专利名称：营养液液位数字式传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属液面指示器式的传感器，特别涉及农业用营养液池中液位信息采集的一种数字信号输出的传感器。
本实用新型由一根带绝缘包复层2的金属管1及固定于管1中心的细金属丝3和与之相连的不锈钢环型螺母4，并由环氧树脂(6)密封与金属管1绝缘并固定在电极的下端，螺母4与营养液导通，金属管1与导电液体之间构成一个传感电容，液位高度变化线性地改变了两电极之间相对面积，从而得到一个正比于液位高度的传感电容。该电容两极由金属管1和金属丝3引出至上部的变送器5内，变送器5，由C-V转换和V-f转换两部分电路组成。变送器电路与外壳与探极固定在一起构成一个完整的营养液液位数字式传感器。
本实用新型的优点是1、一根探极两个电极，利用液体做外电极适合于非导电池壁营养液使用。
2、数字量输出可直接与计算机接口。
3、信号可远传，可同时供现场数字显示和远程微机管理。
4、检测分辩率高，可达±1毫米。
5、结构简单、成本低，适合农业应用。
图2是本实用新型变送器电原理示意图。
具体实施方式
如图一所示，由一根金属管1外部由PE材料热缩管做外表面绝缘包复层2做插入液体检测电极主体。管内中心由一细金属丝3引至管底P，一只不锈钢球型螺母4与之相连，并由环氧树脂密封与电极1绝缘并固定在电极下端，当电极插入液体中时，螺母4与营养液相导通使管1与导电液体之间构成一个传感电容。液位高度变化线性地改变了两电极之间相对面积，从而得到一个正比于液位高度的传感电容。
该电容两电极由管1和金属丝3引出至上部的变送器5内。变送器内部由C-V转换和V-f转换两部分电路组成。变送器电路与外壳与探极固定在一起构成一个完整的营养液数字化液位传感器。
变送器内C-V转换电路由双时基集成电路7556中一半与电阻R1电容C1组成一个固定周期的方波发生电路，触发另一半与电阻R2、R3与Cx构成的单稳电路。在其输出端产生一个频率不变，占空比与液位电容Cx成正比的方波，经电阻R4电容C3滤波变为直流电压VX。
由LM324四运放构成的V-f转换电路。其中，运放A1与电阻R5、R6、R7、开关K1构成极性转换电路。当开关K1导通时为反相输出，开关K1断开时为同相输出。运放A2与电容C4、电阻R8构成反相积分器对运放A1输出电压进行积分，运放A3与电阻R9、R10、R11构成比较器，当积分器输出达到比较电压时比较器翻转，使开关K1交替通断，积分器交替积分。运放A3输出一个f与Vx成正比的方波数字信号。
本传感器外特征为三端式+SV供电f以1000HZ/米，分辩率输出。
权利要求1.营养液液位数字式传感器，其特征在于由一根带绝缘包复层(2)的金属管(1)及固定于管(1)中心的细金属丝(3)和与之相连的不锈钢环型螺母(4)，并由环氧树脂(6)密封与金属管(1)绝缘并固定在电极的下端，螺母(4)与营养液导通，金属管(1)与导电液体之间构成一个传感电容，该电容两极由金属管(1)和金属丝(3)引出至上部的变送器(5)内，变送器(5)由C-V转换和V-f转换两部分电路组成。
2.如权利要求1所述营养液液位数字式传感器，其特征在于C-V转换电路由双时基7556组成，双时基集成电路中一半与电阻R1电容C1组成一个固定周期的方波发生电路，触发另一半与电阻R2、R3与Cx构成平稳电路，在其输出端产生一个频率不变，占空比与液位电容Cx成正比的方波，经电阻R4电容C3滤波变为直流电压VX。
3.如权利要求1所述营养液液位数字式传感器，其特征在于V-f转换电路由LM324四运放构成，其中，运放A1与电阻R5、R6、R7、开关K1构成极性转换电路，运放A2与电容C4、电阻R8构成反相积分器对运放A1输出电压进行积分，运放A3与电阻R9、R10、R11构成比较器，当积分器输出达到比较电压时比较器翻转，使开关K1交替通断，积分器交替积分，运放A3输出一个f与Vx成正比的方波数字信号。
专利摘要营养液液位数字式传感器，包括有金属管1，绝缘包复层2，细金属丝3，不锈钢螺母4组成的，由导电性营养液作外电极的液位传感电容，及其相连一体的由C－V和V－f电路构成的变送器共同组成，用于非导电性水泥、塑料池壁的农业大棚营养液液位的信息采集。本实用新型结构简单、成本低，检测分辨率高，分辩率1000Hz/米。
文档编号G01F23/24GK2543040SQ0223598
公开日2003年4月2日 申请日期2002年6月5日 优先权日2002年6月5日
发明者乔晓军, 张焕勋 申请人:北京农业信息技术研究中心