專利名稱：一種水位開關及水位信號檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水位開關及水位信號檢測裝置，特別是一種空調、除濕機等家電產品上應用的基于霍爾效應或磁阻效應的水位開關技術及水位信號檢測技術。
背景技術：
目前水位檢測技術多種多樣，如直接目視標尺讀數、利用不同高度多個電極制作的水位傳感器、電容應變式水位傳感器以及超聲波水位傳感器等等。各種水位檢測手段的技術原理不盡相同，測試精度、可靠性以及設備成本天壤之別。隨著半導體技術及電子工藝的日趨成熟，集成的信號檢測模塊被越來越多的應用到生產實踐中，而且大多采用霍爾元件作為傳感器，包括國產、進口及合資的等各種類型，雖然價格不一，性能優(yōu)劣各不相同，但基本原理大都是類同。其基本原理是半導體薄片置于磁場中，當有電流流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產生電動勢，由于水位變化而使磁場強度發(fā)生改變，霍爾兀件輸出不同的電動勢，進而得到水位值。如中國專利文獻號CN101769779A于2010年7月7日公開的一種霍爾效應浮球式太陽能熱水器水箱水位探測器，包括線性霍爾元件浮球、永磁體、傳動機構，浮球連接動機構，霍爾元件固定于傳動機構上并置于兩塊永磁體之間。浮球上下浮動，帶動永磁體移動，從而改變通過霍爾元件的磁通量，根據霍爾效應可以用于指示連續(xù)的水位變化。但是，該設計方案浮球的連接傳動機構復雜，體積大，機械部件產生的阻力容易造成浮球的位置不夠靈活，增大了水位檢測的誤差。因此，有必要作進一步的改進。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的旨在提供一種精度高、可靠性好、體積小、功耗低的水位開關及水位信號檢測裝置，以克服現有技術中的不足之處。按此目的設計的一種水位開關及水位信號檢測裝置，其結構特征是包括固定設置的磁敏元件、與磁敏元件對應的磁鐵、與磁敏元件電連接的微處理單元、以及浮子，所述磁鐵與浮子為聯(lián)動一體設置。所述磁敏元件為對磁場敏感的電子封裝元件，用以將輸入的磁信號轉換為電信號輸出；所述磁敏元件為基于霍爾效應的霍爾元件，或為基于磁阻效應的磁阻元件。霍爾元件、磁阻元件等等以磁信號輸入，電信號輸出的磁敏元件就是上述可實現水位檢測的集成磁電轉換芯片，可以方便的將水位狀況反應出來并轉換為電信號給微處理單元。所述霍爾元件為輸出高低電平的霍爾開關元件；或為輸出模擬電信號的線性霍爾元件，并根據輸入磁信號的強弱進行變化，且二者成線性關系。所述磁鐵為永磁體，或為電磁鐵。所述磁鐵設置在浮子內部或浮子外側的連接機構上；所述浮子為球狀，或為圓環(huán)狀。所述微處理單元為單片機、PLC可對磁敏元件輸出的電信號進行處理的智能模塊。微處理單元將水位信號輸出顯示，對超出警報線的高水位、低水位進行報警或驅動水泵、閥I 等機構。
本發(fā)明技術當水位發(fā)生改變時，磁鐵位置隨即發(fā)生改變，磁敏元件感應到磁場強度的變化，其輸出的高低電平信號將發(fā)生電平翻轉或者輸出的模擬電信號值發(fā)生對應改變，并傳送給微處理單元，微處理單元將該電信號經處理后，驅動相關顯示、報警、水泵或閥門機構，確保水位控制在正常水平。


圖I為本發(fā)明檢測裝置系統(tǒng)方框圖；圖2為本發(fā)明一實施例的結構示意圖；圖3為第二實施例的結構示意圖；圖4為圖3中A-A向局部剖面圖；圖5為第三實施例的結構示意圖。圖中I為磁敏元件,2為磁鐵,3為微處理器,4為浮子,5為連桿,6為支點，7為導桿，8為玻璃管，9為水箱。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述。第一實施例參見圖2，一種水位開關及水位信號檢測裝置，包括磁敏元件I、磁鐵2、微處理單元3、浮子4、連桿5、支點6組成，連桿5可繞支點6轉動。浮子4安裝在連桿5的一側，可以在液面漂??；磁鐵2安裝在連桿5的另一側，磁敏元件I安裝在與磁鐵2相對應的位置。磁鐵2在圍繞支點6運動時，與磁敏元件I的直線距離將隨之發(fā)生改變。具體工作原理為當水位發(fā)生改變，浮子4隨液面浮動，相應發(fā)生改變，安裝在連桿5另一端的磁鐵2隨之對應上下運動。磁敏元件I感應到磁場強度的變化，其輸出電信號相應發(fā)生變化并傳給微處理單元3，微處理單元3處理后控制水泵、閥門等相關機構執(zhí)行動作，同時也可輸出當前水位信息并顯示。第二實施例參見圖3-圖4，一種水位開關及水位信號檢測裝置，包括磁敏元件I、磁鐵2、微處理單元3、浮子4和導桿。其中浮子4為圓環(huán)狀，磁敏元件I安裝在導桿7內部；磁鐵2為圓環(huán)狀，注塑在圓環(huán)狀浮子4內部。浮子4可在液面漂浮并可沿導桿7上下滑動。具體工作原理為當液面發(fā)生改變時，圓環(huán)狀浮子4載著磁鐵2相應發(fā)生上下移動，磁鐵2與磁敏元件I的直線距離發(fā)生改變，從而磁敏元件I感應到的磁場強度相應發(fā)生改變，輸出的電信號同樣相應發(fā)生改變。磁敏兀件I將此電信號傳送給系統(tǒng)微處理單兀3,微處理單元3處理后控制水泵、閥門等相關機構執(zhí)行動作，同時也可輸出當前水位信息并顯不O第三實施例參見圖5，一種水位開關及水位信號檢測裝置，包括磁敏元件I、磁鐵2、微處理單元3、浮子4和玻璃管8、水箱9。其中浮子為球狀，玻璃管8與水箱9底部連接成連通器，磁鐵2嵌在浮子4內部。浮子4在玻璃管8內可自由上下移動，磁敏元件I安裝在玻璃管8外表面。
具體工作原理為根據連通器原理，玻璃管8內的液面與水箱9液面相同，檢測玻璃管8液面等同于檢測水箱9的液面。當水箱內液面發(fā)生改變時，玻璃管8液面同樣改變并且與水箱9液面平齊。浮子載著磁鐵2隨液面上下移動，磁鐵2與磁敏元件I的直線距離相應發(fā)生改變，從而磁敏兀件I感應到的磁場強度相應發(fā)生改變，輸出的電信號同樣相應發(fā)生改變。磁敏元件I將此電信號傳送給系統(tǒng)微處理單元3，微處理單元3處理后控制水泵、閥門等相關機構執(zhí)行動作，同時也可輸出 當前水位信息并顯示。本發(fā)明的水位開關及水位信號檢測裝置可以在空調、除濕機等電器設備上作為水位開關使用，也可以作為水文監(jiān)測或其他檢測儀器。
權利要求
1.一種水位開關及水位信號檢測裝置，其特征是包括固定設置的磁敏元件(I)、與磁敏元件對應的磁鐵(2)、與磁敏元件電連接的微處理單元(3)、以及浮子(4)，所述磁鐵與浮子為聯(lián)動一體設置。
2.根據權利要求I所述的水位開關及水位信號檢測裝置，其特征是所述磁敏元件(I)為對磁場敏感的電子封裝兀件，用以將輸入的磁信號轉換為電信號輸出；所述磁敏兀件為基于霍爾效應的霍爾元件，或為基于磁阻效應的磁阻元件。
3.根據權利要求2所述的水位開關及水位信號檢測裝置，其特征是所述霍爾元件為輸出高低電平的霍爾開關元件；或為輸出模擬電信號的線性霍爾元件，并根據輸入磁信號的強弱進行變化，且二者成線性關系。
4.根據權利要求13任一項所述的水位開關及水位信號檢測裝置，其特征是所述磁鐵(2)為永磁體,或為電磁鐵。
5.根據權利要求4所述的水位開關及水位信號檢測裝置，其特征是所述磁鐵(2)設置在浮子(4)內部或浮子外側的連接機構上；所述浮子為球狀，或為圓環(huán)狀。
6.根據權利要求5所述的水位開關及水位信號檢測裝置，其特征是所述微處理單元(3)為單片機、PLC可對磁敏元件(I)輸出的電信號進行處理的智能模塊。
全文摘要
一種水位開關及水位信號檢測裝置，其特征是包括固定設置的磁敏元件、與磁敏元件對應的磁鐵、與磁敏元件電連接的微處理單元、以及浮子，所述磁鐵與浮子為聯(lián)動一體設置。所述磁敏元件為對磁場敏感的電子封裝元件，用以將輸入的磁信號轉換為電信號輸出；所述磁敏元件為基于霍爾效應的霍爾元件，或為基于磁阻效應的磁阻元件。本發(fā)明技術當水位發(fā)生改變時，磁鐵位置隨即發(fā)生改變，磁敏元件感應到磁場強度的變化，其輸出的高低電平信號將發(fā)生電平翻轉或者輸出的模擬電信號值發(fā)生對應改變，并傳送給微處理單元，微處理單元將該電信號經處理后，驅動相關顯示、報警、水泵或閥門機構，確保水位控制在正常水平。
文檔編號G01F23/38GK102768057SQ20121023478
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權日2012年7月6日
發(fā)明者付新, 許行臻, 陳保平 申請人:廣東美的制冷設備有限公司