專利名稱：電容式液位傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于傳感器，具體涉及一種電容式液位傳感器。
背景技術：
現有的電容式液位傳感器主要有下列兩種一種是由兩個平行電容極板構成。在被測液體有金屬罐包裝時，也可以用金屬罐作為一極板。由于被測液體介電常數與空氣不同，當被測液位升高時，被測液體逐步排除兩極板間的空氣，平行電容極板間的電容容量將隨之改變，通過測量傳感器電容容量來求取被測液體液位。另一種是用平行板電容作壓力傳感器。當被測液位變化時，液體對電容的壓力也發生改變，平行板間距離隨之改變，平行電容極板間的電容容量同樣會發生改變。測量傳感器電容容量，便可算出被測液體液位。
上述兩種電容傳感器都存在下列缺陷1、精度有限；上述電容傳感器都是通過計算電容容量，求出液位的。這種方式在測量精度上將受到電容檢測電路以及A/D轉換電路精度的限制，不可能做得很高。實際上很少有能做到0.5％。以精度為0.5％為例，當傳感器長度達到2米以上時，絕對精度將達不到1厘米。2、易受到干擾；上述電容傳感器的電容檢測電路為模擬電路，很難避免模擬電路固有的抗干擾能力較差的問題。3、電路復雜；由于被測液體的介電常數受外界溫度的影響及電容極板間距受外間壓力的影響，上述兩種電容傳感器都必須有環境溫度或環境壓力測量電路，在軟件上作補償，導致檢測電路復雜，成本高。4、上述第一種電容傳感器還存在測量長度不易改變的問題；由于這種傳感器是以電容極板作為測量體，那就意味著測量范圍的不同就必須有不同的電容極板，和不同的滿量程電容量。當一根傳感器所安裝的測量點情況發生變化，傳感器量程需要增加時，就必須更換傳感器。
發明內容
本實用新型所要解決的就是以上現有技術所存在的精度有限、易受干擾、電路復雜等問題，而提供的一種結構新穎、工藝獨特、成本低且測量誤差不隨量程變化、抗干擾性強、安全可靠的電容式液位傳感器。
本實用新型的技術方案是這樣實現的。電容式液位傳感器，包括固定在傳感器外殼上的電路板、電極片、絕緣層，該傳感器可以由多根傳感器級連，每兩根傳感器之間分別通過裝在其上的接頭相連，兩個接頭之間通過連接螺栓相固定，接頭上還固定有連接器，由電路板、電極片、絕緣層組成的面板裝在傳感器外殼的正面，電路板上附著有若干個電極片，電極片上覆蓋絕緣層，最上端傳感器的上端與變送器相連，最下端傳感器的下端裝有端蓋，傳感器外殼與面板之間灌封有密封膠。
所述的每一根傳感器上所設的電路板上的電極片是形狀相同、面積相等等間距排列的電極片。
所述的傳感器還可以單根使用。
由于采用了上述結構，本實用新型液位傳感器的絕對精度只與電極片的排列間距有關，不隨量程變化。由于多根傳感器可級連，當量程增加時，只需增加相應的傳感器即可。由于該傳感器測量的是數字信號，因此不存在模擬電路易受干擾的問題。具有抗干擾性強、安全可靠、結構新穎、工藝獨特、成本低等優點，可廣泛適用于水文、食品、環保等領域的液位測量。
圖1為本實用新型傳感器主視圖；圖2為本實用新型傳感器側視圖；圖3為本實用新型傳感器面板結構剖視圖；圖4為被測液體為導電液體時的工作示意圖；圖5為被測液體為非導電液體時的工作示意圖。
具體實施方式
參見圖1、圖2，本實用新型電容式液位傳感器，包括固定在傳感器外殼7上的電路板12、電極片13、絕緣層14等，傳感器外殼7由不銹鋼材料制成，該傳感器可以由多根傳感器級連，每兩根傳感器2、3之間分別通過裝在其上的接頭5和接頭6相連，接頭5和接頭6通過連接螺栓10相固定，接頭5、6上還固定有連接器9，每兩根傳感器2、3之間的電源及信號通過連接器9傳遞，由電路板12、電極片13、絕緣層14組成的面板8(如圖3所示)裝在傳感器外殼7的正面，電路板12上附著有若干個形狀相同、面積相等等間距排列的電極片13，電極片13上覆蓋有聚碳酸脂材料的絕緣層14，傳感器2的上端與變送器1相連，傳感器3的下端裝有端蓋4，為了達到良好的密封效果，在傳感器外殼7與面板8之間灌封有密封膠11。
本實用新型電容式液位傳感器工作原理如下當被測液體15為導電液體時，被測液體15本身作為公共極板。如圖4所示；當被測液體15沒有淹沒到某一單體電極片時，該電極片與作為公共極板的被測液體15所形成的電容容量很小，一般的檢測電路很難測到。當被測液體15淹沒到該單體電極片時，由于有絕緣層14作介電質，被測液體15與該電極片形成平行板電容，其容量將比淹沒前的電容量增大許多倍，這一電容可以較容易地被檢測到。
在測量時，檢測電路對每個電極片進行檢測，將檢測結果以開關量形式表示，送入計算機，便可得到該液位在傳感器上的位置。從而求得實際液位。
當被測液體15為非導電液體時，電容傳感器由多個等距離排列的單體電極片及公共極板16形成平行板電容。如圖5所示隨著被測液體15液位的升高，單體電極片與公共極板16間的空隙將被被測液體15充滿，因而改變了極板之間的介電常數，從而增加了電容容量。以適當的電路檢測這種容量的增加，將其作為開關量，再根據該單體電容在傳感器上的位置，便可得到液位的當前值。
由此可見，傳感器的測量精度將只與單體電極片在傳感器上排列間距有關，而與外界溫度、濕度、壓力以及傳感器長度等因素無關。
權利要求1.一種電容式液位傳感器，包括固定在傳感器外殼(7)上的電路板(12)、電極片(13)、絕緣層(14)，其特征在于該傳感器可以由多根傳感器級連，每兩根傳感器(2)、(3)之間分別通過裝在其上的接頭(5)和接頭(6)相連，接頭(5)和接頭(6)通過連接螺栓(10)相固定，接頭(5)、(6)上還固定有連接器(9)，由電路板(12)、電極片(13)、絕緣層(14)組成的面板(8)裝在傳感器外殼(7)的正面，電路板(12)上附著有若干個電極片(13)，電極片(13)上覆蓋絕緣層(14)，傳感器(2)的上端與變送器(1)相連，傳感器(3)的下端裝有端蓋(4)，傳感器外殼(7)與面板(8)之間灌封有密封膠(11)。
2.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于所述的每一根傳感器上所設的電路板上的電極片是形狀相同、面積相等等間距排列的電極片。
3.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于所述的傳感器還可以單根使用。
專利摘要一種電容式液位傳感器，主要解決現有傳感器精度有限、易受干擾、電路復雜等問題。該傳感器可以由多根傳感器級連，每兩根傳感器之間分別通過裝在其上的接頭相連，由電路板、電極片、絕緣層組成的面板裝在傳感器外殼的正面，電路板上附著有若干個電極片，電極片上覆蓋絕緣層，最上端傳感器的上端與變送器相連，最下端傳感器的下端裝有端蓋，傳感器外殼與面板之間灌封有密封膠。本傳感器的絕對精度只與電極片的排列間距有關，不隨量程變化。當量程增加時，只需增加相應的傳感器即可。具有抗干擾性強、安全可靠、成本低等優點，可廣泛適用于水文、食品、環保等領域的液位測量。
文檔編號G01F23/26GK2643294SQ0325328
公開日2004年9月22日 申請日期2003年9月3日 優先權日2003年9月3日
發明者安朝明, 康慧 申請人:太原理工天成科技股份有限公司