专利名称：一种电阻式水位数字传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水位监测传感器领域，尤其是涉及一种电阻式水位数字传感器。
背景技术：
目前，市场上水位传感器种类很多，有用超声波原理、电容原理、热电阻、干簧管等等，但是能连续测量的传感器却价格昂贵；要不就是非连续性测量，精度低。以定格点测量的要达到测量精度需要安装更多的测量格点，致使结构复杂，成本增加。用水电阻作为测量原理的很多，但市场上大多数传感器都不能连续测量，且测得高度值随水质的变化漂移很大。
实用新型内容本实用新型的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种电阻式水位数字传感器，测量探头结构简单，成本低廉，测试电路结合了探头的电阻特性，使电路摄取的观测量与水位高度呈一次线性关系，从而满足水位的连续等精度测量，当水位每次接触到传感器的极限位置时，传感器数据处理单元会对一次线性关系式的系数进行一次修正并储存在传感器的内部，保证了水电阻率的缓慢变化不会引起测得高度的漂移。本实用新型为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是一种电阻式水位数字传感器，包括测试电路，还设有测量探头，所述的测量探头主要由绝缘圆管、直电极和折弯电极构成，绝缘圆管的上下两端均设有固定塞，下固定塞上设有连通绝缘圆管内腔的进水孔，在上固定塞上设有排气孔，直电极和折弯电极的底端设置在绝缘圆管内并固定在下固定塞上，折弯电极的折弯部设置在绝缘圆管内，直电极和折弯电极的上端穿过上固定塞分别具有伸出端；所述的折弯电极由上连接部、水平的折弯部和下连接部构成，上连接部和下连接部分别与折弯部两端连接，折弯部与下连接部的连接处的夹角为90°。所述的测试电路由探头电阻检测电路和数字信号处理电路组成，测量探头的两个输出端连接在探头电阻检测电路中，探头电阻检测电路的数据信号输入数字信号处理电路处理，通过检测出测量探头电流的变化来计算出水位的高度。所述探头电阻检测电路是有恒流源电路、交流信号驱动电路、电压比较负反馈电路、测量电压放大电路和滤波电路组成。本实用新型的有益效果是该数字传感器采用测量探头和测试电路构成，测量探头结构简单，成本低廉；测试电路巧妙的结合了探头的电阻特性，使电路摄取的观测量与水位高度呈一次线性关系，从而满足水位的连续等精度测量。当水位每次接触到传感器的极限位置时，传感器数据处理单元会对一次线性关系式的系数进行一次修正并储存在传感器的内部，保证了水电阻率的缓慢变化不会一起测得高度的漂移。
[0009]图I为本实用新型中测量探头的结构示意图。图2为测量探头中折弯电极的结构示意图。图3为本实用新型中探头电阻检测电路的电路图。图4为本实用新型中的恒流源电路图。图5为本实用新型中的交流信号驱动电路图。 图6为本实用新型中的电压比较负反馈电路图。图7为本实用新型中的测量电压放大电路图。图8为本实用新型中的滤波电路图。图9为本实用新型中的数字信号处理电路图。附图标记1、绝缘圆管，2、直电极,3、折弯电极,301、上连接部,302、折弯部,303、下连接部，4、下固定塞，401、进水孔，5、上固定塞，501、排气孔。
具体实施方式
如图所示，一种电阻式水位数字传感器，由测量探头和测试电路组成，测量探头的两个输出端作为传感器电阻接入测试电路中，所述的测量探头主要由绝缘圆管I、直电极2和折弯电极3构成，绝缘圆管I的上下两端均设有固定塞，下固定塞4上设有连通绝缘圆管内腔的进水孔401，在上固定塞5上设有与绝缘圆管内腔相连通的排气孔501，直电极2和折弯电极3的底端设置在绝缘圆管内并固定在下固定塞4上，折弯电极3的折弯部302设置在绝缘圆管I内，直电极2和折弯电极3的上端穿过上固定塞5分别具有伸出端，通过将两个伸出端与测试电路相连接用于测试出水位的高度变化。所述的折弯电极3由上连接部301、水平的折弯部302和下连接部303构成，上连接部301和下连接部303分别与折弯部302两端连接，折弯部302与下连接部303的连接处的夹角为90°。测量原理如下探头结构包含上下固定塞、绝缘圆管、折弯电极和直电极，上下固定塞起固定两个电极作用，其中折弯电极在在传感器允许水位最高处折弯(挫除折弯处的倒角)，折弯处轴线平行与水面。当水位达到最大位置与折弯电极折弯处接触时，引起两电极间电阻的一次越变，测量电压采用交流电，防止水的极化。当水位刚溢出下孔塞并联通两个电极时为最低测量点，此时两电极间电阻间为RO ;水位上升HO接触折弯电极弯臂时为测量最大高度，此时两电极间电阻为Rt。当水位每增高Ah时，Ah高度内的圆柱体水柱两电极间的电阻为Rh，则有
权利要求1.一种电阻式水位数字传感器，包括测试电路，其特征在于还设有測量探头，所述的測量探头主要由绝缘圆管(I)、直电极(2)和折弯电极(3)构成，绝缘圆管(I)的上下两端均设有固定塞，下固定塞(4)上设有连通绝缘圆管内腔的进水孔(401)，在上固定塞(5)上设有排气孔(501)，直电极(2)和折弯电极(3)的底端设置在绝缘圆管内并固定在下固定塞(4)上，折弯电极(3)的折弯部(302)设置在绝缘圆管(I)内，直电极(2)和折弯电极(3)的上端穿过上固定塞(5)分别具有伸出端； 所述的折弯电极(3)由上连接部(301)、水平的折弯部(302)和下连接部(303)构成，上连接部(301)和下连接部(303)分别与折弯部(302)两端连接，折弯部(302)与下连接部(303)的连接处的夹角为90°。
2.根据权利要求I所述的ー种电阻式水位数字传感器，其特征在于所述的测试电路由探头电阻检测电路和数字信号处理电路组成，測量探头的两个输出端连接在探头电阻检测电路中，探头电阻检测电路的数据信号输入数字信号处理电路处理，通过检测出測量探头电流的变化来计算出水位的高度。
3.根据权利要求2所述的ー种电阻式水位数字传感器，其特征在于所述探头电阻检测电路由恒流源电路、交流信号驱动电路、电压比较负反馈电路、測量电压放大电路和滤波电路组成。
专利摘要一种电阻式水位数字传感器，属于水位监测传感器领域，包括测试电路，还设有测量探头，所述的测量探头主要由绝缘圆管、直电极和折弯电极构成，绝缘圆管的上下两端均设有固定塞，下固定塞上设有连通绝缘圆管内腔的进水孔，在上固定塞上设有排气孔，直电极和折弯电极的底端设置在绝缘圆管内并固定在下固定塞上，折弯电极的折弯部设置在绝缘圆管内，直电极和折弯电极的上端穿过上固定塞分别具有伸出端；本实用新型中测试电路结合了探头的电阻特性，使电路摄取的观测量与水位高度呈一次线性关系，从而满足水位的连续等精度测量。
文档编号G01F23/24GK202362048SQ20112051776
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月10日 优先权日2011年12月10日
发明者姜烈伟, 孟春亚, 李玉柱, 贺智涛, 闵俊杰, 高吭 申请人:河南科技大学
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