本发明专利技术提供一种交扣叉指电极结构、电容式水位传感器及精密水位检测装置，属于传感器结构领域。本发明专利技术交扣叉指电极结构包括正极电极和负极电极，及设置在正极电极和负极电极之间的若干个相互交叉设置的叉指，相邻的正负极叉指组成一个叉指对，每个叉指对中的正负极叉指朝向对方弯折延伸，并呈中心对称设置。本发明专利技术的有益效果为：周期结构更严格，避免了传统结构中可能会出现正电极数不等于负电极数的问题而造成测量的偏差。题而造成测量的偏差。题而造成测量的偏差。
【技术实现步骤摘要】
交扣叉指电极结构、电容式水位传感器及精密水位检测装置
[0001]本专利技术涉及一种传感器结构，尤其涉及一种交扣叉指电极结构及包括所述交扣叉指电极结构的电容式水位传感器。
技术介绍
[0002]传感器技术作为信息化时代的关键科技基础，在信息化的现代社会中各种传感器是获得正确、可靠的数据来源和途径。而液位传感器作为传感器的重要种类之一，在工业、农业、家居等方面都起着重要作用。水位传感器是将水位信息转换为电信号(模拟或数字)，通过信号连接线将获取的感应信号传递到信号处理器，处理器对接收到的信号进行数据分析计算再发出控制指令，用于水位控制、水位监测和预警等。随着社会经济的快速发展，水位监测信息的时效性和可靠性要求越来越高。
[0003]水位传感器通常由两部分组成：信号采集端和信号处理端，信号采集端完成水位信息到电信号的转换，信号处理端对转换后的电信号做进一步分析计算再进行处理。采集端转换的电信号有多种形式，有超声波液位传感器，有导电性或电阻水位传感器，有浮球式水位传感器，有光电水位传感器，有电容式水位传感器等。
[0004]水位传感器精度要求较高，在目前众多的水位传感器中，振动或音叉水位传感器由于不提供连续的过程测量，精度较低；导电性或电阻水位传感器得到的信息是准连续的，不是完全连续的，要想获得高精度需要的电阻数量庞大。
[0005]如图1和图2所示，部分电容式水位传感器采用的叉指电极结构如图1和图2所示，正极叉指和负极叉指均为梳齿状，间隔设置，由于电容式水位传感器外部的电场会引起的不能控制的寄生电容，容易对电容值造成干扰，从而影响传感器测量的精密度。
技术实现思路
[0006]为解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种交扣叉指电极结构，还提供一种包括所述交扣叉指电极结构的电容式水位传感器。
[0007]本专利技术交扣叉指电极结构包括正极电极和负极电极，及设置在正极电极和负极电极之间的若干个相互交叉设置的叉指，所述正极电极外侧设有包裹所述正极电极及最外侧叉指的正极等电位隔离电极，所述负极电极外侧设有包裹所述负极电极及最外侧叉指的负极等电位隔离电极。
[0008]本专利技术作进一步改进，所述正负叉指均为U型设置，包括分别由正负极延伸出的叉指本体、靠近对方并与叉指本体平行设置的延伸单元、及连接叉指本体及延伸单元的连接单元。
[0009]本专利技术作进一步改进，最外侧的叉指对的外侧叉指本体的宽度小于延伸单元及连接单元的宽度。
[0010]本专利技术作另一种改进，所述所述叉指对外侧的叉指本体及连接单元的宽度小于所述内侧延伸单元的宽度。
[0011]本专利技术作进一步改进，所述叉指对外侧的叉指本体及连接单元的宽度为所述内侧延伸单元的宽度的一半。
[0012]本专利技术作进一步改进，所述正极电极外侧设有包裹所述正极电极及最外侧叉指的正极等电位隔离电极，所述负极电极外侧设有包裹所述负极电极及最外侧叉指的负极等电位隔离电极。
[0013]本专利技术还提供一种包括所述交扣叉指电极结构的电容式水位传感器，包括电路板，设置在电路板上的电阻R、电源输入正极脚、电源输入负极脚、输出正极脚及输出负极脚和接地脚，其中，所述交扣叉指电极结构的正极电极与电阻R的一端分别与输出正极脚相连，所述电阻R的另一端接电源输入正极脚，所述交扣叉指电极结构的负极电极分别与电源输入负极脚、输出负极脚和接地脚相连。
[0014]本专利技术作进一步改进，所述电路板的尺寸为长10cm、宽4cm，叉指间隙宽度为0.025
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0.05mm。
[0015]本专利技术作进一步改进，所述交扣叉指电极结构包括分别由正负极延伸出的叉指本体、靠近对方并与叉指本体平行设置的延伸单元、及连接叉指本体及延伸单元的连接单元，所述叉指本体及连接单元的宽度为0.05mm，所述延伸单元的宽度为0.1mm。
[0016]本专利技术作进一步改进，所述叉指对的个数为250个。
[0017]本专利技术还提供一种包括所述电容式水位传感器的精密水位检测装置，包括信号采集端和信号处理端。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术设置等电势隔离电极I+及I
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，及采用等电势场隔开，以去除由电容器外部的电场引起的不能控制的寄生电容，并保证绝缘体自身的寄生电容不会对本专利技术交扣叉指电容器的电容值造成干扰，提高了本专利技术水位传感器的抗干扰能力；
[0019]采用叉指对结构，周期结构更严格，避免了叉指正电极数与负电极数不相等的技术问题，提高产品的良率；
[0020]针对交扣叉指电极结构中叉指的宽度参数进行优化，提高传感器的测量精度和水位检测灵敏度。
附图说明
[0021]图1为现有技术叉指电极结构示意图；
[0022]图2为本专利技术交扣叉指电极结构一实施例结构示意图；
[0023]图3为本专利技术交扣叉指电极结构另一实施例结构示意图；
[0024]图4为本专利技术电容式水位传感器等效电路图；
[0025]图5为本专利技术精密水位检测装置电路原理图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0027]如图2和图3所示，本专利技术基于水位精确检测(毫米级)在工农业生产、日常生活中的应用需求，而研制了一种电容式水位传感器。所述电容式水位传感器采用交扣叉指电极作为传感器的基础结构，通过检测水位引起的交扣叉指电容变化量来获取水位信息。
[0028]本专利技术在原来梳齿状电极结构的基础上进行了改进，具体地，本例的交扣叉指电极结构包括正极电极1和负极电极2，及设置在正极电极1和负极电极2之间的若干个相互交叉设置的叉指5、6。
[0029]本例为了提高抗干扰能力，在所述正极电极1外侧设有包裹所述正极电极1及最外侧叉指的正极等电位隔离电极3，所述负极电极2外侧设有包裹所述负极电极2及最外侧叉指的负极等电位隔离电极4。
[0030]等电势隔离电极I+及I
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采用与电源输入端的等电势场隔开，以去除由电容器外部的电场引起的不能控制的寄生电容，并保证绝缘体自身的寄生电容不会对本专利技术交扣叉指电容器的电容值造成干扰，提高了本专利技术水位传感器的抗干扰能力。
[0031]优选地，本例相邻的正负极叉指组成一个叉指对，每个叉指对中的正负极叉指朝向对方弯折延伸，交扣叉指电极结构整体呈中心对称设置。
[0032]本专利技术将相邻的两个正负叉指改进为叉指对结构，周期结构更严格，只要叉指对完整，就能够有效地避免叉指正电极数与负电极数不相等的问题，提高产品的良率。
[0033]此外，本例相对于现有技术的叉指，叉指的长度更长，从而测量范围更大，成本更低，并能够提高水位的测量精度和水位检测灵敏度。
[0034]优选地，本例正负叉指均为U型设置，包括分别由正负极延伸出的叉指本体601、501，靠近对方并与叉指本体平行设置的延伸单元603、503，及连接叉指本体及延伸单元的连接单元602、502。当然，本例也可以采用弧形、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种交扣叉指电极结构，其特征在于：包括正极电极和负极电极，及设置在正极电极和负极电极之间的若干个相互交叉设置的叉指，所述正极电极外侧设有包裹所述正极电极及最外侧叉指的正极等电位隔离电极，所述负极电极外侧设有包裹所述负极电极及最外侧叉指的负极等电位隔离电极。2.根据权利要求1所述的交扣叉指电极结构，其特征在于：相邻的正负极叉指组成一个叉指对，每个叉指对中的正负极叉指朝向对方弯折延伸，所述正负叉指均为U型设置，包括分别由正负极延伸出的叉指本体、靠近对方并与叉指本体平行设置的延伸单元、及连接叉指本体及延伸单元的连接单元。3.根据权利要求2所述的交扣叉指电极结构，其特征在于：最外侧的叉指对的外侧叉指本体的宽度小于延伸单元及连接单元的宽度。4.根据权利要求2所述的交扣叉指电极结构，其特征在于：所述所述叉指对外侧的叉指本体及连接单元的宽度小于所述内侧延伸单元的宽度。5.根据权利要求4所述的交扣叉指电极结构，其特征在于：所述叉指对外侧的叉指本体及连接单元的宽度为所述内侧延伸单元的宽度的一半。6.一种电容式水位传感器，包括权利要求1
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5任一项所述的交扣叉指...
【专利技术属性】
技术研发人员：何兵，
申请(专利权)人：河源市嘉辰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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