專利名稱：高安全性液位傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及液位自動測量裝置，特別涉及一種高安全性液位傳感器。該高安
全性液位傳感器可用于防爆級別較高的易燃易爆液體液位的測量，例如機動車油箱內燃油
的液位測量。
背景技術：
傳統的液位傳感器有兩種 第一種是用電位器作基本檢測元件，用浮子連接電位器的滑動觸頭，浮子隨液面 的變化上升或下降時，會帶動電位器的滑動觸頭上移或下移，電位器阻值的變化與液位高 度成正比例，通過檢測電位器的電阻值就可以獲得相應的液位高度。 第二種是用電感線圈作為基本檢測元件，用浮子連接電感線圈，浮子隨液面的變 化上升或下降時，會帶動電位器的滑動觸頭上移或下移，從而改變振蕩電路的振蕩頻率，再 通過頻率計測其頻率來獲得對應的液位高度，上述兩種傳感器有一共同的缺陷，就是只能 對比較規則容器內的液體進行測量。對非規則容器(例如圓形、球形、D字形等)內的液體， 無法實現液位標稱精度的測量。這就限制了傳感器應用范圍，尤其是在車輛油位測量方面 的應用。 為此，有人設計出了電容式液位傳感器，它是用電容式探頭作為基本檢測元件，電 容式探頭由外管與芯軸套接組成，外管與芯軸之間構成電容，變換芯軸的尺寸，可以改變外 管與芯軸之間的電容量，讓電容的變化曲線與液位變化曲線一致，且正比于液位高度，實現 對任意形狀的容器內的液位進行精確測量。但這種傳感器也一個缺陷，就是采樣電路復雜， 可靠性差，精度差。
實用新型內容為解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種高安全性液位傳感器，電路簡單、 測量精度高，可以對形狀規則容器及形狀不規則容器內的液體液位進行測量，采用磁耦合 結構，能夠做到很好的電氣隔離，安全可靠，可用于測量易燃易爆液體的液位。 為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案 —種高安全性液位傳感器，安裝在測量容器內，其特征是該傳感器具有導管，導
管外部套有一環形浮體，環形浮體內設置有永久磁鐵，環形浮體能隨測量容器內液面的變
化沿導管上下滑動，導管內軸向設置有一排干簧管，這些干簧管沿測量容器高度方向有規
律地分布，其規律是各干簧管按測量容器等分容積間隔分布，在導管內設置有電路板，電路
板上設置有多個采樣電阻，這些采樣電阻串聯在一起后連接在電源線與地線之間，所述每
個干簧管的一端與公共輸出引線連接，另一端通過導線與相應的采樣電阻連接。 所述導管的上部和下部分別設置有密封堵頭。 所述導管的頂端設置有連接板，導管的底端設置有底托，底托上固接有過濾網座， 過濾網座內插有吸油管，吸油管的上端由所述連接板固定。[0011] 本實用新型有以下積極有益效果 本實用新型的傳感器用干簧管作為檢測元件，對于形狀不規則的測量容器，采取 按測量容器容積的百分比進行等分，并計算出相應的高度位置。將干簧管焊接在導管對應 的高度位置上，每一等份內的被測量液體體積是相等的，各采樣電阻的阻值是相等的，液位 上升或下降時，采樣電阻輸出數據會出現成倍的遞增或遞減，通過外部主電路測量采樣電 阻的輸出數據，就可以知道環形浮體的位置，也就是液面的位置，結構緊湊，電路簡單，可靠 性高，精度高。 本實用新型將干簧管和電路板設置在導管內，結構緊湊、密封性好、耐沖擊、抗震、 抗干擾、耐腐蝕，與外界被測液體隔離絕緣，可用于易燃易爆液體液位的測量，例如汽車油 箱液位測量。 現有汽車油箱液位測量是通過油浮子帶動傳感器內的滑動可變電阻工作，油浮子 與一電阻片連接，電阻片上設置有滑臂，滑臂頂端固定有一空心浮體，滑臂在空心浮體的帶 動下隨著被測量液體高度的改變做圓周運動，滑臂的另一端與可變電阻的滑動引腳連接， 可變電阻的滑動引腳也跟隨著滑臂的運動在電阻片上面滑動，這種傳感器電路復雜，可靠 性差，精度差。雖然也有一些廠家開發出了用于汽車油箱液位測量的傳感器，但它們都需要 在油箱上面額外打孔進行安裝，這樣會大大降低油箱原有的安全性能。因為打孔時落入油 箱內部的金屬屑很難完全清理干凈，會造成堵塞油路損壞發動機。而且，在油箱上面開孔， 油箱原有的結構被破壞造成油箱的整體安全性能下降。 本實用新型的傳感器用于汽車油箱液位測量時，是采用替換的方式安裝，無需在
油箱上再重新進行打孔，只需將原有油浮子和原有的吸油管一同取出，再將本實用新型的
傳感器放入油箱原有的油浮子安裝孔中即可，十分方便，不破壞油箱原有結構。 現有汽車油箱液位傳感器在設計上不是按體積等分的，而是按高度等分的，安裝
后需要人為進行界定工作，標定工作需要人為向油箱內按升灌注燃油，這樣不但勞動強度
大，誤差大，還可能增加安全隱患，引起火災等意外事故。
圖1是本實用新型一實施例的結構示意圖。 圖2是本實用新型的電路原理圖。 圖3是本實用新型的使用狀態示意圖。
具體實施方式圖中標號 l測量容器 2導管 3環形浮體 4永久磁鐵 5電路板 6密封堵頭 7密封堵頭 8法蘭盤 9底托 IO法蘭盤 ll連接板 12過濾網座 13吸油管 請參照圖1、圖2、圖3，本實用新型是一種高安全性液位傳感器，安裝在測量容器1 內，測量容器1可以是汽車油箱。該傳感器具有導管2，導管2外部套有一環形浮體3，環形
浮體3內設置有永久磁鐵4。
4[0026] 環形浮體3能隨測量容器1內液面的變化沿導管2上下滑動，導管2內軸向設置有 一排干簧管，本實施例中，干簧管共有十三個，分別是干簧管VI、 V2、 V3、 V4、 V5、 V6、 V7、 V8、 V9、 VIO、 Vll、 V12、 V13，這些干簧管沿測量容器1高度方向有規律地分布，其規律是各個干 簧管按測量容器1等分容積間隔分布。即將測量容器1按容積百分比等分成十三份，通過 幾何公式計算出相應的高度位置。將干簧管焊接在導管2內對應的高度位置上。在導管2 內設置有電路板5，電路板5上設置有多個采樣電阻。 干簧管V1的一端與公共輸出引線N1連接，另-
接；
接；
接；
接；
接；
接；
接；
接；
接；
連接;
連接;
連接;
連接;
干簧管V2的一端與公共輸出引線Nl連接，另-干簧管V3的一端與公共輸出引線Nl連接，另-干簧管V4的一端與公共輸出引線Nl連接，另-干簧管V5的一端與公共輸出引線Nl連接，另-干簧管V6的一端與公共輸出引線Nl連接，另-干簧管V7的一端與公共輸出引線Nl連接，另-干簧管V8的一端與公共輸出引線Nl連接，另-干簧管V9的一端與公共輸出引線Nl連接，另-
端通過導線Ll與采樣電阻Rl連 端通過導線L2與采樣電阻R2連 端通過導線L3與采樣電阻R3連 端通過導線L4與采樣電阻R4連 端通過導線L5與采樣電阻R5連 端通過導線L6與采樣電阻R6連 端通過導線L7與采樣電阻R7連 端通過導線L8與采樣電阻R8連 端通過導線L9與采樣電阻R9連
端與公共輸出引線N1連接 干簧管V10的一端與公共輸出引線Nl連接，另一端通過導線L10與采樣電阻R10 干簧管Vll的一端與公共輸出引線Nl連接，另一端通過導線Lll與采樣電阻Rll 干簧管V12的一端與公共輸出引線Nl連接，另一端通過導線L12與采樣電阻R12 干簧管V13的一端與公共輸出引線Nl連接，另一端通過導線L13與采樣電阻R13
上述的采樣電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13的阻值相同。 這些采樣電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13串聯在一起后 連接在電源線VCC與地線GND之間。輸入電壓限制在2-5V之間，電流限制在6毫安至0. 01 毫安之間，這樣即使打火，火花產生的能量也不會引起嚴重的后果。 導管2的上部和下部分別設置有密封堵頭6、7。密封堵頭6、7起到減緩由于震動 對電路板及電子元器件的沖擊。 導管2的頂端設置有連接板11，導管2的底端設置有底托9，底托9起到底部密封及防止環形浮體3從導管2上脫出。 底托9上固接有過濾網座12，過濾網座12內插有吸油管13，吸油管13的上端由 連接板ll固定。導管2的上端安裝有法蘭盤8。 請參照圖3，使用時，將導管2安裝在測量容器1內，測量容器1可以是汽車油箱。 導管2上端的法蘭盤8與測量容器1上的法蘭盤10通過螺絲固接在一起。將吸油管13與 汽車的供油管路連接。 當測量容器1內的液面上升或下降時，環形浮體3也隨之上升或下降，環形浮體3 內部的永久磁鐵4使相應高度上的干簧管導通，接通對應的采樣電阻，比如當環形浮體3 與干簧管V3處于同一高度時，在永久磁鐵4的磁力作用下，干簧管V3內的舌簧片閉合，公 共輸出引線N1輸出的電壓是采樣電阻R1、R2、R3的電阻值之和與總電阻的分壓，通過外部 主電路檢測公共輸出引線Nl上的電壓值，就可以知道環形浮體3的位置，也就是液面的位 置。再比如當環形浮體3與干簧管V10處于同一高度時，在永久磁鐵4的磁力作用下，干 簧管VIO內的舌簧片閉合，公共輸出引線N1輸出的電壓是采樣電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、 R7、 R8、 R9、 R10的電阻值之和與總電阻的分壓，通過外部主電路檢測公共輸出引線Nl上的 電壓值，就可以知道環形浮體3的位置，也就是液面的位置。
權利要求一種高安全性液位傳感器，安裝在測量容器內，其特征是該傳感器具有導管，導管外部套有一環形浮體，環形浮體內設置有永久磁鐵，環形浮體能隨測量容器內液面的變化沿導管上下滑動，導管內軸向設置有一排干簧管，這些干簧管沿測量容器高度方向有規律地分布，其規律是各干簧管按測量容器等分容積間隔分布，在導管內設置有電路板，電路板上設置有多個采樣電阻，這些采樣電阻串聯在一起后連接在電源線與地線之間，所述每個干簧管的一端與公共輸出引線連接，另一端通過導線與相應的采樣電阻連接。
2. 如權利要求1所述的高安全性液位傳感器，其特征是所述導管的上部和下部分別 設置有密封堵頭。
3. 如權利要求1所述的高安全性液位傳感器，其特征是所述導管的頂端設置有連接 板，導管的底端設置有底托，底托上固接有過濾網座，過濾網座內插有吸油管，吸油管的上 端由所述連接板固定。
專利摘要一種高安全性液位傳感器，安裝在測量容器內，該傳感器具有導管，導管外部套有一環形浮體，環形浮體內設置有永久磁鐵，環形浮體能隨測量容器內液面的變化沿導管上下滑動，導管內軸向設置有一排干簧管，這些干簧管沿測量容器高度方向有規律地分布，其規律是各干簧管按測量容器等分容積間隔分布，在導管內設置有電路板，電路板上設置有多個采樣電阻，這些采樣電阻串聯在一起后連接在電源線與地線之間，所述每個干簧管的一端與公共輸出引線連接，另一端通過導線與相應的采樣電阻連接。本實用新型的傳感器，測量精度高，可以對形狀規則容器及形狀不規則容器內的液體液位進行測量，而且安全可靠，可用于測量易燃易爆液體的液位。
文檔編號G01F23/74GK201440087SQ20092016396
公開日2010年4月21日 申請日期2009年7月10日 優先權日2009年7月10日
發明者楊東升 申請人:廊坊市軒慧電視安裝服務有限公司