[发明专利]同时检测电解液液位和浓度的传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用电磁场技术的传感器，用于对电解液液位和浓度的检测。

背景技术

液位传感器和浓度传感器在工业领域得到普遍应用。目前，液位和浓度都是分别用两个传感器单独检测的，因此，当需要同时检测液位和浓度时，采用独立的液位传感器和液位传感器存在性价比低、维护费用高等缺陷。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种性价比高、维护费用低的多功能传感器，同时检测电解液液位和浓度。

本发明采用的技术方案是：最大直径塑料管内依次同轴套有中直径塑料管和最小直径塑料，最大直径塑料管外壁上密集缠绕的绕有一漆包铜线的铁丝形成有相同匝数和高度的一组线圈；另一漆包铜线密集缠绕于最小直径塑料管外壁上，形成有相同匝数和高度的另一组线圈，该另一组线圈与所述一组线圈在高度方向上的位置相对应且匝数对应相同；直径塑料管的内壁与另一组线圈紧密接触；在最小直径塑料管内及中直径塑料管外壁和最大直径塑料管内壁之间的空腔中注有一定高度的被测电解液。

本发明具有电容检测和电感检测两种检测功能，通过电容检测电解液的液位，通过电感检测电解液的浓度；结构简单、信息冗余性好、制造成本低、性价比高且维护费用低，具有很好的产业化前景。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中电容检测电解液液位的原理图。

图3和图4是图1中电感检测电解液浓度的原理图。

图中：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10.线圈；11.最小直径塑料管；12.中直径塑料管；13.最大直径塑料管；14.铁丝；15.被测电解溶液；16.漆包铜线；17.漆包铜线；

H.被测电解液高度；h.单个线圈高度；h_x.电解液在电容C₃中的高度；

C₁、C₂、C₃、C₄、C₅分别为线圈1和线圈6、线圈2和线圈7、线圈3和线圈8、线圈4和线圈9、线圈5和线圈10之间的电容；

L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆、L₇、L₈、L₉、L₁₀分别为线圈1、2、3、4、5、6、7、8、9、10的电感。

具体实施方式

如图1所示，最大直径塑料管13内同轴套有中直径塑料管12，中直径塑料管12内同轴套有最小直径塑料11。一些漆包铜线16密集地缠绕于铁丝14上，缠绕有漆包铜线16的铁丝14紧密缠绕于最大直径塑料管13外壁上，使最大直径塑料管13外壁上形成有一组相同匝数和高度的线圈1、2、3、4、5。另一些漆包铜线17密集缠绕于最小直径塑料管11外壁上，使最小直径塑料管11外壁上形成另外一组相同匝数和高度的线圈6、7、8、9、10，该另一组线圈6、7、8、9、10与上述的一组线圈1、2、3、4、5在高度方向上的位置相对应，并且匝数对应相同。直径塑料管12的内壁与线圈6、7、8、9、10紧密接触，即线圈6、7、8、9、10紧密外套中直径塑料管12。在最小直径塑料管11内、以及中直径塑料管12外壁和最大直径塑料管13内壁之间的空腔中注有高度为H的被测电解液15，中直径塑料管12可避免被测电解液15和线圈6、7、8、9、10直接接触。

检测电解液液位采用电容检测，两组线圈1、2、3、4、5和6、7、8、9、10组成了分段式电容器极板，被测电解液15位于中直径塑料管12外壁和最大直径塑料管13内壁之间的空腔时，电容器极板之间的电解质介电常数的改变引起对应线圈之间电容的变化，例如对应的线圈1和线圈6之间电容的变化，这种电容的变化与被测电解液15的液位H存在函数关系式(1)，具体分析过程如下所述：