[实用新型]感应式液位开关

说明书

本实用新型是一种感应式液位开关，属电子开关装置，特别涉及一种非直接接触液体的感应式无触点液位开关。

现有的液位开关一般是通过浮球控制行程开关的浮球式开关或者用电极直接接触液体来探测电极接触液体的液位变化而使电位变化来达到开或关的电极触液式开关。但它们均存在有各自的缺点和不足。浮球式开关体积大、结构复杂，使用时间长一点就容易产生机械故障，所以工作可靠性差；电极触液式开关，电极直接对液体接触通电，长期使用后，电极表面容易氧化或腐蚀而损坏，或者容易沉积污垢而导致开关灵敏度下降、工作不可靠。

本实用新型的目的就是为了克服现有液位开关存在上述的体积大、结构复杂，可靠性差或电极表面容易氧化、腐蚀而损坏或导致开关灵敏度下降、工作不可靠等缺点和不足，而研究设计一种结构紧凑、体积小巧、电极表面不易氧化、腐蚀。开关灵敏度高、工作可靠的不直接接触液体并无机械触点的感应式液位开关。

本实用新型是通过下述结构技术方案来实现的：感应式液位开关的结构如图1所示，感应式液位开关的感应探头的结构示意图如图2所示。感应式液位开关主要由感应探头、兼作电极的外壳或金属电极3、电路板6、底盖7相互连接构成，其相互连接关系为：感应探头是由感应电极1和金属电极3两电极之一或同时包裹绝缘层2后相隔一定距离浸于液体间构成，两电极在液体中绝缘，两电极位置相对固定并与液体构成等效电容，电路板6装于兼作电极的外壳3内并分别通过导线8与外壳电极3相电气连接，而且通过导线4与探头电极1相电气连接、分别通过电源线及开关信号输出线与电源及无触点开关装置相电气连接。其中，电路板上的电路方框图如图3所示，本实用新型实施例之一的电路原理图如图4所示。其电路由电容/频率转换电路、频率/电压转换电路、电压比较器电路、放大输出电路共同电气连接构成，其相互连接关系为：电容/频率转换电路分别通过感应探头两电极与液体构成的电容CX及振荡信号输出线与感应探头及频率/电压转换电路相电气连接，频率/电压转换电路通过电压信号输出线与电压比较器电路相电气连接，电压比较器电路通过其“开/关”信号输出线与放大输出电路相电气连接，放大输出电路通过信号输出线与电子开关相电气连接；其作用原理为：感应探头的两个相隔一定距离的两电极与浸于电极之间的液体组成一个电容器，其等效电容CX随电极之间浸入液体的多少而变化。在一定范围内，液位的改变导致等效电容CX的变化可通过电容/频率转换电路变成信号频率的改变，电容/频率转换电路实际上是一个振荡电路，其振荡频率随等效电容CX的变化而改变，从而实现电容/频率转换。由电容/频率转换电路输出的振荡信号的频率变化通过频率/电压转换电路转换成电压的变化，并输送到电压比较器电路，电压比较器将频率/电压转换电路送来的电压信号变化区分出“开/关”电信号，并输送到放大输出电路将“开/关”电信号放大输出去驱动电子开关动作。因此，等效电容CX在一定范围内的变化将产生电路输出“开/关”电信号，完成开关动作；本实用新型实施例之一的电路原理图中，电容/频率转换电路由感应探头的等效电容CX、集成件U1、电阻R1～R4并串联电气连接构成，频率/电压转换电路由集成件U2、电阻R5～R8、电容C1～C2并串联电气连接构成，电压比较器电路由集成件U3、电阻R9～R11并串联电气连接构成，信号放大输出电路由集成件U4、电阻R12～R14并串联电气连接构成。

本实用新型与现有技术相比有如下的优点和有益效果：①由于本实用新型的感应探头的一电极以绝缘层包裹，两电极在液体中是绝缘的，工作时没有直接加电于液体中，不致引起探头器件或其它器件的氧化和电腐蚀，而且由于采用了电容感应原理，克服了电极直接触水式液位开关的探测电极表面易沉积污垢或锈蚀并将影响开关灵敏度和可靠性的缺点，所以就是长期使用后也不致影响可靠性和稳定性；②本实用新型结构紧凑而简单、体积小巧、工作稳定可靠、成本低、适用性广泛。

下面对说明书附图进一步说明如下：图1为本感应式液位开关的结构示意图，图2为感应式液位开关的感应探头的结构示意图，图3为本感应式液位开关的电路方框图，图4为本感应式液位开关实施例之一的电路原理图。各图中：1为感应探头电极、2为绝缘层、3为金属电极或为兼作电极的外壳、4、8为导线、5为电源线及开关信号输出线、6为电路板、7为底盖。

本实用新型的实施方式如下：①按图1、图2所示设计、加工制造各部件。如感应探头电极1可用5mm、壁厚为0.5mm、长约15mm的铜管制成；外壳3及底盖7可用铜板经一般机加工方法制成，其尺寸大小以能正好放下电路板6为宜；②把感应探头电极1焊上导线4后用热收缩绝缘膜包裹，再用树脂粘固于外壳3上，感应探头电极1与兼作电极的外壳3之间距离可选15mm～25mm为宜，这样可获得较好的电容感应效果；③按图4所示绘制印刷电路板，然后筛选元器件，其中U1～U4可选用LM324型四运放集成块；④按图4所示进行安装电路板，接上电源线及开关信号输出线，并经简单通电调试后，把电路板6安装于外壳3内，并用环氧树脂灌封，并盖上底盖7，电源线及开关信号输出线5由同一底盖小孔引出，这样便已较好地实施了本实用新型。