专利名称：超声液位开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声液位开关，用于需要定点测量液体的液位，属于非接触测量仪器技术领域。
背景技术：
本实用新型作出以前，在已有技术中，对于液位的监控采用多种形式，一般有电信号、机械式、声信号等多种监控手段。但这些监控结构通常需要运动部件，其安装和维护较困难，适应性较差；结构复杂，体积大，制造成本高。
技术内容本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种结构简单、紧凑，合理；体积小、重量轻、灵敏度高；它不仅能够定点和连续测位，而且能够方便地提供遥测或遥控所需要信号的超声液位开关。
本实用新型的主要解决方案是这样实现的本实用新型主要采用媒介垫块3与外壳5粘合，发射压电陶瓷片1和接收压电陶瓷片2粘贴在媒介垫块3上，电路控制部分6与发射压电陶瓷片1和接收压电陶瓷片2采用灌注材料7灌注成一体。
本实用新型与已有技术相比具有以下优点本实用新型结构简单、紧凑，合理；体积小、重量轻、灵敏度高，性能稳定可靠，价格低廉适用范围广；它是非接触式测量仪器的一种，具有温度补偿功能；能够测量有辐射性、腐蚀性及有一定温度(100度以下)的液体液位；在结构中不需要运动部件，安装、维修较为方便，尤其是超声测位技术可选用气体、液体或固体为传声媒介，因而具有较大的适应性。


图1为本实用新型结构主剖视图。
图2为本实用新型结构侧剖视图。
图3为本实用新型媒介垫块斜面开角视图。
图4为本实用新型接收电路原理图。
图5为本实用新型发射电路原理图。
具体实施方式
下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述本实用新型主要由发射压电陶瓷片1、接收压电陶瓷片2、媒介垫块3、隔声材料4、外壳5、电路控制部分6、灌注材料7等组成。本实用新型主要采用媒介垫块3与外壳5粘合在一起，确保没有贴隔声材料的那一半底面和外壳5良好胶合。发射压电陶瓷片1和接收压电陶瓷片2粘贴在媒介垫块3上，媒介垫块材料3可使用声衰减比较小的有机材料(如ABS塑料等)制成。发射压电陶瓷片1和接收压电陶瓷片2粘贴在媒介垫块3的斜面上，斜面的开角分别为a角、b角。a角、b角的选择范围的角度在0-180℃之间(包括0和180)，也就是说发射、接收压电陶瓷片可以平贴，针对不同的使用场合选择最佳的a、b的数值。媒介垫块3的下底面有一半比另一半薄，在薄的一半上贴一层隔声材料4，两半之间的空隙也用隔声材料4填上，上表面连同发射压电陶瓷片1和接收压电陶瓷片2都用隔声材料4包覆。电路控制部分6与发射压电陶瓷片1和接收压电陶瓷片2采用灌注材料7灌注成一体，在电路控制部分的电路板上安装电位器8及报警信号灯9，而将输出导线和电位器8的调节端及报警信号灯9露出。灌注材料7通常选用环氧树脂。
为保持两路接收信号相对稳定，使用同一块压电陶瓷片的相邻的两个区域来作为接收部件，并使用性能对温度和时间稳定的PZT6材料作为发射和接收材料。
在本实用新型接收电路中两片接受两条路径声波的陶瓷片2(D1、D2)或(接受陶瓷片上的两个独立区域)，它们感应出的电压信号，一路经电阻R1、R2组成的分压回路，另一路经由电位器8(W)构成的分压回路输出D3，D3为取差放大器，信号经放大取差之后输给D4，D4为门限放大器，当D3输出达到一定幅度时D4输出脉冲信号作为控制信号和点亮信号灯，使用W可以调节在无水时D3的输出值，使之为零。在本实用新型发射电路中D5为发射信号发生器，它产生的发射信号经放大器JPI放大后输给发射压电陶瓷片1(D6)。
本实用新型的工作原理和工作过程发射压电陶瓷片发射出的声波分成两个路径传播，第一条路径为封闭路径在薄的一半中，声波在上下两个表面的隔声层之间来回反射，最终到达接收压电陶瓷片，这一部分声波不会受到液位变化的影响。第二条路径为开放路径在厚的一半中，声波经下表面透过容器壁，在容器壁和液体分界面上发生反射(当液面没有到达开关控制的位置时，声波经下表面透过容器壁，在容器壁和气体分界面上发生反射)，反射波又经上表面的隔声层反射，如此来回反射最终到达接收压电陶瓷片。在接收压电陶瓷片上，接收两条路径的声波的区域之间的电极被断开，分别引出导线。
由于声波在固-气分界面上的反射比声波在固-液分界面上的反射强，故而当水位到达控制点时，由开放路径传来的声压将会产生变小，而封闭路径传来的声波并不会产生变化，所以用封闭路径传来的声波作为基准，检测这种信号的变化并产生相应的报警信号(灯亮)和控制信号(产生脉冲)。
调节媒介垫块的斜坡的角度，可以使声波在媒介垫块内作多次反射，以增加当水位到达时第二条通路信号变化的幅度，增加检测的灵敏度。
通过对两路接收信号的监测，通过控制电路达到以下效果当监控容器中水位没有到达监控点时，液位开关的输出为低电平，而当水位到达监控点时，液位开关给出脉冲信号，并点亮信号灯。
权利要求1.一种超声液位开关，其特征是采用媒介垫块(3)与外壳(5)粘合，发射压电陶瓷片(1)和接收压电陶瓷片(2)粘贴在媒介垫块(3)上，电路控制部分(6)与发射压电陶瓷片(1)和接收压电陶瓷片(2)采用灌注材料(7)灌注成一体。
2.根据权利要求1所述的超声液位开关，其特征在于所述的媒介垫块(3)的下底面有一半比另一半薄，在薄的一半上贴一层隔声材料(4)，两半之间的空隙也用隔声材料(4)填上，上表面连同发射压电陶瓷片(1)和接收压电陶瓷片(2)都用隔声材料(4)包覆。
3.根据权利要求1所述的超声液位开关，其特征在于所述斜面的开角分别为a角、b角，a角、b角的的角度分别在0-180℃之间。
专利摘要本实用新型涉及一种超声液位开关，用于需要定点测量液体的液位，属于非接触测量仪器技术领域。其主要采用媒介垫块与外壳粘合，发射压电陶瓷片和接收压电陶瓷片粘贴在媒介垫块上，电路控制部分与发射压电陶瓷片和接收压电陶瓷片采用灌注材料灌注成一体。本实用新型结构简单、紧凑，合理；体积小、重量轻、灵敏度高，性能稳定可靠，价格低廉适用范围广；它是非接触式测量仪器的一种，具有温度补偿功能；能够测量有辐射性、腐蚀性及有一定温度(100度以下)的液体液位；在结构中不需要运动部件，安装、维修较为方便，尤其是超声测位技术可选用气体、液体或固体为传声媒介，因而具有较大的适应性。
文档编号G01F23/296GK2687627SQ20042002557
公开日2005年3月23日 申请日期2004年3月18日 优先权日2004年3月18日
发明者顾飞 申请人:顾飞