本發(fā)明涉及液位測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)。

背景技術(shù)：

目前常見的液位開關(guān)類型有浮子式、光電式、微波式等多種形式。其中以浮球式液位開關(guān)應(yīng)用較為廣泛，又分為純機(jī)械式浮子液位開關(guān)和磁浮子式液位開關(guān)兩種。純機(jī)械式浮子式液位開關(guān)是利用浮子隨液位升降而上下移動，普遍采用杠桿原理使觸點(diǎn)開啟或閉合而達(dá)到自動控制的目的。但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，抗震動性差，不易安裝，成本較高。磁浮子式液位開關(guān)是利用內(nèi)裝有永久磁鋼的浮子產(chǎn)生的磁場與磁感元件的作用，磁浮子隨液位升降而變化，磁浮子位置的變化引起磁感器件電參量的變化從而檢測液位。但此類液位開關(guān)的機(jī)構(gòu)也較復(fù)雜，體積大，安裝不便，而且磁鋼在高溫下退磁原因無法在高溫介質(zhì)條件下使用。光電式液位開關(guān)是利用光的折射反射原理，當(dāng)液體浸沒和未浸沒液位開關(guān)時，折射出去的光線比例多少不同，發(fā)射的光強(qiáng)也不同，從而檢測液位，但該液位開關(guān)的錐形光學(xué)棱鏡易磨損、損壞，且在油氣、水汽等環(huán)境下易誤報警，工作不可靠。而微波式采用微波發(fā)送接收對射方式實(shí)現(xiàn)，易受空間障礙物等反射影響，對環(huán)境要求苛刻，而且成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)，該液位開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單、無可動部件、抗震性高、體積小，可靠性高等特點(diǎn)；而且在高低溫介質(zhì)下仍能可靠使用，安裝方便、成本低，對環(huán)境要求不高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)，其特征是：它至少包括發(fā)熱溫度傳感組件、溫度傳感組件、發(fā)熱激勵單元、信號檢測處理單元和電源模塊；所述的發(fā)熱溫度傳感組件、溫度傳感組件均與外界被測介質(zhì)直接接觸，發(fā)熱激勵單元與發(fā)熱溫度傳感組件電連接，同時發(fā)熱溫度傳感組件、溫度傳感組件分別與信號檢測處理單元電連接以完成信號的檢測、處理與報警；電源模塊為發(fā)熱激勵單元和信號檢測處理單元供電。

一種熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)，還包括殼體；所述的發(fā)熱溫度傳感組件、溫度傳感組件、發(fā)熱激勵單元、信號檢測處理單元和電源模塊均設(shè)置在殼體內(nèi)，所述的發(fā)熱溫度傳感組件、溫度傳感組件設(shè)置在殼體下端的液位報警線處殼體壁上，且發(fā)熱溫度傳感組件、溫度傳感組件的一端面均裸露在殼體壁外；發(fā)熱激勵單元和信號檢測處理單元分別與電源模塊電連接。

所述的發(fā)熱溫度傳感組件是由第一導(dǎo)熱保護(hù)層、第一導(dǎo)熱層、發(fā)熱元件、第二導(dǎo)熱層、第一溫度傳感器和第一隔熱層組成，所述的第一隔熱層為一端開口的隔熱套，所述的第一導(dǎo)熱保護(hù)層、第一導(dǎo)熱層、發(fā)熱元件、第二導(dǎo)熱層和第一溫度傳感器依次順序緊密貼合設(shè)置在第一隔熱層內(nèi)，其中，第一導(dǎo)熱保護(hù)層位于第一隔熱層的開口端，第一導(dǎo)熱保護(hù)層的端面裸露在殼體壁外。

所述的溫度傳感組件是由第二導(dǎo)熱保護(hù)層、第三導(dǎo)熱層和第二溫度傳感器和第二隔熱層組成，所述的第二隔熱層為一端開口的隔熱套，所述的第二導(dǎo)熱保護(hù)層、第三導(dǎo)熱層和第二溫度傳感器依次順序緊密貼合設(shè)置在第二隔熱層內(nèi)，其中，第二導(dǎo)熱保護(hù)層位于第二隔熱層的開口端，第二導(dǎo)熱保護(hù)層的端面裸露在殼體壁外。

所述的信號檢測處理單元包括：第一傳感器處理單元、第二傳感器處理單元、溫度比較處理單元和報警輸出單元；第一傳感器處理單元、第二傳感器處理單元的輸入端分別與發(fā)熱溫度傳感組件、溫度傳感組件電連接；第一傳感器處理單元、第二傳感器處理單元的輸出端分別與溫度比較處理單元的兩個輸入端電連接，溫度比較處理單元輸出端與報警輸出單元的輸入端連接；所述的報警輸出單元輸出端連接有輸入\輸出電纜。

所述的輸入\輸出電纜設(shè)置有輸出接口和輸入接口；所述的輸入接口一端連通外部電源，另一端通過輸入\輸出電纜的輸入導(dǎo)線與電源模塊電連接；所述的輸出接口一端與被控設(shè)備電連接，另一端通過輸入\輸出電纜的輸出導(dǎo)線與報警輸出單元輸出端電連接。

所述的第一導(dǎo)熱保護(hù)層和第二導(dǎo)熱保護(hù)層特性相同或接近，與外界進(jìn)行熱交換的能力接近。

所述的的溫度比較處理單元處理發(fā)熱溫度傳感組件和溫度傳感組件的溫度差來判斷是否液位報警。

所述的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器均是熱電阻、熱電偶、二極管式溫度傳感器或集成溫度傳感器。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)的發(fā)熱溫度傳感組件和溫度傳感組件都與外界被測介質(zhì)接觸，發(fā)熱激勵單元與發(fā)熱溫度傳感組件相連，并激勵使其發(fā)熱，發(fā)熱溫度傳感組件和溫度傳感組件主要通過第一和第二導(dǎo)熱保護(hù)層與其周圍進(jìn)行熱量交換。當(dāng)液位開關(guān)沒有接觸液體介質(zhì)時，液位開關(guān)的接觸外界介質(zhì)為空氣氣相介質(zhì)，由于其導(dǎo)熱性很差，發(fā)熱溫度傳感組件明顯高于環(huán)境溫度，而溫度傳感組件接近環(huán)境溫度，它們溫度差值較大。當(dāng)液位開關(guān)接觸液體介質(zhì)時，由于流體的導(dǎo)熱性和熱交換特性明顯高于空氣等氣相介質(zhì)，使發(fā)熱溫度傳感組件和溫度傳感組件的溫度快速與介質(zhì)溫度平衡，都接近于介質(zhì)溫度，使兩個組件的溫度差值較小。通過判斷兩個組件的溫度差值從而判斷液位是否報警。發(fā)熱溫度傳感組件和溫度傳感組件分別與信號檢測處理單元電連接以完成信號的檢測、處理與報警。

本發(fā)明提供的熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)體積小，無可動部件，可方便安裝于液體容器的罐壁或頂部，可靠性高。而且在高低溫介質(zhì)下仍能可靠使用。

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的發(fā)熱溫度傳感組件示意圖；

圖3為本發(fā)明的溫度傳感組件示意圖；

圖中，1、發(fā)熱溫度傳感組件；2、溫度傳感組件；3、發(fā)熱激勵單元；4、信號檢測處理單元；5、第一傳感器處理單元；6、第二傳感器處理單元；7、溫度比較處理單元；8、報警輸出單元；9、第一導(dǎo)熱保護(hù)層；10、第一導(dǎo)熱層；11、發(fā)熱元件；12、第二導(dǎo)熱層；13、第一溫度傳感器；14、第一隔熱層；15、第二導(dǎo)熱保護(hù)層；16、第三導(dǎo)熱層；17、第二溫度傳感器；18、第二隔熱層；19、殼體；20、輸入\輸出電纜；21、輸出接口；22、輸入接口；23、電源模塊；24、液位報警線。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)，它至少包括發(fā)熱溫度傳感組件1、溫度傳感組件2、發(fā)熱激勵單元3、信號檢測處理單元4和電源模塊23；所述的發(fā)熱溫度傳感組件1、溫度傳感組件2均與外界被測介質(zhì)直接接觸，發(fā)熱激勵單元3與發(fā)熱溫度傳感組件1電連接，同時發(fā)熱溫度傳感組件1、溫度傳感組件2分別與信號檢測處理單元4電連接以完成信號的檢測、處理與報警；電源模塊23為發(fā)熱激勵單元3和信號檢測處理單元4供電。

實(shí)施例2

如圖1所示，一種熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)包括發(fā)熱溫度傳感組件1、溫度傳感組件2、發(fā)熱激勵單元3、信號檢測處理單元4、電源模塊23和殼體19；所述的發(fā)熱溫度傳感組件1、溫度傳感組件2、發(fā)熱激勵單元3、信號檢測處理單元4和電源模塊23均設(shè)置在殼體19內(nèi)；所述的發(fā)熱溫度傳感組件1、溫度傳感組件2設(shè)置在殼體19下端的液位報警線24處殼體壁上，使其與外界被測介質(zhì)直接接觸，且發(fā)熱溫度傳感組件1、溫度傳感組件2的一端面均裸露在殼體壁外，發(fā)熱激勵單元3與發(fā)熱溫度傳感組件1電連接，同時發(fā)熱溫度傳感組件1、溫度傳感組件2分別與信號檢測處理單元4電連接；發(fā)熱激勵單元3和信號檢測處理單元4分別與電源模塊23電連接。

如圖2所示，所述的發(fā)熱溫度傳感組件1是由第一導(dǎo)熱保護(hù)層9、第一導(dǎo)熱層10、發(fā)熱元件11、第二導(dǎo)熱層12、第一溫度傳感器13和第一隔熱層14組成，所述的第一隔熱層為一端開口的隔熱套，所述的第一導(dǎo)熱保護(hù)層9、第一導(dǎo)熱層10、發(fā)熱元件11、第二導(dǎo)熱層12和第一溫度傳感器13依次順序緊密貼合設(shè)置在第一隔熱層14內(nèi)，其中，第一導(dǎo)熱保護(hù)層9位于第一隔熱層14的開口端，第一導(dǎo)熱保護(hù)層9的端面裸露在殼體壁外。

如圖3所示，所述的溫度傳感組件2是由第二導(dǎo)熱保護(hù)層15、第三導(dǎo)熱層16和第二溫度傳感器17和第二隔熱層18組成，所述的第二隔熱層18為一端開口的隔熱套，所述的第二導(dǎo)熱保護(hù)層15、第三導(dǎo)熱層16和第二溫度傳感器17依次順序緊密貼合設(shè)置在第二隔熱層18內(nèi)，其中，第二導(dǎo)熱保護(hù)層15位于第二隔熱層18的開口端，第二導(dǎo)熱保護(hù)層15的端面裸露在殼體壁外。

如圖1所示，所述的信號檢測處理單元4包括：第一傳感器處理單元5、第二傳感器處理單元6、溫度比較處理單元7和報警輸出單元8；第一傳感器處理單元5、第二傳感器處理單元6的輸入端分別與發(fā)熱溫度傳感組件1、溫度傳感組件2電連接；第一傳感器處理單元5、第二傳感器處理單元6的輸出端分別與溫度比較處理單元7的兩個輸入端電連接，溫度比較處理單元7輸出端與報警輸出單元8的輸入端連接；所述的報警輸出單元8輸出端連接有輸入\輸出電纜20。

所述的輸入\輸出電纜20設(shè)置有輸出接口21和輸入接口22；所述的輸入接口22一端連通外部電源，另一端通過輸入\輸出電纜20的輸入導(dǎo)線與電源模塊23電連接；所述的輸出接口21一端與被控設(shè)備電連接，另一端通過輸入\輸出電纜20的輸出導(dǎo)線與報警輸出單元8輸出端電連接。

所述的第一導(dǎo)熱保護(hù)層9和第二導(dǎo)熱保護(hù)層15特性相同或接近，與外界進(jìn)行熱交換的能力接近。

本發(fā)明一種熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)是通過溫度比較處理單元7處理發(fā)熱溫度傳感組件1和溫度傳感組件2的溫度差來判斷是否液位報警。

發(fā)熱溫度傳感組件1和溫度傳感組件2安裝在液位報警限處，在制作時兩組件體積比較小，導(dǎo)熱保護(hù)層表面積也較小，便于熱量的快速平衡，而且第一、第二導(dǎo)熱保護(hù)層裸露在液位開關(guān)的表面與被測介質(zhì)直接接觸。溫度傳感組件通過第二導(dǎo)熱保護(hù)層熱量傳遞，第二溫度傳感器溫度與周圍介質(zhì)溫度相同（如空氣或液體）；發(fā)熱溫度傳感組件的發(fā)熱元件采用電熱器件，本實(shí)例中采用電阻方式實(shí)現(xiàn)，電阻通電發(fā)熱，它在發(fā)熱激勵源單元的作用下發(fā)熱，發(fā)熱激勵源單元3可以是電壓源或電流源。發(fā)熱元件11的發(fā)熱熱量同時傳遞給第一溫度傳感器13和第一導(dǎo)熱保護(hù)層9，溫度平衡后，第一溫度傳感器13的溫度在周圍介質(zhì)為空氣，未達(dá)到報警時，高于空氣溫度也就是高于第二溫度傳感器17的溫度；當(dāng)接觸液體介質(zhì)達(dá)到報警時，由于空氣和液體介質(zhì)的導(dǎo)熱性和熱交換性能的差異，第一溫度傳感器13和第二溫度傳感器17的溫度接近，從而可以準(zhǔn)確的判斷是否液位報警。信號檢測處理單元4主要對前端溫度傳感器電信號的放大、轉(zhuǎn)換、檢測、比較處理，從而達(dá)到報警判斷及輸出的目的。

在本實(shí)施例中第一、第二導(dǎo)熱保護(hù)層采用金屬體，第一、第二、第三導(dǎo)熱層均為導(dǎo)熱膠，第一、第二導(dǎo)熱保護(hù)層通過導(dǎo)熱膠與發(fā)熱元件傳遞熱量方式，以適應(yīng)更多的液體介質(zhì)要求，但并不局限與此，也可不用金屬體的導(dǎo)熱保護(hù)層，直接采用具有一定保護(hù)功能的導(dǎo)熱膠方式以滿足適合特定液體介質(zhì)的低成本要求。

在本實(shí)例中的第一隔熱層、第二隔熱層是為了阻止發(fā)熱溫度傳感組件1和溫度傳感組件2與外界除了導(dǎo)熱保護(hù)層之外的熱量交換，如果殼體本身具有較好阻熱效果，則隔熱層無需專門設(shè)置，可以由殼體或空氣間隙兼做其功能作用。

在本實(shí)施例中的第一、第二溫度傳感器采用了熱電阻傳感器感知溫度變化，與之電氣連接第一傳感器處理單元和第二傳感器處理單元為熱電阻信號的處理電路；當(dāng)?shù)谝?、第二溫度傳感器采用熱電偶傳感器時，其相應(yīng)的第一傳感器處理單元和第二傳感器處理單元則隨之改變?yōu)闊犭娕嫉奶幚黼娐?；?dāng)?shù)谝?、第二溫度傳感器采用集成傳感器或?shù)字溫度傳感器時，則不需要第一傳感器處理單元和第二傳感器處理單元，溫度輸出可直接給溫度比較處理單元7進(jìn)行處理。

所述的溫度比較處理單元7是對與第一、第二溫度傳感器的溫度對應(yīng)的第一、第二傳感器處理單元輸出信號進(jìn)行差值、比較運(yùn)算的處理電路或具有該功能的處理器。

所述的報警輸出單元8為聲、光、電輸出的報警輸出器件或信號。

熱電阻的處理電路和熱電偶的處理電路均為現(xiàn)有技術(shù)，這里就不做詳細(xì)說明。

本發(fā)明提供的熱傳導(dǎo)溫度感應(yīng)式液位開關(guān)體積小，無可動部件，抗震性好，可方便安裝于液體容器的罐壁或容器頂部，可靠性高。而且在高低溫介質(zhì)下仍能可靠使用。

當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不是限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明中涉及的未說明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)，這里就不一一敘述。