[实用新型]一种智能数字电容液位传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液位传感器，尤其涉及一种智能数字电容液位传感器 。 

背景技术

传统的第一代液位传感器为接触电阻摆杆式，通过液位高度的变化带动装有浮子的摆杆上下移动，通过接触电阻的阻值变化来达到测量液位的高度，由于核心部件为可变电阻，随液位变化往复做机械运动，且直接暴露在被测液体中，长期使用可变电阻部分易磨损，读数误差也较大，使用寿命也受到限制；第二代液位传感器同样通过浮子在被测液体上下浮动来测量液体高度，所不同的是采用磁璜非接触感应原理，当内嵌磁体的浮子沿着装有干簧管的信息管上下浮动时，磁场感应区内的干簧管发生吸合，磁场感应区外的干簧管保持断开，通过干簧管的吸合、断开变化来对浮子位置进行测量。不管是第一代的接触电阻摆杆式液位传感器还是第二代磁璜管式非接触液位传感器都是通过浮子的位置变化带动传感器内部电阻值的变化来测量被测液体高度，都存在读数不精确、分辨率低等缺陷，尤其在汽车仪表指示中，当前广泛使用的燃油液位传感器都无法在仪表上反应当前油箱燃油的精确高度。 

随着工业化水平的不断提高，对液位高度的探测手段也不断提出新要求，新一代智能数字电容液位传感器采用数字芯片电容采集技术，同时运用MCU对采集到的数字信号进行处理，再通过can或者其他串行通信协议对外直接输出给发动机ECU或者液晶仪表显示，具有极高的精度和分辨率，具体到汽车油箱的燃油量测量时可以在液晶屏上实时对油箱内的燃油量进行监测,实时显示每次的加油量和汽车的实际油耗;同时液位测量中无需机械部件浮子，也避免了浮子上下运动时发生卡滞的隐患。当前，数字化仪表成为发展趋势，传统的汽车燃油液位传感器越来越无法满足汽车电子发展的要求，新一代只能液位传感器的研发应用显得更加迫切。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为了弥补已有技术的不足，提供了一种智能数字电容液位传感器，采用数字芯片电容采集技术来对被测液体高度进行测量，彻底规避传 统的液位传感器靠机械浮子式的上下机械运动的测量方式可能产生的卡滞现象以及信号输出方式固定不灵活，寿命不长等缺陷。 

本实用新型是通过以下技术方案来实现的： 

一种智能数字电容液位传感器，包括有筒体，所述筒体顶部配合安装有顶座，所述顶座内设有数据采集处理电路线路板，其特征在于：所述筒体内设有一对相互对应的卡槽，所述卡槽中卡装有线路板本体，所述线路板本体上覆有一片或者两片相互独立的铜箔，所述的铜箔表面覆有阻焊剂或其他绝缘材料用来与被测液体隔离绝缘，所述筒体内还设有与线路板本体平行的金属板，所述金属板与线路板本体构成传感器的电容探头，所述电容探头的输出和数据采集处理电路线路板部分连接在一起，且数据采集处理电路线路板用密封胶封装装在传感器上顶座的腔体内，所述筒体和顶座连接处设有通气孔。 

所述的金属板位于筒体内线路板本体的一侧或两侧。 

所述的线路板本体为长条形的线路板本体。 

所述的长条形的线路板本体表面印制有一片长条形铜箔。 

所述的长条形的线路板本体表面印制有两片铜箔。 

所述的两片铜箔分别为长条形铜箔，两长条形铜箔的长度不同。 

所述的两片铜箔的分别为直角三角形铜箔，所述两直角三角形铜箔的长度相同，且直角三角形铜箔的斜面对应配合，交错分布在长条形的线路板本体表面上。 

所述的绝缘材料为阻焊剂。 

其原理是：当液体高度从传感器底部开口处进入传感器内部腔体时，传感器内部空气从此通气孔排出；当传感器内部被测液体从底部开口流出时，外部空气也能从此通气孔进入传感器内部。 

电容传感器的基本测量原理，通常是由其中的某一项物理量发生变化，比如极板面积A、物质的介电常数r、物质的液位高度h等变化，从而引起电容值的变化，只要测出该电容的值就可以计算出所要测量的相应物理量的变化情况；在液位高度测量中，发生变化即为液位高度，正是通过电容量的测量来反映被测液体高度。 

探头部分只用阻焊剂覆盖铜箔导体的线路板即可与圆筒状金属壳体内部的平行金属板形成测量电极，在线路板表面覆盖阻焊剂，这是线路板制作中的正常工艺，使整个传感器的结构及工艺实现非常简单；同时圆筒状金属壳体内部只要两边设有可以安装固定线路板的卡槽即可，为了简化圆筒状金属壳体的制造工艺， 它内部与线路板形成一对电极的平行金属板也可去除，此时线路板则直接与圆筒状金属壳体形成一对电极，同样实现对液位的精确测量。 

本实用新型的优点是：