雙線式電容型波高傳感器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種雙線式電容型波高傳感器，包括兩根相互平行的電容感應絲，兩根所述電容感應絲均與所述接地測桿平行，且所述電容感應絲在所述集線軸上匯聚之后依次穿過所述集線軸上的中心孔、所述上彈簧鎖絲、所述彈簧、所述連接塊和所述下彈簧鎖絲，所述電容感應絲的一端環過所述接地測桿的一端，所述電容感應絲的另一端與所述電路板連接。本實用新型專利技術具有測量精度高、線性誤差小、信號不易受干擾、產品結構結實耐用等特點。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
雙線式電容型波高傳感器
本技術涉及水工、河工物理模型實驗和波浪、港池、水槽等試驗領域，特別涉及一種用于采集模型波浪高度及水位高度的傳感器。
技術介紹
目前，在各類水工、河工模型實驗中，波浪的高度信號多由單線式電容型波高傳感器進行采集。這種傳感器具有很多弊端:其一單線式電容型波高傳感器線間電容值較小，采集值不穩定；其二單線式電容型波高傳感器標稱的線性誤差為5%。，不能滿足某些高精度實驗的需求；其三鋁制的傳感器手柄套筒強度不夠，擠壓易變形且重量較輕；其四pvc材質的連接塊易老化易斷裂；其五電容感應絲進入手柄電子艙時連接塊處的電容感應絲暴露在夕卜，極易受到損傷導致傳感器損壞。其六因傳感器采用的是電壓輸出，因此在長距離傳送信號的過程中會存在電磁干擾和電壓損耗的情況從而影響采集精度。
技術實現思路
本技術為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種測量精度高、線性誤差小的雙線式電容型波高傳感器。本技術為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是:一種雙線式電容型波高傳感器，包括接地測桿、電容感應絲、集線軸、上彈簧鎖絲、彈簧、下彈簧鎖絲、連接塊、電路板、手柄內腔和手柄套筒，所述連接塊和所述電路板均固定在所述手柄內腔上，所述手柄內腔固定在所述手柄套筒內；所述彈簧的一端套在所述上彈簧鎖絲上，所述上彈簧鎖絲與所述集線軸連接，所述彈簧的另一端套在所述下彈簧鎖絲上，所述下彈簧鎖絲與所述連接塊連接；其特征在于，所述電容感應絲為相互平行的兩根，兩根所述電容感應絲均與所述接地測桿平行，且所述電容感應絲在所述集線軸上匯聚之后依次穿過所述集線軸上的中心孔、所述上彈簧鎖絲、所述彈簧、所述連接塊和所述下彈簧鎖絲，所述電容感應絲的一端環過所述接地測桿的一端，所述電容感應絲的另一端與所述電路板連接。所述連接塊在靠近所述手柄套筒的側面上設有所述電容感應絲的過線凹槽。所述電路板上設有信號采集芯片、濾波放大電路和信號輸出芯片，所述信號采集芯片上設有電容/電壓轉換電路，所述信號輸出芯片上設有電壓/電流轉換電路，所述信號采集芯片采集所述電容感應絲與所述接地測桿間的線間電容信號，所述信號采集芯片將所述線間電容信號轉換為電壓信號后輸出給所述濾波放大電路，所述電壓信號經所述濾波放大電路處理后輸送給所述信號輸出芯片，所述信號輸出芯片將經濾波放大處理后的所述電壓信號轉換成電流信號輸出。所述接地測桿的另一端通過螺紋固定在所述連接塊上，所述接地測桿上設有緊固鎖母。本技術具有的優點和積極效果是:通過采用兩根電容感應絲的結構，并通過采用運行穩定的集成電路芯片進行信號的采集、處理和輸出，使該傳感器具有測量精度高、線性誤差小、信號不易受干擾、產品結構結實耐用等特點。本技術解決了實驗過程中線性誤差偏大、長距離傳輸信號損耗大等諸多問題，并且在外形結構上也進行了更合理化的改進，能夠對模型試驗中波浪高度、水位高度的精確計算提供可靠的依據。具有良好的推廣前景。【附圖說明】圖1是本技術的結構示意圖；圖2是本技術的分解圖；圖3是本技術的電路結構示意圖。圖中:1、手柄套筒；2、接地測桿；3、鎖母；4、連接塊；5、手柄內腔；6、固定螺絲；7、集線軸；8、上彈簧鎖絲；9、彈簧；10、下彈簧鎖絲；11、電路板；12、電容感應絲；13、信號采集芯片；14、濾波放大電路；15、信號輸出芯片。【具體實施方式】為能進一步了解本技術的
技術實現思路
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:請參見圖1?圖3，一種雙線式電容型波高傳感器，包括接地測桿2、電容感應絲12、集線軸7、上彈簧鎖絲8、彈簧9、下彈簧鎖絲10、連接塊4、電路板11、手柄內腔5和手柄套筒I，所述連接塊4和所述電路板11均固定在所述手柄內腔5上，所述手柄內腔5固定在所述手柄套筒I內；所述彈簧9的一端套在所述上彈簧鎖絲8上，所述上彈簧鎖絲8與所述集線軸7連接，所述彈簧9的另一端套在所述下彈簧鎖絲10上，所述下彈簧鎖絲10與所述連接塊4連接；所述電容感應絲12為相互平行的兩根，兩根所述電容感應絲12均與所述接地測桿2平行，且所述電容感應絲12在所述集線軸7上匯聚之后依次穿過所述集線軸7上的中心孔、所述上彈簧鎖絲8、所述彈簧9、所述連接塊4和所述下彈簧鎖絲10，所述電容感應絲12的一端環過所述接地測桿2的一端，所述電容感應絲12的另一端與所述電路板11連接。在本實施例中，所述連接塊4在靠近所述手柄套筒I的側面上設有所述電容感應絲的過線凹槽。所述電路板11上設有信號采集芯片13、濾波放大電路14和信號輸出芯片15，所述信號采集芯片13上設有電容/電壓轉換電路，所述信號輸出芯片15上設有電壓/電流轉換電路，所述信號采集芯片13采集所述電容感應絲12與所述接地測桿2間的線間電容信號，所述信號采集芯片13將所述線間電容信號轉換為電壓信號后輸出給所述濾波放大電路14，所述電壓信號經所述濾波放大電路14處理后輸送給所述信號輸出芯片15，所述信號輸出芯片15將經濾波放大處理后的所述電壓信號轉換成電流信號輸出。所述接地測桿2的另一端通過螺紋固定在所述連接塊4上，所述接地測桿2上設有緊固鎖母3。連接塊4通過螺絲6固定在手柄內腔5上，其目的是固定連接塊4，防止其受力產生晃動。本實施例中所述連接塊4背面的過線凹槽設計不僅使電容感應絲走線變得更加簡約、美觀，也使之前電容感應絲12無法保護的問題得以解決。在本實施例中，所述手柄套筒I采用不銹鋼材質且進行拋光工藝處理，不僅增強了波高傳感器手柄的握持感與美觀度，也同時為波高傳感器起到了配重的作用，使傳感器固定在測架上時更穩固牢靠。本實施例中所述連接塊4采用POM (聚甲醛樹脂)材質，POM具有高強度高剛度，彈性、耐磨性能好等優異的力學優點。POM材質連接塊4完美解決之前使用pvc連接塊時老化過快、易斷裂等問題，增強了產品耐用性。本技術的工作過程包括信號采集、信號處理、信號輸出三部分。信號采集過程:平行于接地測桿2的電容感應絲12與接地測桿間2的線間電容會隨水位的變化而實時變化，通過信號采集芯片13可將實時的電容值采集進芯片內并進行運算處理。在本實施例中信號采集芯片13采用CAV444集成電路芯片。信號處理過程:CAV444集成電路芯片將采集到的電容信號通過內部運算，將電容信號轉換為電壓信號后，輸出到濾波放大電路14，經過濾波放大電路14處理后的電壓信號輸入給信號輸出芯片15，在本實施例中信號輸出芯片15采用AM462集成電路芯片。通過AM462集成電路芯片內部運算可將經濾波放大電路處理后的電壓信號轉換為電流信號。信號輸出過程:所得電流信號可通過AM462集成電路芯片直接輸出，根據二元一次方程組hl=4k+c和h2=20k+c,可計算出k、c值,將計算出的k、c值代入公式H=kx+c從而換算出波浪高度，即水深H。其中hi為傳感器量程最大值，單位毫米；h2為傳感器量程最小值，單位毫米；x為波高傳感器輸出電流值，單位毫安。在本實施例中所述AM462集成電路芯片輸出的電流信號范圍為4_20mA。盡管上面結合附圖對本技術的優選實施例進行了描述，但是本技術并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙線式電容型波高傳感器，包括接地測桿、電容感應絲、集線軸、上彈簧鎖絲、彈簧、下彈簧鎖絲、連接塊、電路板、手柄內腔和手柄套筒，所述連接塊和所述電路板均固定在所述手柄內腔上，所述手柄內腔固定在所述手柄套筒內；所述彈簧的一端套在所述上彈簧鎖絲上，所述上彈簧鎖絲與所述集線軸連接，所述彈簧的另一端套在所述下彈簧鎖絲上，所述下彈簧鎖絲與所述連接塊連接；其特征在于，所述電容感應絲為相互平行的兩根，兩根所述電容感應絲均與所述接地測桿平行，且所述電容感應絲在所述集線軸上匯聚之后依次穿過所述集線軸上的中心孔、所述上彈簧鎖絲、所述彈簧、所述連接塊和所述下彈簧鎖絲，所述電容感應絲的一端環過所述接地測桿的一端，所述電容感應絲的另一端與所述電路板連接。

【技術特征摘要】
1.一種雙線式電容型波高傳感器，包括接地測桿、電容感應絲、集線軸、上彈簧鎖絲、彈簧、下彈簧鎖絲、連接塊、電路板、手柄內腔和手柄套筒，所述連接塊和所述電路板均固定在所述手柄內腔上，所述手柄內腔固定在所述手柄套筒內；所述彈簧的一端套在所述上彈簧鎖絲上，所述上彈簧鎖絲與所述集線軸連接，所述彈簧的另一端套在所述下彈簧鎖絲上，所述下彈簧鎖絲與所述連接塊連接；其特征在于，所述電容感應絲為相互平行的兩根，兩根所述電容感應絲均與所述接地測桿平行，且所述電容感應絲在所述集線軸上匯聚之后依次穿過所述集線軸上的中心孔、所述上彈簧鎖絲、所述彈簧、所述連接塊和所述下彈簧鎖絲，所述電容感應絲的一端環過所述接地測桿的一端，所述電容感應絲的另一端與所述電路板連接。2.根據權利要求1所述雙線式電容型波高傳感...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭剛，倪文軍，田慶林，曹玉芬，岳新震，王輝，栗克國，趙昊旭，
申請(專利權)人：天津水運工程勘察設計院，交通運輸部天津水運工程科學研究所，
類型：實用新型
國別省市：