[发明专利]同步采样热导式液位传感器

说明书

本发明实施例所要解决的问题是提供一种可以在高压、高温和腐蚀性环境中正常检测液位，尤其可以在外部环境压力处于动态变化中仍能正常检测液位的传感器。本发明的基本原理是根据液体的综合散热系数远大于空气或真空，并且在散热面积一定时，被恒定功率热源加热的物体的温升与散热介质的综合散热系数成反比的物理特性开发的一种新型液位传感器。如图1所示，本发明的实施例包括如下几个部分：①环境温度传感单元_；②热端复合传感单元；③传感单元固定和安装支架；④数据采集与分析单元和⑤电源单元。

技术领域

本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种同步采样热导式液位传感器。

背景技术

工农业生产、日常生活中很多领域都需要检测液位的状态，以实现自动控制的目的。

目前的液位传感器主要有①静压液位传感器；②浮球液位传感器和③光电液位传感器三种，虽然这三种液位传感器在现实生产生活中应用都非常广泛，但是三种液位传感器都有许多缺点

首先是静压液位传感器，这种传感器是利用液体底部的静压强在一定条件下与液体的液位高度成正比的原理设计的一种液位传感器，这种液位传感器必不可少的一个部分是必须要有一个感应静压强的薄膜结构，而正是这个必不可少的薄膜结构使这种液位传感器存在如下几个问题，这些问题包括：①只能在环境压强比较稳定的场合使用，在环境压强存在一定量的变化时，比如汽车从海拔500米的地方开往2500米的地方时，油箱所受的环境压强就变化较大，至于飞机环境压强的变化就更大了，这时由于静压强在这种环境中无法保持稳定，因此，这种液位传感器在这样的环境中是不能准确感测液位的实际高度的；②这种液位传感器不能在有外部高压的环境中使用：在高压环境下，比如高压锅炉内部，这种液位传感器感测到的压强不是液体本身重力产生的压强，而是叠加了环境压强之后的压强，显然，这种环境下使用这种技术方案的液位传感器是无法正确感测液位的。

其次是浮球液位传感器，这种液位传感器是利用阿基米德原理设计的一种液位传感器，顾名思义，从这种液位传感器的名称上就很容易想到它有两个显著的特征：其一是必然有一个用于产生浮力的浮球，其二是有一个比较复杂的用于将垂直的浮力转换成水平或其他角度的力的机械结构。浮力液位传感器的上述特征，使这种液位传感器存在几个无法克服的缺陷：①体积比较大，由于这种液位传感器需要一个产生浮力的浮球，基于浮球的物理特性，这种液位传感器的整体体积无法做得太小，否则就不能产生足够的浮力了，较大的体积要求，这种液位传感器只能在相对空间较大的环境中使用，这就限制了这种传感器的使用范围；②寿命不长：寿命不长有两个原因：其一是由于浮球液位传感器都有比较复杂的浮力传动结构，受传动结构物理寿命的影响，这种机械结构一般寿命都不会太长，其二是为了保护传动装置，一般都需要将传动装置与需要感测的液体之间隔离，由于传动的运动需求，这种隔离只能选择薄膜一类柔软的材料实现，而这种材料很容易因为疲劳、老化而毁损；③不能在高压环境种使用：浮球液位传感器的浮球和力传动结构装置基本上只能在常规环境下工作，因为高压压强会导致浮球和/或传动结构的形变或错位，因此都不能在高压环境中使用，④不能在高温环境中使用：浮球液位传感器的浮球，尤其是薄膜一般都用塑料一类的材质制作，而塑料，无论哪种塑料在高温环境中都极易老化毁损。

再次是光电液位传感器：这种液位传感器是利用液体的反光/折光等和光相互作用的特性设计的一种液位传感器，这种液位传感器的缺陷是只能用于具有一定光学性能的液体液位检测，这就极大的限制了这种液位传感器的使用范围。

综上所述，目前的液位传感器都因为自身的技术方案本身的不足而带有各种无法克服的缺陷。

而本发明正是根据这些已有液位传感器的不足而开发的一种新型液位传感器。

发明内容

本发明实施例所要解决的问题是提供一种可以在高压、高温和腐蚀性环境中正常检测液位，尤其可以在外部环境压强处于动态变化中仍能正常检测液位的传感器。