻辑量信号，而不另加逻辑电路，这样使集成电路4013得到充分利用，降低了成本。

所述的电源电路采用三端集成稳压电路78L05，且其输入与输出端间跨接保护二极管。该二极管可使集成稳压电路78L05免于外部供电电路短路所造成的损害。