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专利名称：带自动校正的电容式水位传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水位传感器，尤其涉及设有两个电容器通过电容量比值确定水位 高度以避免温度对电容量影响的电容式水位传感器。
背景技术：
水位传感器广泛应用于我们的日常生活中，例如热水器、鱼缸等一些装水容器中， 目前，用得较多的水位传感器为电容式水位传感器，但是现有的电容式水位传感器在测量 水位的时候受温度影响，当水温变化时，即使水位没有变化，电容也会随之变化；例如专利 号97221569. 7记载的一种电容式水位传感器，其主要组成部分是一个由A电极和B电极加 上两者之间的介质构成的电容式探头，由于水的介电常数远大于空气，因而当浸泡探头的 高度发生变化时，其电容值会发生明显变化，从而计算出所测水位高度；但是当温度发生变 化的时候，例如水位传感器用在太阳能热水器的时候，水的温度也总在起较大变化，传感器 的电容量也会随之有较大变化，此时，电容量的改变不一定是水位的变化，此时，传感器测 出的水位将不准确。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，旨在提供一种设置有两个电容器通过电容量的 比值测算水位变化以避免温度对电容量影响的高精度的电容式水位传感器。本实用新型是通过以下技术方案实现的带自动校正的电容式水位传感器，包括 地线端子、第一电容电极板、第二电容电极板、电容电极板绝缘外壳、MCU电路板及导线； 电容电极板绝缘外壳为长条状壳体，地线端子设置在电容电极板绝缘外壳一端的底部；设 置有地线端子一端的电容电极板绝缘外壳为电容电极板绝缘外壳底端，电容电极板绝缘外 壳另一端为电容电极板绝缘上端；第一电容电极板及第二电容电极板为与电容电极板绝缘 外壳对应的条状电极板，第一电容电极板较短于第二电容电极板，第一电容电极板设置于 电容电极板绝缘外壳的内部靠近电容电极板绝缘外壳底端处，第二电容电极板设置于电容 电极板绝缘外壳的内部上端；所述的MCU电路板设置有三个电极接线端子，其中，包括两个 同性电极接线端子及一个异性电极接线端子；所述的两个同性电极接线端子通过导线分别 与第一电容电极板及第二电容电极板电连接，所述的异性电极接线端子通过导线与地线端 子电连接；第一电容电极板与地线端子组成第一电容，第二电容电极板与地线端子组成第 二电容。下面对以上技术方案作进一步阐述本实用新型还包括一温度传感器，所述的温度传感器设置在所述电容电极板绝缘 外壳底端或者所述地线端子里面；温度传感器设置有信号输出端口，所述的MCU电路板还 设置有一温度传感器信号输入端口，温度传感器之信号输出端口与MCU电路板之温度传感 器信号输入端口通过导线信号连接。所述的第一电容电极板及第二电容电极板为覆铜板。[0008]所述的MCU电路板还设置有两线制水位信号和温度信号合并的信号输出端口。本实用新型还包括一 MCU电路板外壳，MCU电路板设置于MCU电路板外壳内部。本实用新型的有益效果在于其一、在使用本实用新型的带自动校正的电容式水 位传感器之前，先将传感器安装于盛水容器，电容电极板绝缘外壳的底端安装于盛水容器 的底部，电容电极板绝缘外壳的上端安装于盛水容器上部，第一电容电极板与地线端子组 成第一电容Cl，第二电容电极板与地线端子组成第二电容C2;在测量之前，将第一电容电 极板处于水面以下，第二电容电极板处于水面以上，盛水容器进水前，水面高度为A-A^MCU 电路板分别记录第一电容Cl、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1 = H1，此时记录的是 零水位0%。然后开始加水，当水位浸没第二电容电极板时，水面高度为B-B—，MCU电路板 分别记录第一电容Cl、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1 = H2，此时是满水位100%。 盛水容器用水时，水面高度将慢慢降低，MCU电路板同样分别记录第一电容Cl、第二电容C2 的值，并计算出比值C2/C1 =矿，那么，当前的水面高度为-HI)/(H2-H1) XlOO %0最后， 将测量的结果通过水位信号和温度信号合并的信号输出端口传至外设的主控板显示出来， 以便控制水位；如此设计的结构，当本水位传感器用于像太阳能热水器之类温度变化较大 的盛水容器时，即使温度发生了变化，电容器的电容量发生变化时，第二电容与第一电容的 比值不受其影响，确保了测量水位的精度；第二、本实用新型还设置有一温度传感器，在本 实用新型用于像热水器之类的盛水容器时，可以通过温度传感器读出水温。
图1为本实用新型之整体结构示意图；图2为本实用新型之水位浸没第一电容电极板的示意图；图3为本实用新型之水位浸没第二电容电极板的示意图；图4为本实用新型之测量水位的示意图。图中，1、地线端子；2、第一电容电极板；3、第二电容电极板；4、电容电极板绝缘外 壳；5、MCU电路板；6、温度传感器；7、水位信号和温度信号合并的信号输出端口 ；8、盛水容器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的结构作进一步说明。参照图1所示，本实用新型包括地线端子1、第一电容电极板2、第二电容电极板3、 电容电极板绝缘外壳4、MCU电路板5及导线；第一电容电极板2及第二电容电极板3为覆 铜板；电容电极板绝缘外壳4为长条状壳体，地线端子1设置在电容电极板绝缘外壳4 一端 的底部；设置有地线端子1一端的电容电极板绝缘外壳4为电容电极板绝缘外壳4底端，电 容电极板绝缘外壳4另一端为电容电极板绝缘4上端；第一电容电极板2及第二电容电极 板3为与电容电极板绝缘外壳4对应的条状电极板，第一电容电极板2较短于第二电容电 极板3，第一电容电极板2设置于电容电极板绝缘外壳4的内部靠近电容电极板绝缘外壳4 底端处，第二电容电极板3设置于电容电极板绝缘外壳4的内部上端并占住电容电极板绝 缘外壳4上端大部分位置；MCU电路板5设置有三个电极接线端子，其中，包括两个同性电 极接线端子及一个异性电极接线端子；所述的两个同性电极接线端子通过导线分别与第一 电容电极板2及第二电容电极板3电连接，所述的异性电极接线端子通过导线与地线端子1电连接；第一电容电极板2与地线端子1组成第一电容，第二电容电极板3与地线端子1 组成第二电容。本实用新型还包括MCU电路板外壳，MCU电路板5设置于MCU电路板外壳 内部。本实用新型还包括温度传感器6，温度传感器6设置在所述电容电极板绝缘外壳4底 端或者地线端子1里面；温度传感器6设置有信号输出端口，MCU电路板5还设置有一温度 传感器信号输入端口，温度传感器6之信号输出端口与MCU电路板5之温度传感器信号输 入端口通过导线信号连接。MCU电路板还设置有两线制水位信号和温度信号合并的信号输 出端口 7，水位信号和温度信号合并的信号输出端口 7将MCU电路板上测得的水位和温度传 输给外接用水设备的主控板上。在具体使用本水位传感器时，如图2所示，先将传感器安装于盛水容器8，电容电 极板绝缘外壳4的底端安装于盛水容器8的底部，电容电极板绝缘外壳4的上端安装于盛 水容器8上部；在测量之前，将第一电容电极板2处于水面以下，第二电容电极板3处于水 面以上，此时的水面高度为A-A、，MCU电路板5分别记录第一电容Cl、第二电容C2的值，并 计算出比值C2/C1 =H1，此时记录的是零水位0%。然后开始加水，当水位浸没第二电容电 极板3时，参照图3所示，水面高度为B-B—，MCU电路板5分别记录第一电容Cl、第二电容 C2的值，并计算出比值C2/C1 =H2，此时是满水位100%。盛水容器8用水时，参照图4所 示，水面高度将慢慢降低，当水面降低到一定的时候，假设此时的水面高度为X-X—，MCU电 路板5同样分别记录第一电容Cl、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1 = H"，那么，当前 的水面高度为OT -HI) / (H2-H1) XlOO%。最后，将测量的结果通过水位信号输出端口传至外 设的主控板显示出来，以便控制水位；如此设计的结构，当本水位传感器用于像太阳能热水 器之类温度变化较大的盛水容器8时，即使温度发生了变化，电容器的电容量发生变化时， 第二电容与第一电容的比值不变，确保了测量水位的精度。具体来说，例如将本实用新型的水位传感器应用于太阳能热水器上，太阳能热水 器的储水箱的最高水位为0. 5M，最低水位为0. 1M，最低水位时刚好淹没第一电容电极板2， 此时C2/C1 = Hl，记录的是零水位0% ；水位0. 5M时刚好淹没第二电容电极板3，此时C2/C1 =H2，记录的是零水位100%，Hl = 0. 2H2 ；当用水的时候，水面高度下降到X_X\ MCU电路 板5同样分别记录第一电容Cl、第二电容C2的值，并计算出比值C2/C1 =Η\Η~ = 0. 8H2， 那么，当前的水面高度为0T-H1)/(H2-H1)X0. 5M = 0.375M。假设当此时用户停止用水，太 阳能热水器内水温由原来的35度上升为45度的时候，此时的第一电容Cl、第二电容C2的 电容值都增加了，但是Of -HI) / (H2-H1) X0. 5M = 0. 375M的结果不变。如此，即确保了电容 式水位传感器可以在像热水器之类的储水箱上应用，且其测得的水位结果精度准确。在用于像热水器之类的盛水容器8时，还可以通过温度传感器6读出水温。根据上述说明书的揭示和指导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实 施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施 方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。 此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实 用新型构成任何限制。
权利要求带自动校正的电容式水位传感器，其特征在于包括地线端子、第一电容电极板、第二电容电极板、电容电极板绝缘外壳、MCU电路板及导线；电容电极板绝缘外壳为长条状壳体，地线端子设置在电容电极板绝缘外壳一端的底部；设置有地线端子一端的电容电极板绝缘外壳为电容电极板绝缘外壳底端，电容电极板绝缘外壳另一端为电容电极板绝缘上端；第一电容电极板及第二电容电极板为与电容电极板绝缘外壳对应的条状电极板，第一电容电极板较短于第二电容电极板，第一电容电极板设置于电容电极板绝缘外壳的内部靠近电容电极板绝缘外壳底端处，第二电容电极板设置于电容电极板绝缘外壳的内部上端；所述的MCU电路板设置有三个电极接线端子，其中，包括两个同性电极接线端子及一个异性电极接线端子；所述的两个同性电极接线端子通过导线分别与第一电容电极板及第二电容电极板电连接，所述的异性电极接线端子通过导线与地线端子电连接；第一电容电极板与地线端子组成第一电容，第二电容电极板与地线端子组成第二电容。
2.根据权利要求1所述的带自动校正的电容式水位传感器，其特征在于还包括一温 度传感器，所述的温度传感器设置在所述电容电极板绝缘外壳底端或者所述地线端子里 面；温度传感器设置有信号输出端口，所述的MCU电路板还设置有一温度传感器信号输入 端口，温度传感器之信号输出端口与MCU电路板之温度传感器信号输入端口通过导线信号 连接。
3.根据权利要求1所述的带自动校正的电容式水位传感器，其特征在于所述的第一 电容电极板及第二电容电极板为覆铜板。
4.根据权利要求1所述的带自动校正的电容式水位传感器，其特征在于所述的MCU 电路板还设置有两线制水位信号和温度信号合并的信号输出端口。
5.根据权利要求1所述的带自动校正的电容式水位传感器，其特征在于还包括一MCU 电路板外壳，MCU电路板设置于MCU电路板外壳内部。
专利摘要本实用新型公开了带自动校正的电容式水位传感器，涉及水位传感器技术领域，包括地线端子、第一电容电极板、第二电容电极板、电容电极板绝缘外壳、MCU电路板及导线；所述的MCU电路板设置两个同性电极接线端子及一个异性电极接线端子；所述的两个同性电极接线端子通过导线分别与第一电容电极板及第二电容电极板电连接，所述的异性电极接线端子通过导线与地线端子电连接；第一电容电极板与地线端子组成第一电容，第二电容电极板与地线端子组成第二电容；其有益效果在于当本水位传感器用于像太阳能热水器之类温度变化较大的盛水容器时，即使温度发生了变化，电容器的电容量发生变化时，第二电容与第一电容的比值不受其影响，确保了测量水位的精度。
文档编号G01F23/26GK201765028SQ20102029358
公开日2011年3月16日 申请日期2010年8月16日 优先权日2010年8月16日
发明者黎继兴 申请人:深圳市南方泰科软件技术有限公司