[发明专利]一种圆管式液位传感器

说明书

技术领域

本发明涉及智能传感领域，尤其涉及一种用于液位传感的圆管式液位传感器。

背景技术

基于目前世界物联网以及大数据的发展，越来越需要更加智能化的传感器。并且智能控制系统以及数据采集系统成为物联网发展的主要支撑。智能控制系统中离不开数据采集系统，而数据采集系统离不开智能传感器。

目前智能传感器的形式有多种多样，涉及液位传感的传感器也有很多形式，但是目前市场上的传感器在监测终端均不能实现自供能，大多数采用市电供电监测终端、太阳能供电监测终端、电池供电监测终端等；对于具有较大高度变化的液位，其监测终端供电相对较困难，进而对于传感器的应用具有较大的局限性。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种不需要在监测终端外加电源的圆管式液位传感器。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种圆管式液位传感器，包括液位采集系统、数据处理系统和液位显示系统，所述液位采集系统通过数据传输线与数据处理系统相连；所述数据处理系统与液位显示系统相连。所述数据处理系统包括信号测量调理电路和微控制单元。

所述液位采集系统包括高分子材料管、金属电极、二极管、电阻、导线和密封管，所述高分子材料管和金属电极密封在密封管内；

所述金属电极包括分布式电极和主电极，分布式电极有多个，主电极只有一个。

所述金属电极附着于高分子材料管外表面；

所述分布式电极沿高分子材料管外侧轴向均匀分布；

所述分布式电极分别与二极管串联，所述二极管并联后与电阻的一端连接，所述电阻的另一端连接主电极。

进一步的，所述分布式电极分别与主电极形成电极对。

进一步的，所述分布式电极的每个电极之间间隔相同。

进一步地，所述高分子材料管为聚四氟乙烯管、尼龙管、硅胶管或聚酰亚胺管，所述金属电极为铜电极、铝电极或金电极。

进一步地，所述金属电极均呈长条状，沿高分子材料管周向平贴于高分子材料管外侧表面。

进一步的，所述金属电极绕高分子材料管外表面一周布置或者一段布置。

进一步的，所述分布式电极与二极管的输入端连接，所述二极管的输出端与电阻相连。

进一步的，所述密封管垂直置于所测液体中，所述数据处理系统以及液位显示系统处于液体以外。

进一步的，所述数据处理系统的工作方法，包括以下步骤：

A、信号测量调理电路对电阻两端产生的电压信号进行处理后输送到微控制单元；

B、微控制单元将电压信号分析处理成液位信号，并传输到液位显示系统上显示液位。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过聚四氟乙烯等高分子材料、液体、金属电极组成基于摩擦电感应的摩擦纳米发电机，将摩擦纳米发电机经过密封处理后构成液位采集系统，即本发明的监测终端。将监测终端经过密封处理，通过外部电路将监测终端内部摩擦纳米发电机的感应信号，通过电路传至电阻，电阻将电流信号转换为电压信号输出，数据处理系统通过监测电阻两端的电压变化，微控制单元将电压信号分析处理成液位信号，并传输到液位显示系统上显示液位。本发明将液位升降波动转换为电压信号输出，根据其电压信号的波形变化可以判断液位的升降位置。

2、本发明应用于液位传感，是一种在监测终端即传感部件处能够实现自供能的信号采集装置，在监测终端处无需外加电源，信号输出明显且稳定，是一种高稳定性的液位传感器。该传感器为实现物联网以及大数据的发展，提供了关键技术解决方案。

3、本发明的液位传感器能够利用外部电路中电阻两端电压信号的大小来判断其液位位置以及液位上升和下降的情况。

4、本发明的圆管也可以用其他形状的管代替。

附图说明

图1为本发明的传感部件内部结构示意图。

图2为本发明的传感部件剖视图。

图3为液位上升电子转移示意图。

图4为液位下降电子转移示意图。

图5为液位计用于液位检测示意图。

图6为信号处理、显示系统流程图。

图中：1、主电极；2、高分子材料管；3、分布式电极；4、密封管；5、液体；6、二极管；7、导线；8、电阻；9、数据传输线；10、数据处理系统；11、液位显示系统；12、信号测量调理电路；13、微控制单元。

具体实施方式