一种电子水位传感器的制作方法

1.本技术涉及传感器技术领域，尤其涉及一种电子水位传感器。


背景技术：

2.目前，水是人类生产生活应用最广泛的资源，在实际应用中离不开水位的检测，由此产生了很多水位传感方式，然而，在现实中应用在不同的情况下会存在不同的缺点和不便，例如，应用最普遍的是机械浮子式水位检测方式，但是由于其机械特性，导致其故障率高，对此，为了实现可靠而先进的电子技术在水位检测中的应用，本技术提出了一种电子水位传感器。
3.公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

4.为了解决上述背景技术提到的技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供一种电子水位传感器，包括：ptc模块和金属壳体，所述ptc模块设置在所述金属壳体内部；
5.所述ptc模块包括ptc组和接入ptc组的电子电路，所述电子电路包括供电电压u、采样电阻r、二极管d、电容c和集成电路ic，所述供电电压u的正极/负极与所述ptc组的一端电性连接，所述供电电压u的负极/正极通过所述采样电阻r与所述ptc组的另一端电性连接，所述采样电阻r与所述ptc组连接的一端与所述二极管d的输入端电性连接，所述二极管d的输出端分别电性连接有电容c和集成电路ic的正极输入端，电容c与所述供电电压u的负极/正极电性连接，所述供电电压u的负极/正极以及所述集成电路ic的负极输入端之间形成基准电压vi，所述供电电压u的负极/正极以及集成电路ic的输出端形成对比电压vo。
6.所述ptc组由并联的n个ptc半导体发热陶瓷构成，所述ptc半导体发热陶瓷具有居里温度特性。
7.所述ptc半导体发热陶瓷是一种具有温度敏感特性的半导体电阻，所述ptc半导体发热陶瓷的电阻值随着温度的变化存在阶跃式的变化。
8.所述金属壳体为导热能力强的材质，所述金属壳体的材质为铜或不锈钢或铝。
9.所述金属壳体的形状为管状。
10.所述金属壳体的形状为圆形管状。
11.所述供电电压u为交流电或直流电。
12.所述电子水位传感器装在导热性好的液体所处容器的内壁上，用于检测液面高度。
13.所述电子水位传感器的工作方法如下：将所述电子水位传感器放置在预设位置，供电电压u为ptc模块中的ptc组提供发热所需电压，通过采样流经电阻r的电流而采样电阻
的阻值获取所述采样电阻r两端的检测电压，进而通过所述采样电阻r两端电压大小的变化得到流经ptc组电流大小变化的电压；二极管d整流出其中的正电压，经电容c滤波得到对应的直流电压v，通过集成电路ic将经电容c滤波得到的直流电压v与预设的基准电压vi进行比较。
14.所述将经电容c滤波得到的直流电压v与预设的基准电压vi进行比较的方法如下：经过二极管d整流和电容c滤波得到直流电压v，将所述直流电压v与预设好的基准电压vi进行比较：当v》vi时，集成电路ic输出端的电压vo为正电压，此时ptc组为低阻状态，表示水位传感器处于水位之下；当v《vi时，ic输出端的电压vo为零电压，此时ptc组为高阻状态，表示水位传感器处于水位之上。
15.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本技术实施例提供的一种电子水位传感器，通过利用ptc半导体发热陶瓷的居里温度特性，将ptc模块装在导热性高的金属壳体内，安装于被检测的水位处，给予电流使其获得一定的温度，水位下的介质为水而水位上的介质为空气，由于水和空气导热特性的差异，ptc探头在水位下呈现低阻电流增大状态，在水位上呈现高阻电流减小状态，通过电子电路检测捕捉到该探头ptc电流的变化，即为该被检测的水位，实现水位传感，尤其在热水水位检测方面更具突出优势，且具有简便、可靠性高、成本低、实用性强的优点。
附图说明
16.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术实施例提供的一种电子水位传感器的电路示意图。
具体实施方式
19.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
20.为了便于理解，下面对本技术实施例提供的一种电子水位传感器进行详细介绍，如图1所示，包括：ptc模块和金属壳体，所述ptc模块设置在所述金属壳体内部。
21.优选的，所述金属壳体为导热能力强的材质，所述金属壳体的材质为铜或不锈钢或铝。
22.优选的，所述金属壳体的形状为管状，例如圆形管状、方形或其他形状的管状物体。
23.更优选的，所述金属壳体的形状为圆形管状。
24.所述ptc模块包括ptc组和接入ptc组的电子电路，所述电子电路包括供电电压u、采样电阻r、二极管d、电容c和集成电路ic，所述供电电压u的正极/负极与所述ptc组的一端
电性连接，所述供电电压u的负极/正极通过所述采样电阻r与所述ptc组的另一端电性连接，所述采样电阻r与所述ptc组连接的一端与所述二极管d的输入端电性连接，所述二极管d的输出端分别电性连接有电容c和集成电路ic的正极输入端，电容c与所述供电电压u的负极/正极电性连接，所述供电电压u的负极/正极以及所述集成电路ic的负极输入端之间形成基准电压vi，所述供电电压u的负极/正极以及集成电路ic的输出端形成对比电压vo，通过基准电压vi和对比电压vo判断水位。
25.优选的，所述ptc组由并联的n个ptc半导体发热陶瓷构成，所述ptc半导体发热陶瓷具有居里温度特性，所述居里温度是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度，是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点；所述居里温度特性是指低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变；当温度高于居里点时，该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。
26.ptc半导体发热陶瓷是一种具有温度敏感特性的半导体电阻，它的电阻值随着其发热温度的升高存在阶跃式的增高，ptc半导体电阻本体温度的变化可以由流过ptc电阻的电流来获得，也可以由外界输入热量或者这二者的叠加来获得，当该温度达到ptc的居里温度时由其热敏效应使其电阻值产生跃变增高，将其应用在液位传感器领域，通过给予电流使ptc半导体发热陶瓷获得一定的温度，水位下的介质为水而水位上的介质为空气，由于水和空气导热特性的差异，ptc半导体发热陶瓷在水位下呈现低阻电流增大状态，ptc半导体发热陶瓷在水位上呈现高阻电流减小状态，通过电子电路检测捕捉到该水位传感器ptc电流的变化，显示水位是否到达ptc半导体发热陶瓷所处位置，实现水位传感，具有简便、可靠性高、成本低、实用性强的优点。
27.优选的，所述供电电压u为交流电或直流电。
28.优选的，所述通过基准电压vi和对比电压vo判断水位的方法如下：经过二极管d整流和电容c滤波得到直流电压v，将所述直流电压v与预设好的基准电压vi进行比较：当v》vi时，集成电路ic输出端的电压vo为正电压，此时ptc组为低阻状态，表示水位传感器处于水位之下；当v《vi时，ic输出端的电压vo为零电压，此时ptc组为高阻状态，表示水位传感器处于水位之上。
29.进一步的，所述电子水位传感器的工作方法如下：将所述电子水位传感器放置在预设位置，供电电压u为ptc模块中的ptc组提供发热所需电压，通过采样流经电阻r的电流而采样电阻的阻值获取所述采样电阻r两端的检测电压，进而通过所述采样电阻r两端电压大小的变化得到流经ptc组电流大小变化的电压；二极管d整流出其中的正电压，经电容c滤波得到对应的直流电压v，通过集成电路ic将经电容c滤波得到的直流电压v与预设的基准电压vi进行比较：当v》vi时，集成电路ic输出端的电压vo为正电压，此时ptc组为低阻状态，表示水位传感器处于水位之下；当v《vi时，ic输出端的电压vo为零电压，此时ptc组为高阻状态，表示水位传感器处于水位之上，由此实现水位检测的传感，且在热水水位检测方面更具突出优势。
30.在本技术一个示意性实时例中，所述电子水位传感器设置在水所处容器的内壁上，用于检测水位高度。
31.在本技术另一个示意性实时例中，所述电子水位传感器还可以设置在除水以外其他导热性好的液体所处容器的内壁上，用于检测其液面高度。
32.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
33.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。