阅读说明：本技术 磁性开关以及液位测量装置 (Magnetic switch and liquid level measuring device ) 是由 和明 林敏� 黄家峰 聂碧涛 李卫华 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种磁性开关及液位测量装置,磁性开关包括支撑体、第一软磁片、第二软磁片以及固定磁体。支撑体具有相对设置的第一安装端和第二安装端。第一软磁片设置于支撑体的第一安装端。第二软磁片设置于支撑体的第二安装端,第一软磁片和第二软磁片的自由端沿支撑体的延伸方向重叠。固定磁体设置于支撑体,固定磁体靠近第二软磁片并与第二软磁片间隔设置,固定磁体的一个磁极朝向第二软磁片。上述磁性开关以及液位测量装置,使用固定磁体产生的磁场将第二软磁片磁化为固定极型,同时允许第一软磁片在移动磁体移动的过程中被磁化为不同极型,进而实现两个软磁片的闭合和断开。在移动磁体远离磁性开关时仍然允许信号电路持续输出触发信号。(The invention relates to a magnetic switch and a liquid level measuring device. The support body is provided with a first mounting end and a second mounting end which are oppositely arranged. The first soft magnetic sheet is arranged at the first mounting end of the support body. The second soft magnetic sheet is arranged at the second mounting end of the support body, and the free ends of the first soft magnetic sheet and the second soft magnetic sheet are overlapped along the extending direction of the support body. The fixed magnet is arranged on the support body, the fixed magnet is close to the second soft magnetic sheet and arranged at intervals with the second soft magnetic sheet, and one magnetic pole of the fixed magnet faces the second soft magnetic sheet. According to the magnetic switch and the liquid level measuring device, the second soft magnetic sheet is magnetized into the fixed pole type by the magnetic field generated by the fixed magnet, and the first soft magnetic sheet is allowed to be magnetized into different pole types in the moving process of the moving magnet, so that the two soft magnetic sheets are switched on and switched off. The signal circuit is still allowed to continue outputting the trigger signal when the moving magnet is away from the magnetic switch.)

磁性开关以及液位测量装置

技术领域

本发明涉及液位测量技术领域，特别是涉及一种磁性开关以及液位测量装置。

背景技术

蒸汽清洗机锅炉的内部工作过程中处于高温高压状态，对于其内部液位的测量可以通过增加连通器，目前行业内一般通过内部的浮球嵌入磁性元件触发外部的干簧管进行非接触式测量。但这种液位测量方式只能保证在磁铁等磁性元件靠近干簧管时才会动作(断开或者闭合)。当磁性元件远离干簧管后又会恢复原来的状态。这种这种液位测量方式在磁性元件离开后不能保持干簧管的触发状态。导致液位带动磁铁超过测量开关后就不能继续输出触发信号。

发明内容

基于此，有必要针对目前的液位测量方式中存在的不能持续输出触发信号的问题，提供一种能够持续输出触发信号的磁性开关以及液位测量装置。

一种磁性开关，包括：

支撑体，具有第一安装端和第二安装端，所述第一安装端和所述第二安装端沿所述支撑体的延伸方向相对设置的；

第一软磁片，设置于所述支撑体的所述第一安装端，所述第一软磁片具有远离所述第一安装端的第一自由端；

第二软磁片，设置于所述支撑体的所述第二安装端，所述第二软磁片具有远离所述第二安装端的第二自由端，所述第二自由端和所述第一自由端沿所述支撑体的延伸方向重叠；

固定磁体，设置于所述支撑体，所述固定磁体沿所述支撑体的延伸方向靠近所述第二软磁片，所述固定磁体与所述第二软磁片间隔设置，所述固定磁体的一个磁极朝向所述第二软磁片；

初始状态下所述第二自由端和所述第一自由端间隔设置，当所述磁性开关之外的移动磁体沿所述支撑体的延伸方向顺次靠近所述第二软磁片以及所述第一软磁片时，所述第一软磁片(120)被磁化后的极性与所述第二软磁片(130)的极性相反，所述第二自由端和所述第一自由端搭接。

在其中一个实施例中，所述第一软磁片以及所述第二软磁片的材质包括铁钴镍合金。

在其中一个实施例中，所述支撑体包括两端封闭的玻璃管，所述第一软磁片和所述第二软磁片分别设置于所述玻璃管封闭的两端，所述固定磁体设置于所述玻璃管的外壁。

在其中一个实施例中，所述玻璃管内抽真空或者填充惰性气体。

在其中一个实施例中，所述磁性开关还包括非阻磁材质的外壳，所述支撑体、所述第一软磁片、所述第二软磁片以及所述固定磁体分别设置于所述外壳内。

在其中一个实施例中，所述外壳的材质包括陶瓷或者塑料。

在其中一个实施例中，所述支撑体、所述第一软磁片以及所述第二软磁片形成干簧管，所述固定磁体的一个磁极设置于所述干簧管的外管壁，所述固定磁体在所述干簧管的延伸方向上靠近所述第二软磁片，所述固定磁体的磁力大于所述干簧管的最小安匝值。

一种液位测量装置，包括连通器、信号电路以及上述方案任一项所述的磁性开关，所述磁性开关串接于所述信号电路，所述信号电路的两个接线端分别连接所述第一软磁片以及所述第二软磁片；所述磁性开关设置于所述连通器外并与所述连通器的外壁保持设定距离，所述磁性开关设置于所述连通器的设定水位高度，所述磁性开关的延伸方向与所述连通器内的水位升降方向平行，所述第一软磁片位于所述第二软磁片的上部；所述连通器能够连通待测水位的容器，所述连通器内具有移动磁体，所述移动磁体能够随待测水位升降，所述移动磁体的两个磁极上下设置，所述移动磁体朝上的磁极与所述固定磁体朝向所述第二软磁片的磁极具有相同的极性。

在其中一个实施例中，所述连通器还包括浮子，所述浮子设置所述连通器内，所述浮子能够随待测水位升降，所述移动磁体设置于所述浮子。

在其中一个实施例中，所述浮子包括不锈钢空心浮球，所述移动磁体镶嵌于所述不锈钢空心浮球。

在其中一个实施例中，所述液位测量装置还包括开关安装座，所述开关安装座设置于所述连通器的外壁，所述磁性开关设置于所述安装座。

上述磁性开关以及液位测量装置，使用固定磁体产生的磁场将第二软磁片磁化为固定极型，同时允许第一软磁片在移动磁体移动的过程中被磁化为不同极型，进而实现两个软磁片的闭合和断开。在移动磁体远离磁性开关时固定磁体由于将第二软磁片磁化，进而能够保持第二软磁片和第一软磁片的闭合，允许信号电路持续输出触发信号。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的连通器上装配磁性开关结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的磁性开关与连通器初始状态原理示意图；

图3为本发明一实施例提供的水位上升时液位测量装置结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的移动磁体上升至第一软磁片高度时磁性开关状态原理示意图；

图5为本发明一实施例提供的水位至高水位时液位测量装置结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的移动磁体上升至超过第一软磁片高度时磁性开关状态原理示意图；

图7为本发明一实施例提供的水位下降时液位测量装置结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的水位下降时磁性开关处于断开状态原理示意图。

10-液位测量装置；100-磁性开关、110-支撑体、120-第一软磁片、130-第二软磁片、140-固定磁体、150-外壳；200-连通器、210-移动磁体、220-浮子、230-开关安装座；300-信号电路；50-锅炉。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。相反，当元件被称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1及图2所示，本发明一实施例提供一种磁性开关100，包括支撑体110、第一软磁片120、第二软磁片130以及固定磁体140。支撑体110具有第一安装端和第二安装端，第一安装端和第二安装端沿支撑体110的延伸方向相对设置的。第一软磁片120设置于支撑体110的第一安装端，第一软磁片120具有远离第一安装端的第一自由端。第二软磁片130设置于支撑体110的第二安装端，第二软磁片130具有远离第二安装端的第二自由端，第二自由端和第一自由端沿支撑体110的延伸方向重叠。固定磁体140设置于支撑体110，固定磁体140沿支撑体110的延伸方向靠近第二软磁片130，固定磁体140与第二软磁片130间隔设置，固定磁体140的一个磁极朝向第二软磁片130，并且第二软磁片130被磁化为与朝向第二软磁片130的磁极相同的极性。初始状态下第二自由端和第一自由端间隔设置，当磁性开关100之外的移动磁体210沿支撑体110的延伸方向顺次靠近第二软磁片130以及第一软磁片120时，第一软磁片120被磁化后的极性与第二软磁片130的极性相反，第二自由端和第一自由端搭接，实现闭合。

上述磁性开关100，使用固定磁体140产生的磁场将第二软磁片130磁化为固定极型，同时允许第一软磁片120在移动磁体210移动的过程中被磁化为不同极型，进而实现两个软磁片的闭合和断开。在移动磁体210远离磁性开关100时固定磁体140由于将第二软磁片130磁化，进而能够保持第二软磁片130和第一软磁片120的闭合，允许信号电路300持续输出触发信号，如图3-6所示。在不需要精确测量的场合能够减少磁性开关100的使用数量，进而减少测量端口使用。并且上述磁性开关100在触发后仍要保持的使用场景中使用方便，不需要增加其它元器件即可实现。

可以理解的，软磁材料地第一软磁片120和第二软磁片130能够被磁铁进行快速的磁化，同时还能够在磁体的磁场消失时快速的退磁，进而第一软磁片120和第二软磁片130能够实现闭合和断开。在本发明一实施例中，第一软磁片120以及第二软磁片130的材质包括铁钴镍合金，铁镍钴合金能够快速的被磁化以及实现快速的退磁。在本发明其他的实施例中，第一软磁片120和第二软磁片130还可以是其他类型的软磁材料，比如硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金等。

可易理解的，支撑体110的作用是为第一软磁片120、第二软磁片130以及固定磁体140的安装提供支撑，在能够实现此功能的前提下，任何形式的支撑结构均为本发明要求保护的支撑体110，比如支架、支撑板或者安装座等，其材质也不受限制。在本发明一实施例中，如图2所示，支撑体110包括两端封闭的玻璃管，第一软磁片120和第二软磁片130分别设置于玻璃管封闭的两端，固定磁体140设置于玻璃管的外壁。玻璃管不仅能满足支撑或者安装第一软磁片120、第二软磁片130以及固定磁体140的需求，同时透明的玻璃管还能允许观察者直接观察第一软磁片120和第二软磁片130的闭合或者断开情况。进一步，玻璃管内抽真空或者填充惰性气体，能够实现对第一软磁片120以及第二软磁片130的有效保护，不仅将隔离第一软磁片120和第二软磁片130隔离于外部环境，使第一软磁片120和第二软磁片130避免机械破坏，还能够避免第一软磁片120和第二软磁片130在通电状态下的氧化。

可选的，上述各个实施例中的磁性开关100可以是根据实际的需求和工况进行相应的设计，也可以是通过一些电子元器件通过创造性的组合而得到。在本发明一实施例中，如图2、图4、图6及图8所示，支撑体110、第一软磁片120以及第二软磁片130形成干簧管，固定磁体140的一个磁极设置于干簧管的外管壁，固定磁体140在干簧管的延伸方向上靠近第二软磁片130，固定磁体140的磁力大于干簧管的最小安匝值。在干簧管的基础上创造性的增加固定磁体140形成的磁性开关100能够有效实现干簧管的持续闭合，进而允许串接磁性开关100的信号电路300持续的输出携带相应信息的闭合信号。

磁性开关100中的支撑体110、第一软磁片120、第二软磁片130以及固定磁体140作为一个整体，能够以自身的持续闭合或者断开提供相对应的信号。在本发明一实施例中，如图2所示，磁性开关100还包括非阻磁材质的外壳150，支撑体110、第一软磁片120、第二软磁片130以及固定磁体140分别设置于外壳150内。外壳150能够有效的保护或者封装磁性开关100，以使本实施例提供的磁性开关100能够适应更多的工况，以及降低操作者使用本实施例提供的磁性开关100的使用要求。进一步，外壳150的材质包括陶瓷或者塑料，陶瓷或者塑料材质的外壳150能够兼顾磁性开关100的保护和使用性能。

如图1、图3、图5及图7所示，本发明还提供一种液位测量装置10，包括连通器200、信号电路300以及上述各实施例任一项所述的磁性开关100，磁性开关100串接于信号电路300，信号电路300的两个接线端分别连接第一软磁片120以及第二软磁片130。磁性开关100设置于连通器200外并与连通器200的外壁保持设定距离，磁性开关100设置于连通器200的设定水位高度，磁性开关100的延伸方向与连通器200内的水位升降方向平行，第一软磁片120位于第二软磁片130的上部。连通器200能够连通待测水位的容器，连通器200内具有移动磁体210，移动磁体210能够随待测水位升降，移动磁体210的两个磁极上下设置，移动磁体210朝上的磁极与固定磁体140朝向第二软磁片130的磁极具有相同的极性。初始状态下第二自由端和第一自由端间隔设置，当移动磁体210随连通器200内的水位上升至超过第一软磁片120的高度时，第二自由端和第一自由端搭接，信号电路300内产生高水位信号。当移动磁体210随连通器200内的水位下降至低于第一软磁片120的高度时，第二自由端和第一自由端分开，信号电路300内产生的高水位信号消失。

上述液位测量装置10，使用固定磁体140产生的磁场将第二软磁片130磁化为固定极型，同时允许第一软磁片120在移动磁体210移动的过程中被磁化为不同极型，进而实现两个软磁片的闭合和断开。在移动磁体210远离磁性开关100时固定磁体140由于将第二软磁片130磁化，进而能够保持第二软磁片130和第一软磁片120的闭合，允许信号电路300持续输出触发信号。应当理解的是，本发明提供的液位测量装置10能够与各种有液位测量需求的容器连通，进而测量其内液体的液位，测量的种类也不限于水位、油位等。

移动磁体210朝向液位上升方向的磁极极性与固定磁体140朝向第二软磁片130的方向相同，可以是N极或者S极。可易理解的，上述各实施例中的固定磁极以及移动磁极可以是永磁体或者通电时产生磁场的螺线管。作为一种可实现的方式，如图1及图2所示，选用永磁体，无需额外的配套结构就能独立产生磁场。在本发明一实施例中，连通器200还包括浮子220，浮子220设置连通器200内，浮子220能够随待测水位升降，移动磁体210设置于浮子220。浮子220对连通器200内的液位变化更加的敏感。可选的，浮子220可以是橡胶浮子220、塑料浮子220或者其他类型能够满足特定需求的浮子220。在本发明一实施例中，浮子220包括不锈钢空心浮球，移动磁体210镶嵌于不锈钢空心浮球。不锈钢浮子220能够测量高温液体的液位，比如蒸汽清洗机锅炉50内的液位，不锈钢材质的钢球不会与高温的水产生反应而使浮子220受损。镶嵌于不锈钢空心浮子220的移动磁体210能够与浮子220一同随液位的升降而升降。进一步，液位测量装置10还包括开关安装座230，开关安装座230设置于连通器200的外壁，磁性开关100设置于安装座。开关安装座230能够实现磁性开关100与连通器200的快速连接、标准化连接。

以下以磁性开关100和液位测量装置10测量蒸汽清洗机锅炉50内的水位为例，说明本发明提供的磁性开关100和液位测量装置10的工作原理及工作过程。其中，图1、图3、图5及图7分别为液位测量装置10结构图或者液位测量装置10与蒸汽清洗机锅炉50装配的结构示意图。图2、图4、图6及图8分别为磁性开关100与连通器200组合的工作原理图。应当理解的是，本发明提供的磁性开关100和液位测量装置10不局限于此案例。

如图1及图2所示，使用本发明提供的磁性开关100、连通器200和信号电路300组成的液位测量装置10。当连通器200内的浮子220和移动磁体210处于低位时，磁性开关100内的第一软磁片120以及第二软磁片130处于断开的状态，信号电路300由于串接磁性开关100也处于断开状态。第二软磁片130由于附近的固定磁体140的N极也被磁化为N极，第二软磁片130则不带极性。移动磁体210的N极朝上，S极朝下。

如图3及图4所示，当蒸汽清洗机锅炉50内的水位升高时，连通器200内的水位也升高，进而带动浮子220和移动磁体210向上运动。当移动磁体210运动至第一软磁片120位置附近时，移动磁体210的S极靠近第一软磁片120，移动磁体210将第一软磁片120磁化为S极，进而第一软磁片120和第二软磁片130之间产生相互吸引的力而实现闭合，信号电路300中产生的闭合信号能够表示蒸汽清洗机锅炉50内的水位到了设定的水位。如图5及图6所示，由于固定磁体140的磁力大于第一软磁片120和第二软磁片130之间的的最小安匝值，即使浮子220带动移动磁体210继续上升，第一软磁片120和第二软磁片130仍然能够在固定磁体140的作用下处于闭合状态，进而信号电路300中能够持续的产生闭合信号，以帮助操作者准确判断锅炉50内的水位是否超过了设定的水位高度。

如图7及图8所述，当蒸汽清洗锅炉50内的水位下降时，移动磁体210也随水位一同下降，当移动磁体210下降过程中移动到第一软磁片120附近时，移动磁体210将第一软磁片120磁化为N极，处于N极状态的第一软磁片120与同样为N极的第二软磁片130相互排斥而分离。并且第一软磁片120与第二软磁片130分离后，第一软磁片120迅速退磁，第一软磁片120和第二软磁片130保持断开状态，进而信号电路300中的高水位信号消失。如此往复。应当理解的是，在本实施例中，也可以是固定磁体140的S极朝向第二软磁片130，此时需对应调整移动磁体210的S极朝上即可，过程同上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。