专利名称：刹车淋水水箱水位检测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测装置，尤其是一种刹车淋水水箱水位检测器。
背景技术：
数据统计显示，制动失灵是货车发生交通事故的重要原因之一。我国的重型货车普遍采用鼓式刹车装置，这种刹车装置的散热性能较差，容易出现由于过热而导致的刹车失灵情况。现有一般的办法是向刹车毂喷水降温，保护刹车车毂和延长刹车片的使用寿命。 在实际使用的过程中，驾驶员全凭自己的经验来判断用于储存冷却水的水箱的水余量，这种不准确的人为估计，不仅加重了驾驶人员的劳动强度和精神负担，更重要的是很容易造成水箱内的水枯竭，不能及时喷水，从而导致刹车片过热而烧坏，引发交通事故，造成财产损失和人身伤亡事故。现有的汽车刹车淋水水箱水位传感器，成本较高，寿命较短，结构复杂，难以被普通货车车主接受。一般需安装在水箱的内壁，或者改变水箱本身的结构，安装步骤复杂，水箱成型后添加水位传感器困难，更换维护没有实际考察现场，给出的方案无法用于实际，复杂的安装步骤不仅提高了安装的成本，而且降低了系统的可靠性。而且，现有的传感器大多采用电极式、时间长了会生锈，使用寿命较短，最多半年左右即需要更换，耗费了大量的人力物力，并没有取得良好的效果。中国专利CN201885774U公开了一种汽车刹车淋水器水位智能语音监测仪，其采用在刹车淋水水箱上设置多个液位传感器，该多个光电液位传感器与控制电路连接，控制电路主要由语音模块、继电器及扬声器构成。该专利的创新点在于加入了语音功能，传感器是采用现有的已经产品化的TS型光电液位传感器，且该传感器成本极高；安装时需要在水箱上打至少三个孔，再进行防漏处理，安装极为复杂，不太实用，而且对于压力水箱，防漏极难做到，基本是不可能完成的任务。
发明内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种刹车淋水水箱水位检测器，其构造简单，安装维修方便，使用寿命长，能够直观显示淋水水箱中水位，减轻驾驶员的劳动强度，减少因人为操作原因而引发的交通事故。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案一种刹车淋水水箱水位检测器，包括从水箱上端伸入到其内的水位管，水位管穿过固定装置并通过固定装置固定于水箱中，所述水位管内设有水位采集装置，所述水位采集装置通过信号线与设置于水箱外的带控制电路的显示器相连。所述水位管包括外管，外管内套有感应管，感应管内由下到上设有若干水位采集装置，每个水位采集装置均通过信号线穿出感应管和外管与水箱外的带控制电路的显示器相连；所述外管上端与固定装置粘合连接。所述感应管与外管通过铆钉铆合。[0010]所述水位采集装置为感应端子，所述感应端子采用惰性导电材料制备而成。感应端子可采用型号为DJ4311-4. 2A，表面镀银，生产厂家为浙江力拓新电器有限公司。所述固定装置包括弯头，所述弯头的一端内部粘合有堵头，堵头上设有与所述信号线相连的航空插头，弯头另一端内壁上设有螺纹，该端通过螺纹与铁管相连，弯头内部的铁管接头上端设有对节，所述对节与所述穿过铁管的外管上端黏结。所述对节的直径大于铁管直径。本实用新型的水位管通过固定装置插入水箱水中，并通过固定装置完成固定。水位管采集到水位信息，通过信号线传输到显示器中的控制电路，控制电路将水位的信息通过LED灯显示出来。用四个LED灯指示水箱内水位的情况，从下至上四个灯点亮依次表示水箱的1/4、1/2、3/4、满水位处有水。在水位在警示水位以下时，警报缺水的红灯被点亮，提醒用户加水。实时的显示水位的高低。测量水箱水位时起主要作用的是感应端子，下到上依次为地线、1/4水位、1/2水位、3/4水位、满水位。采用电阻分压原理，如图3所示，当地线和任何一根水位线同时浸入水中时，水就相当于电阻，两个电阻分压，输出一个相对较低的信号；当仅仅有地线浸入水中，没有任何一条水位线浸入水中时，相当于将图3中的水换成空气，由于空气的阻值很大，在与分压电阻分压，输出就会是一个相对较高的信号。选择适当的分压电阻阻值，得到符合要求的高低电平信号。在实验过程中，发现存在电极电解的问题，水位线的电极片被电解腐蚀，对产品的耐用性产生了很大的影响。解决这一问题主要有改善电极电压，采用惰性导电材料等方法， 其中，改善电极电压的方法又有两种，一是降低电极两端的电压，二是采用交流电压，并控制交流电压的平均值为零。本实用新型采用了简单易行的技术方案，降低电极两端的电压 (地线和水位线同时浸入水中时的低电平信号)，同时采用惰性导电材料的感应端子，来延缓电解造成的腐蚀。最终，确定了分压电阻的阻值，此时，水位线电极处有水时的输出信号大约在0. 8V，而没水时的输出信号大约在21. 5V，符合系统设计的要求。本实用新型采用了独特的结构设计，能够固定和保护水位测量的感应端子，并且用户能够方便的安装。如图2中所示，信号线通过安装在堵头上的航空插头与外界相连， 能够在保证防水，牢固固定的前提下，方便插拔更换。堵头与弯头通过内管粘合，弯头的下端有丝，尺寸和带螺纹铁管紧密啮合。水位线和地线从电极管中穿过，到对应位置(箱底、 1/4、1/2、3/4、满)处从感应管壁孔中穿出并固定。外管上端与比带螺纹铁管略粗的对节粘合，通过这种方式，外管固定在铁管之中，不会晃动滑落。感应管穿入外管之中，针对水箱中存水晃动带来的冲击力，外管的承压能够对感应管起到有效的保护，感应管与外管通过铆钉铆合。用户在安装时，仅需在水箱的中间位置打一个孔，然后将带螺纹铁管焊接上，插入水位管旋紧即可。与同类产品相比，安装极为方便。本实用新型的显示器部分(如图4)主要由比较电路和显示电路组成。比较器采用四路通用比较器，水位管采集到的电压与参考电压(5V)相比较，理论输出为VCC(MV)或 GND(OV)。在实际使用的过程中，由于比较器存在漏电流等原因，不能达到理想的输出值，但是存在的误差，并不足以使后端的电路产生误动作。当四路的比较输出都为高电平时(即水位线的电极都没有浸入水中)，上图中网络标号level-xU= 1,2,3,4)处为高电平，上图中的绿色灯两端电位相等，不发光，同理，二极管02、03、04、05截止，红色1^0被点亮。当四路中任意一路输出为低电平时(即此路水位线的电极浸入水中)，对应路的绿色LED和二极管都导通，此路绿色LED发光，二极管将红色LED短路，红色LED熄灭。任意一路或多路输出为低电平，由于二极管的存在，并不会对其他输出高电平的比较器信号产生影响，因此，各路之间作用相互独立，互不影响。本实用新型解决了安装困难、成本较高、寿命短的难题，并且结构简单安装时，仅需在水箱的中间位置打一个孔，然后将带螺纹铁管焊接上，插入水位管旋紧即可。采用了一些抗腐蚀的技术，在水箱内可以连续工作一年以上。且在更换维修时，将水位管旋下即可， 与同类产品相比，安装维修极为方便。真正实现了小成本，强功能。本产品可以自动显示水箱水位的高低，使驾驶员实时清楚水箱内的水位情况，可避免因不知道水箱水枯竭，刹车车毂得不到冷却水而温度过高造成的刹车失灵引发的交通事故；可使驾驶员的精力集中，不必时刻担心水箱内冷却水是否充足，减轻驾驶员的劳动强度，减少因人为操作原因而引发的交通事故。本产品可应用于安装了刹车喷淋装置的大、中型载重汽车和长途客车、公交客车(单桥、多桥均可，常压、加压均可)，而且安装本产品不会对汽车原有的喷水(喷淋)系统和装置产生任何负面影响。本实用新型具有以下有益效果1.控制电路采用常用集成电路，功能稳定，抗干扰能力强，运用最简单的方法，解决复杂的问题。2.传感器部分(水位采集装置)与控制电路采用开关信号通信，通信的稳定性极高，抗干扰能力大大提升。3.传感器部分可以根据用户水箱的规格灵活设计，结构独具特色，安装方便。采用简单的电阻分压方式，在不同的水位分别感应端子，能够及时准确地检测水位的变化，并实时地显示在控制盒显示器上。4.传感器开关量输出，可以通过电平转换与其他控制系统互联，传感器的通用性大大增强。5.显示器采用高亮的LED显示，使用户对水箱的水位一目了然。6.具有水位过低报警功能，保证刹车系统安全稳定可靠运行。

图1是本实用新型系统结构示意图；图2是本实用新型水位管和固定装置结构示意图；图3是电阻分压原理图；图4是显示器电路图；其中1.水箱，2.水位管，3.固定装置，4.信号线，5.显示器，6.外管，7.感应管， 8.感应端子，9.铁管，10.堵头，11.航空插头，12.弯头，13对节，14.分压电阻，15.水， 16.输出信号。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1-4所示，一种刹车淋水水箱水位检测器，包括从水箱1上端伸入到其内的水
5位管2，水位管2穿过固定装置3并通过固定装置3固定于水箱1中，所述水位管2内设有水位采集装置，所述水位采集装置通过信号线4与设置于水箱外的带控制电路的显示器5 相连。所述水位管2包括外管6，外管6内套有感应管7，感应管7内由下到上设有五个水位采集装置，每个水位采集装置均通过信号线4穿出感应管7和外管6与水箱外的带控制电路的显示器5相连；所述外管6上端与固定装置3粘合连接。所述感应管7与外管6通过铆钉铆合。所述水位采集装置为感应端子8。所述感应端子8采用惰性导电材料制备而成。 感应端子8可采用型号为DJ4311-4. 2A，表面镀银，生产厂家为浙江力拓新电器有限公司。所述固定装置包括弯头12，所述弯头12的一端内部粘合有堵头10，堵头10上设有与所述信号线4相连的航空插头11，弯头12另一端内壁上设有螺纹，该端通过螺纹与铁管9相连，弯头12内部的铁管接头上端设有对节13，所述对节13与所述穿过铁管9的外管 6上端黏结。所述对节13的直径大于铁管9直径。本实用新型的水位管2通过固定装置3插入水箱1水中，并通过固定装置3完成固定。水位管2采集到水位信息，通过信号线4传输到显示器5中的控制电路，控制电路将水位的信息通过LED灯显示出来。用四个LED灯指示水箱内水位的情况，从下至上四个灯点亮依次表示水箱的1/4、1/2、3/4、满水位处有水。在水位在警示水位以下时，警报缺水的红灯被点亮，提醒用户加水。实时的显示水位的高低。测量水箱水位时起主要作用的是感应端子8，下到上依次为地线、1/4水位、1/2水位、3/4水位、满水位。采用电阻分压原理，如图3所示，当地线和任何一根水位线同时浸入水中时，水15就相当于电阻，两个电阻分压，输出一个相对较低的输出信号16 ；当仅仅有地线浸入水中，没有任何一条水位线浸入水中时，相当于将图3中的水15换成空气，由于空气的阻值很大，再与分压电阻14分压，输出信号16就会是一个相对较高的信号。 在实验过程中，发现存在电极电解的问题，水位线的电极片被电解腐蚀，对产品的耐用性产生了很大的影响。解决这一问题主要有改善电极电压，采用惰性导电材料等方法， 其中，改善电极电压的方法又有两种，一是降低电极两端的电压，二是采用交流电压，并控制交流电压的平均值为零。本实用新型采用了简单易行的技术方案，降低电极两端的电压 (地线和水位线同时浸入水中时的低电平信号)，同时采用惰性导电材料的感应端子，来延缓电解造成的腐蚀。 本实用新型采用了独特的结构设计，能够固定和保护水位测量的感应端子8，并且用户能够方便的安装。如图2中所示，信号线4通过安装在堵头10上的航空插头11与外界相连，能够在保证防水，牢固固定的前提下，方便插拔更换。堵头10与弯头12通过内管粘合，弯头12的下端有丝，尺寸和带螺纹铁管9紧密啮合。水位线和地线从电极管中穿过，到对应位置(箱底、1/4、1/2、3/4、满)处从感应管壁孔中穿出并固定。外管6上端与比带螺纹铁管略粗的对节13粘合，通过这种方式，外管6固定在铁管9之中，不会晃动滑落。感应管7穿入外管6之中，针对水箱1中存水晃动带来的冲击力，外管6的承压能够对感应管7 起到有效的保护，感应管7与外管6通过铆钉铆合。用户在安装时，仅需在水箱1的上部中间位置打一个孔，然后将带螺纹铁管9焊接上，插入水位管2旋紧即可。与同类产品相比，安装极为方便。本实用新型的显示器部分(如图4所示)主要由比较电路和显示电路组成。比较器采用四路通用比较器，水位管采集到的电压与参考电压(5V)相比较，理论输出为 VCC(24V)或GND(OV)。在实际使用的过程中，由于比较器存在漏电流等原因，不能达到理想的输出值，但是存在的误差，并不足以使后端的电路产生误动作。当四路的比较输出都为高电平时(即水位线的电极都没有浸入水中)，上图中网络标号level-xU= 1,2,3,4)处为高电平，上图中的绿色灯两端电位相等，不发光，同理， 二极管02、03、04、05截止，红色1^0被点亮。当四路中任意一路输出为低电平时(即此路水位线的电极浸入水中)，对应路的绿色LED和二极管都导通，此路绿色LED发光，二极管将红色LED短路，红色LED熄灭。任意一路或多路输出为低电平，由于二极管的存在，并不会对其他输出高电平的比较器信号产生影响，因此，各路之间作用相互独立，互不影响。
权利要求1.一种刹车淋水水箱水位检测器，其特征是，包括从水箱上端伸入到其内的水位管，水位管穿过固定装置并通过固定装置固定于水箱中，所述水位管内设有水位采集装置，所述水位采集装置通过信号线与设置于水箱外的带控制电路的显示器相连。
2.如权利要求1所述的刹车淋水水箱水位检测器，其特征是，所述水位管包括外管，外管内套有感应管，感应管内由下到上设有若干水位采集装置，每个水位采集装置均通过信号线穿出感应管和外管与水箱外的带控制电路的显示器相连；所述外管上端与固定装置粘合连接。
3.如权利要求2所述的刹车淋水水箱水位检测器，其特征是，所述感应管与外管通过铆钉铆合。
4.如权利要求2所述的刹车淋水水箱水位检测器，其特征是，所述水位采集装置为感应端子，所述感应端子采用惰性导电材料制备而成。
5.如权利要求1所述的刹车淋水水箱水位检测器，其特征是，所述固定装置包括弯头， 所述弯头的一端内部粘合有堵头，堵头上设有与所述信号线相连的航空插头，弯头另一端内壁上设有螺纹，该端通过螺纹与铁管相连，弯头内部的铁管接头上端设有对节，所述对节与所述穿过铁管的外管上端黏结。
6.如权利要求5所述的刹车淋水水箱水位检测器，其特征是，所述对节的直径大于铁管直径。
专利摘要本实用新型公开了一种刹车淋水水箱水位检测器，包括从水箱上端伸入到其内的水位管，水位管穿过固定装置并通过固定装置固定于水箱中，所述水位管内设有水位采集装置，所述水位采集装置通过信号线与设置于水箱外的带控制电路的显示器相连。本实用新型构造简单，安装维修方便，使用寿命长，能够直观显示淋水水箱中水位，减轻驾驶员的劳动强度，减少因人为操作原因而引发的交通事故。
文档编号G01F23/22GK202195854SQ20112033718
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者宋霄, 逯江波, 郑来泉, 陈冬岩 申请人:济南普赛通信技术有限公司