液位传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种液位传感器和自动校准方法，该自动校准方法由于动态地发生在泵的安装和使用期间，因此消除了现有技术中对液位传感器的手动校准的需要。另外，通过经常监测传感器的校准并对感测表面上的污染或长期漂移进行修正，该液位传感器的可靠性显著地优于现有技术的液位传感器的可靠性。通过运行固态传感器，在上述液位传感器中不存在移动部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液位传感器
本专利技术涉及用于冷凝泵的液位传感器。
技术介绍
空气调节(AC)单元是维持空间温度的最常见方法之一，并且空气调节(AC)单元通常使用需要蒸发器和冷凝器的制冷循环。这允许来自空间的暖空气被吹过制冷剂冷却管件并在被返回到待调节的空间之前被冷却。然而，关于该方法的问题中的一个问题是随着温暖潮湿的空气被冷却，在管件上形成冷凝。该冷凝物通常被留下而从管件滴落并被收集在滴盘或储存器中。尽管小型便携式AC单元可以具有能够仅通过移除冷凝物储存器而简单地被定期清空的储存器，但大部分AC单元将具有不能移除的储存器。在这些情况下，可以将管件附接至滴盘，并且重力可以将冷凝物引入排放管中。然而，如果对滴盘或储存器与排放管之间的整个路径而言管件不能向下伸延，则必须配装泵以泵送出储存器内的冷凝物。通过使用冷凝泵从储存器移除冷凝物允许使用较小的储存器，这促成了更美观的AC单元。然而，在某些情况下，冷凝泵可能不能够足够快地清空储存器，或者冷凝泵可能发生故障，这可能导致储存器溢出，从而潜在地致使水被引入到系统的电子设备或任何邻近的系统。冷凝物的大量积聚还可能导致水损坏建筑物的地板、墙壁和天花板，这可能致使结构不安全。因此，有效地监测和清空冷凝物储存器是必要的。在这种情况下，AC单元将带有用于关闭AC单元的高水位警报开关以防止这种情况。此外，如果冷凝物水平下降到最低水平的下方并且冷凝泵继续运行，则空气可能被夹带到泵和下游导管中，这可能影响泵的寿命并导致增加的噪音。另外，冷凝泵可以依赖于作为用于泵活塞的润滑剂而被泵送的液体。现有的冷凝泵通常安装在AC单元的壳体内或邻近于AC单元而在单独的壳体中，以使冷凝物储存器与冷凝泵之间的行程最小。然而，当泵马达运行时，泵马达致使冷凝泵振动，这进而致使泵在系统使用时于壳体内发生撞击并产生不期望的噪音。传统地，这些泵已经由磁浮子控制，该磁浮子操作泵内的磁开关以运行泵以及高水平的操作。浮子系统仅提供静态水平指示(即需要接通和关断泵的指示)，并且尽管这对于基本控制是可以接受的，但该系统不允许测量和控制穿过冷凝泵的泵送流动速率。此外，浮子是机械设备，并且可能遭受物理损坏。在AC单元关闭比如在冬季时，对浮子而言还可能在更长时间段期间被卡在冷凝物储存器的底部。除了磁浮子之外，还可以使用电容测量装置，但是仅用于提供水平信息而不提供流动信息。然而，由于制造差异，对于给定液位获得的值将具有公差。如果该范围显著，则实际水平测量将不精确，并且可能导致空气在关断点处被吸入到泵中，从而产生噪音并加速泵马达的磨损，或者在发生故障时例如储存器溢出时空气调节单元将无法关断。为了解决这些公差，电容基液位传感器可以通过将已知液位应用于泵并对其缩放比例以给出正确值来校准。与必须校准每个液位传感器相关联的问题包括：校准过程的耗时性质，这可能增加操作这种系统的成本；需求使用液体来校准液位传感器，这意味着液位传感器会变湿并且因此需要在液位传感器原本用途之前被仔细干燥以防止液位传感器的包装损坏；以及在执行校准过程时出现人为误差的风险。
技术实现思路
从第一方面来看，本专利技术提供了一种具有传感器模块的液位传感器，该传感器模块具有第一感测元件、第二感测元件和水平感测元件，第一感测元件配置为响应于液体到达第一感测元件而生成低液位检测信号，第二感测元件定位于第一感测元件的上方，并且第二感测元件配置为响应于液体到达第二感测元件而生成顶部液位检测信号，水平感测元件定位于第一感测元件与第二感测元件之间，并且水平感测元件配置为响应于液体上升越过水平感测元件而生成可变液位信号。第一感测元件、第二感测元件和水平感测元件电连接至微处理器，微处理器配置为接收低液位检测信号、顶部液位检测信号和可变液位信号。微处理器配置为在接收到低液位检测信号时将接收的可变液位信号作为低液位参考值存储在非易失性存储器中，并且微处理器配置为响应于接收的可变液位信号而控制冷凝泵。微处理器还配置为基于可变液位信号和参考值计算误差值、基于计算的误差值确定冷凝泵速度的运行的速度，以及生成控制信号以使冷凝泵以所确定的速度运行。本专利技术还可以包括第三感测元件，第三感测元件定位于第二感测元件的上方，第三感测元件配置为响应于液体到达第三感测元件而生成高液位检测信号，第三感测元件电连接至微处理器，微处理器还配置为接收高液位检测信号。第一感测元件或第二感测元件中的任一者可以电连接至第三感测元件。低液位检测信号或顶部液位检测信号中的任一者可以是数字输出信号。第三感测元件的高液位检测输出信号可以是数字输出信号。第一感测元件、第二感测元件或水平感测元件中的任一者可以具有由传导材料制成的感测区域。第三感测元件可以具有由传导材料制成的感测区域。传导材料可以是铜。第一感测元件、第二感测元件或水平感测元件中的任一者可以是电容基传感器。在第一感测元件、第二感测元件或水平感测元件中的任一者是电容基传感器的情况下，第一感测元件、第二感测元件或水平感测元件中的任一者可以是电容基传感器可以是非接触式传感器。第三感测元件可以是电容基传感器。在第三感测元件是电容基传感器的情况下，第三感测元件可以是非接触式传感器。传感器模块可以具有纵向轴线。第一感测元件、第二感测元件、水平感测元件或第三感测元件中的任一者可以与纵向轴线对准。第一感测元件可以连接至第二感测元件。第二感测元件或水平感测元件中的任一者可以具有由至少两个宽度形成的轮廓。在第二感测元件或水平感测元件具有由至少两个宽度形成的轮廓的情况下，水平感测元件的轮廓可以与第一感测元件或第二感测元件中的任一者的轮廓竖向地重叠。水平感测元件可以邻近于第一感测元件或第二感测元件中的任一者。微处理器可以是PIC16F18856微处理器芯片。使用该微处理器芯片是特别有利的，因为它包含了与可能存在于微处理器芯片上的一个或更多个接触式传感器连接的必要硬件，从而减少了传感器上部件的数目。液体传感器可以形成冷凝泵的一部分，该冷凝泵具有壳体、泵马达、冷凝物储存器以及液位传感器，该液位传感器安装在壳体内使得液位传感器位于冷凝物储存器内，并且其中，液位传感器配置为控制泵马达。通过使用描述的液位传感器控制冷凝泵的方法被认为是新颖的，并且因此，从第二方面来考虑该方法。本专利技术提供了一种通过使用液位传感器控制冷凝泵的方法，该方法具有以下步骤：提供传感器模块，该传感器模块具有第一感测元件、第二感测元件和水平感测元件，第一感测元件配置为生成低液位检测信号，第二感测元件定位于第一感测元件上方，并且第二感测元件配置为生成顶部液位检测信号，水平感测元件定位于第一感测元件与第二感测元件之间，并且水平感测元件配置为生成可变液位信号；提供微处理器，微处理器具有与第一感测元件、第二感测元件和水平感测元件中的每一者的电连接，其中，微处理器配置为接收低液位检测信号、顶部液位检测信号和可变液位信号，并且其中，微处理器配置为响应于接收的可变液位信号来控制冷凝泵；在接收到低液位检测信号时，将可变液位信号作为低液位参考值存储在非易失性存储器中；根据可变液位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液位传感器，包括：/n传感器模块，所述传感器模块具有第一感测元件、第二感测元件和水平感测元件，所述第一感测元件配置为响应于液体到达所述第一感测元件而生成低液位检测信号，所述第二感测元件定位于所述第一感测元件的上方，并且所述第二感测元件配置为响应于液体到达所述第二感测元件而生成顶部液位检测信号，所述水平感测元件定位于所述第一感测元件与所述第二感测元件之间，并且所述水平感测元件配置为响应于液体上升越过所述水平感测元件而生成可变液位信号；/n其中，所述第一感测元件、所述第二感测元件和所述水平感测元件电连接至微处理器，所述微处理器配置为接收所述低液位检测信号、所述顶部液位检测信号和所述可变液位信号，/n其中，所述微处理器配置为在接收到所述低液位检测信号时将接收的所述可变液位信号作为低液位参考值存储在非易失性存储器中，/n其中，所述微处理器配置为基于所述可变液位信号和所述参考值计算误差值，/n其中，所述微处理器配置为基于计算的所述误差值确定冷凝泵速度的运行的速度，并且/n其中，所述微处理器配置为生成控制信号以使冷凝泵以所确定的速度运行。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171110 GB 1718625.51.一种液位传感器，包括：
传感器模块，所述传感器模块具有第一感测元件、第二感测元件和水平感测元件，所述第一感测元件配置为响应于液体到达所述第一感测元件而生成低液位检测信号，所述第二感测元件定位于所述第一感测元件的上方，并且所述第二感测元件配置为响应于液体到达所述第二感测元件而生成顶部液位检测信号，所述水平感测元件定位于所述第一感测元件与所述第二感测元件之间，并且所述水平感测元件配置为响应于液体上升越过所述水平感测元件而生成可变液位信号；
其中，所述第一感测元件、所述第二感测元件和所述水平感测元件电连接至微处理器，所述微处理器配置为接收所述低液位检测信号、所述顶部液位检测信号和所述可变液位信号，
其中，所述微处理器配置为在接收到所述低液位检测信号时将接收的所述可变液位信号作为低液位参考值存储在非易失性存储器中，
其中，所述微处理器配置为基于所述可变液位信号和所述参考值计算误差值，
其中，所述微处理器配置为基于计算的所述误差值确定冷凝泵速度的运行的速度，并且
其中，所述微处理器配置为生成控制信号以使冷凝泵以所确定的速度运行。


2.根据权利要求1所述的液位传感器，还包括第三感测元件，所述第三感测元件定位于所述第二感测元件的上方，所述第三感测元件配置为响应于液体到达所述第三感测元件而生成高液位检测信号，所述第三感测元件电连接至所述微处理器，所述微处理器还配置为接收所述高液位检测信号。


3.根据权利要求2所述的液位传感器，其中，所述第一感测元件或所述第二感测元件中的任一者电连接至所述第三感测元件。


4.根据权利要求2或3所述的液位传感器，其中，所述高液位检测信号是数字输出信号。


5.根据任一前述权利要求所述的液位传感器，其中，所述低液位检测信号或所述顶部液位检测信号中的任一者是数字输出信号。


6.根据权利要求2至5中的任一项所述的液位传感器，其中，所述第三感测元件包括由传导材料制成的感测区域。


7.根据任一前述权利要求所述的液位传感器，其中，所述第一感测元件、所述第二感测元件或所述水平感测元件中的任一者包括由传导材料制成的感测区域。


8.根据权利要求6或权利要求7所述的液位传感器，其中，所述传导材料是铜。


9.根据权利要求2至8中的任一项所述的液位传感器，其中，所述第三感测元件是电容基传感器。


10.根据任一前述权利要求所述的液位传感器，其中，所述第一感测元件、所述第二感测元件或所述水平感测元件中的任一者是电容基传感器。


11.根据权利要求9或权利要求10所述的液位传感器，其中，所述电容基传感器是非接触式传感器。


12.根据任一前述权利要求所述的液位传感器，其中，所述传感器模块包括纵向轴线，并且所述第一感测元件、所述第二感测元件和所述水平感测元件中的任一者与所述纵向轴线对准。


13.根据权利要求12...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里·哈芬登，
申请(专利权)人：阿斯彭水泵有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB