專利名稱：低溫水位傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于自動化檢測技術領域，具體而言是一種在冬季冰凍環(huán)境下的水位檢測裝置，可進行冰下有壓或無壓水位檢測的傳感器。
目前國內外在水位量測方面的技術和產(chǎn)品很多，但能在冬季低溫狀態(tài)下水結有冰層時使用的很少。水利工作者在冬季測量水位，大多還是沿用傳統(tǒng)方法，每次檢測都要先將冰層鑿開一個洞，然后再用水位尺等進行量測，費工費力不利于自動化。為了解決這一問題，經(jīng)多年國內外同行做出了各種探索和研究。經(jīng)檢索我們發(fā)現(xiàn)的在先技術有在常溫下使用的感應式數(shù)字水位傳感器及日本專利“一種水位測量裝置“G 01 F 23/30 Z 7143-2F，它提出一種外形為圓柱形筒，上面封口垂直安置于水中，筒內罐入防凍油其厚度比預計的冰層厚一些，水可從筒的下部進入筒中，由于比重不同防凍油飄浮在水上面，可阻擋冷空氣接觸水，使筒中的水不結冰，在筒中有水的情況下，由于有圓柱形筒的保護防凍油不會流失，且能在筒中隨著水位的變化上下自由移動。筒內中心部位垂直裝一根桿，水位信號檢測裝置置于套在桿上的一可移動的圓柱體上，與防凍油層一起隨水位的變化上下移動，水位信號由圓柱形筒頂端引出，并由筒外裝置輸出0-10V直流電壓。然而這種裝置缺點甚多，僅只適合在理想的純凈水中使用，在自然界的水中不同程度的含有雜質和飄浮物，這些雜質和飄浮物若進入筒中不可避免地要纏繞在桿上或堵塞套在桿上的可移動的圓柱體與桿之間的滑動間隙，將導致在桿上的可移動的圓柱體不能移動，即無法正確的檢測水位。如水位變化到低于筒的下沿，筒內的防凍油將流失，當水位再上漲后筒內已沒有防凍油，水將在筒內結冰，也將無法正確的檢測水位。
本發(fā)明的目的是提供一種低溫水位傳感器，它可有效地在冬季冰凍情況下進行水位測量，并能將水位信號轉換為電信號實現(xiàn)遠傳。
本發(fā)明低溫水位傳感器其特征在于，它主要由一空心圓柱體外殼、保溫層、測溫電路、加熱器、溫控器、內置感應式數(shù)字水位傳感器、變送器幾部分組成，空心圓柱體外殼部分由空心圓柱體外殼1、扁圓柱形端蓋2、通氣孔3、左接線端子4、右接線端子9、內孔6組成，空心圓柱體外殼1的外殼是一圓管，內孔6是一與空心圓柱體外殼1同心的圓管，扁圓柱形端蓋2位于空心圓柱體外殼1的頂端，在扁圓柱形端蓋2的側面有一與位于空心圓柱體外殼1中心部位的內孔6連通的通氣孔3，在內孔6與空心圓柱體外殼1之間填充保溫材料12構成保溫層，加熱器7由電熱絲19平行纏繞在云母板20上與不銹鋼板16之間加玻璃纖維布21，用不銹鋼螺絲18緊固在一起，測溫傳感器17緊貼不銹鋼板16安裝，電熱絲19、測溫傳感器17、具有防水密封能力的左接線端子4、傳輸電纜5依次經(jīng)導線24連接溫控器23，由測溫電路25、顯示電路26、數(shù)顯表頭22、驅動電路27、繼電器28、加熱電源29構成溫控器23，內置感應式數(shù)字水位傳感器的電路板10、等間隔排列在內孔壁上的感應元11、接地板13、有防水密封能力的右接線端子9、水位信號傳輸電纜8依次經(jīng)導線14與變送器15連接。
本發(fā)明低溫水位傳感器，由于采用上述方案，采用內置感應式數(shù)字水位傳感器和對待測水加溫的防結冰方法，克服了現(xiàn)有技術的不足，可以在冬季低溫環(huán)境下進行水位測量，且在含有雜質或污物的水中也能準確無誤地進行水位測量，結構簡單安裝使用方便。
圖1是本發(fā)明最佳實施例的整體結構圖及局部剖視圖。
圖中標號為(1)外殼(2)端蓋(3)通氣孔(4)左接線端子(5)傳輸電纜(6)內孔(7)加熱器(8)水位信號傳輸電纜(9)右接線端子(10)電路板(11)感應元(12)保溫材料(13)接地板(14)導線圖2是測溫加熱器部分框結構圖。
圖中標號為(16)不銹鋼板(17)測溫傳感器(18)不銹鋼螺絲(19)電熱絲(20)云母板(21)玻璃纖維布(22)數(shù)顯表頭(23)溫控器(24)導線圖3是測溫加熱體部分電原理圖。
圖中標號為(25)測溫電路(26)顯示電路(27)驅動電路(28)繼電器(29)加熱電源圖4是內置水位傳感器結構圖。
圖中標號為(15)變送器下面結合附圖給出最佳實施例。
在圖1中，由外殼1、端蓋2、通氣孔3、內孔6、及在外殼1與內孔6之間填充保溫材料12構成保溫層，外殼1用直徑320毫米的PVC塑料管制成，內孔6用直徑90毫米的PVC塑料管制成并與外殼1同心，外殼1與內孔6之間的保溫層阻擋外界溫度變化對內孔6溫度的影響，扁圓柱形端蓋2和位于扁圓柱形端蓋2側面的通氣孔3采用PVC塑料制成，內孔6中產(chǎn)生的水蒸氣由通氣孔3排出，水可在內孔6中上下移動。由用不銹鋼制成的感應元11和接地板13與電路板10構成內置感應式數(shù)字水位傳感器，當水上升或下降淹沒水面對應的感應元11時，感應元11通過電路板10將水位值轉換為對應的電信號，經(jīng)導線14、有防水密封能力的右接線端子9、水位信號傳輸電纜8送出。如圖1所示在內孔6的偏下位置將內孔壁開一與加熱器7大小尺寸一樣的孔，加熱器7嵌入孔內安裝。
在圖2中，電熱絲19平行纏繞在云母板20上與不銹鋼板16之間加玻璃纖維布21絕緣，用不銹鋼螺絲1 8緊固在一起成為一體構成加熱器7，電熱絲19經(jīng)導線24、有防水密封能力的左接線端子4、傳輸電纜5連接溫控器23。測溫傳感器17采用正溫度系數(shù)的熱敏電阻，用膠粘在不銹鋼板16與玻璃纖維布21之間，由導線24穿過保溫材料12經(jīng)左接線端子4、傳輸電纜5連接溫控儀23。
在圖3中當測溫電路25通過測溫傳感器17檢測內孔6中水溫，低于3C時，啟動驅動電路27使繼電器28吸合通過加熱電源29向加熱器7的電熱絲19供電，電熱絲19發(fā)出的熱量通過不銹鋼板16對內孔6中的水加熱，當水溫高于3℃時，通過驅動電路27使繼電器28斷開加熱電源29，加熱器7的電熱絲19斷電，不再對內孔6的水加溫，這樣就保證了內孔6中的水不結冰。同時由測溫電路25通過測溫傳感器17檢測內孔6的水溫信號，送顯示電路26，給數(shù)顯表頭22顯示當前水溫值。
在圖4中是內置水位傳感器的結構圖。內置感應式數(shù)字水位傳感器的若干個感應元11等間隔排列在內孔壁上，與電路板10連接、導線14連接電路板10和右接線端子9，水位信號傳輸電纜8連接右接線端子9到變送器15，變送器15將水位信號轉換為DC1-5V或DC4-20mA。
權利要求
1.一種低溫水位傳感器，其特征在于，它主要由一空心圓柱體外殼、保溫層、測溫電路、加熱器、溫控器、內置水位傳感器、變送器幾部分組成，空心圓柱體外殼部分由空心圓柱體外殼(1)、扁圓柱形端蓋(2)、通氣孔(3)、左接線端子(4)、右接線端子(9)、內孔(6)組成，空心圓柱體外殼(1)的外殼是一圓管，內孔(6)是一與空心圓柱體外殼(1)同心的圓管，扁圓柱形端蓋(2)位于空心圓柱體外殼(1)的頂端，在扁圓柱形端蓋(2)的側面有一與位于空心圓柱體外殼(1)中心部位的內孔(6)連通的通氣孔(3)，在內孔(6)與空心圓柱體外殼(1)之間填充保溫材料(12)構成保溫層，加熱器(7)由電熱絲(19)平行纏繞在云母板(20)上與不銹鋼板(16)之間加玻璃纖維布(21)，用不銹鋼螺絲(18)緊固在一起，測溫傳感器(17)緊貼不銹鋼板(16)安裝，電熱絲(19)、測溫傳感器(17)、具有防水密封能力的左接線端子(4)、傳輸電纜(5)依次經(jīng)導線(24)連接溫控器(23)，由測溫電路(25)、顯示電路(26)、數(shù)顯表頭(22)、驅動電路(27)、繼電器(28)、加熱電源(29)構成溫控器(23)，內置感應式數(shù)字水位傳感器的電路板(10)、等間隔排列在內孔壁上的感應元(11)、接地板(13)、有防水密封能力的右接線端子(9)、水位信號傳輸電纜(8)依次經(jīng)導線(14)與變送器(15)連接。
全文摘要
一種低溫水位傳感器,是一種用于冰下低溫水位檢測。該傳感器由一空心圓柱體外殼、保溫層、測溫電路、加熱器、溫控器、內置感應式數(shù)字本水位傳感器、變送器幾部分組成。其特征是在冰凍情況下,由在內孔壁上等間隔排列的裝有若干感應元的內置感應式數(shù)字水位傳感器測量水位,并將水位信號經(jīng)右接線端子傳輸電纜連接外置變送器?？蛇M行冰下水位的檢測,使用時垂直安裝,測量精度高安裝使用方便,有很好的應用前景。
文檔編號G01F23/24GK1328249SQ0112257
公開日2001年12月26日 申請日期2001年7月12日 優(yōu)先權日2001年7月12日
發(fā)明者馬福昌, 賈秀美 申請人:太原理工大學