本发明涉及铅酸电池液位监测，具体涉及一种适用于铅酸溶液的液位传感器。
背景技术：
1、在一些电动化的工程车辆中，如电动叉车，由于技术的成熟度、可靠性、以及安全性等方面的优势，铅酸电池的使用仍旧占据主导的地位。在铅酸电池日产维护和保养中，由于水分的蒸发，需要不定期对铅酸电池的溶液液位进行观察或测量，并在缺水的状态下添加蒸馏水以避免电池的使用寿命，效率及性能的下降。
2、添加蒸馏水的常规方法是维护人员通过观察注液阀的水位指示器的上浮和下降判断液位的高低，但是这种方法效率低下，而且受观察环境及人为主观的影响，缺水的判断条件不一，导致电池补水的标准没法做到统一。另外，也有通过液位传感器观测液位高低，但是现有的铅酸电池液位传感器一般是通过一个金属探针深入到电池内部，通过检测探针与电解质溶液的是否接触产生电阻或电容的变化，判断是否缺水。这种结构虽然简单，但是只能判断缺水单一状态，而且针对不同的电池型号，以及缺水指标参数，需要更换探针的长度，实际使用过程中缺少灵活性；此外电池内部溶液介质为腐蚀性的硫酸溶液，对探针的材质也提出了较高的要求，增加了探针的成本。现有的位置测量传感器，如超声波、激光测距等技术方案，由于对使用环境要求，以及处于成本的考虑，很难应用到铅酸电池的液位测量中。
技术实现思路
1、发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种适用于铅酸溶液的液位传感器，不仅可以适用于传感器单独采用小容量电池供电，提升传感器供电电池的使用寿命；而且能够对铅酸电池内电解液液位高度的直接测量。
2、技术方案：本发明所述一种适用于铅酸溶液的液位传感器，包括控制装置、报警装置、显示装置和监测装置，控制装置基于监测装置监测到的数据计算出液位高度，根据液位高度，控制装置控制报警装置、显示装置以及监测装置进行操作；还包括光敏传感器，光敏传感器通过光敏信号处理电路与控制装置连接；监测装置包括与控制装置连接的压力传感器和气泵，压力传感器和气泵通过管路分别与三通的两个副管连通，三通的主管连接有通气管，通气管伸入铅酸电池的电解液中。
3、控制装置采用单片机作为核心控制装置，单片机可以采用51单片机，avr单片机，arm单片机中的一种；报警装置可以添加led报警灯、蜂鸣器作为报警指示；显示装置可以通过显示屏进行液位显示或报警指示；报警装置、显示装置和监测装置均通过控制装置进行驱动控制。同时，控制装置还可以添加按键进行参数设置，比如报警液位高度参数、气泵工作时间等，以匹配不同电池型号，或者满足用户的个性化设置；光敏传感器可以为光电池，光敏二极管，光敏三极管，光敏电阻，用来感受外界的光敏信号。
4、进一步地，通气管为柔性软管。通气管为刚性管路，或者柔性软管，优选柔性管路，方便管路从铅酸电池的注液阀通孔内进入到铅酸电池内部；另外，理论上通气管的长度不受限制，因此可以将压力传感器以及气泵远离铅酸电池本体，减低对元器件的腐蚀性；通气管的内直径范围为0.1～10mm。
5、进一步地，柔性软管的材质为耐腐蚀材料，可以为pp，pc，ptfe或peek中的一种。
6、进一步地，通气管的尾部设置有具有通孔的接头，接头为不锈钢或者其他耐腐蚀材料制成，具有一定的重量，可以使得通气管尽可能接触到铅酸电池的底部。
7、进一步地，压力传感器通过第一管路连接有三通的第一副管，三通的第二副管通过第二管路连接有气泵的输出端，气泵的控制端与控制装置连接。
8、进一步地，压力传感器与控制装置之间设置有模拟数字转换器，压力传感器的信号经过模拟数字转换器转换后送入控制装置。
9、进一步地，气泵与控制装置之间设置有功率管，可以实现气泵的启停控制；功率管可以为mosfet管，或三极管,或继电器。
10、进一步地，气泵的进气口设置有空气滤网，避免空气中的颗粒经过泵进入铅酸电池内部。
11、有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：
12、(1)本发明设计有光敏电池，光敏电池感受到外部光强信号，激活单片机处于工作状态，检测液位信息，并在检测到空液状态时通过声光报警模式，提示缺水，便于用户进行补水维护。这种状态适用于传感器单独采用小容量电池供电，提升传感器供电电池的使用寿命；
13、(2)本发明通过在压力传感器一端引入气泵，在测量前进行进气操作，使得液位测量算法变得简单可靠，消除了温度以及压力传感器连接管路形状的影响；
14、(3)本发明通过气泵往铅酸溶液电解池内打气，产生的气泡有利于充分混匀电解液，提升电池的性能；
15、(4)本发明提供的压力式液位传感器可以实现对铅酸电池内电解液液位高度的直接测量；再通过结合空液参数的设置，可以适用于各种形状和型号的电池，应用广泛；
16、(5)本发明可以直接在铅酸溶液的注液阀上安装，即将通气管通过注液阀通入铅酸溶液的电解液中，因此普适性强，不用对铅酸电池本身作出改进即可应用；
17、(6)本发明不仅可以通过计算得到铅酸溶液的电解液液位高度，而且可以通过计算得到铅酸电池需要注液的容量，相较于传统通过肉眼观察注液是否达标，本发明可以使得注液更精准，不会造成漏液等其他不良情况发生。
1.一种适用于铅酸溶液的液位传感器，其特征在于：包括控制装置(1)、报警装置(2)、显示装置(3)和监测装置(4)，所述控制装置(1)基于监测装置(4)监测到的数据计算出液位高度，根据液位高度，所述控制装置(1)控制所述报警装置(2)、显示装置(3)以及监测装置(4)进行操作；还包括光敏传感器(5)，所述光敏传感器(5)通过光敏信号处理电路(6)与所述控制装置(1)连接；
2.根据权利要求1所述的一种适用于铅酸溶液的液位传感器，其特征在于：所述通气管(4-6)为柔性软管。
3.根据权利要求2所述的一种适用于铅酸溶液的液位传感器，其特征在于：所述柔性软管的材质为耐腐蚀材料。
4.根据权利要求1所述的一种适用于铅酸溶液的液位传感器，其特征在于：所述通气管(4-6)的尾部设置有具有通孔的接头(4-7)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于铅酸溶液的液位传感器，其特征在于：所述压力传感器(4-1)通过第一管路(4-2)连接有三通(4-3)的第一副管(4-3-1)，所述三通(4-3)的第二副管(4-3-2)通过第二管路(4-4)连接有气泵(4-5)的输出端，所述气泵(4-5)的控制端与所述控制装置连接。
6.根据权利要求1～5任一所述的一种适用于铅酸溶液的液位传感器，其特征在于：所述压力传感器(4-1)与所述控制装置之间设置有模拟数字转换器(7)。
7.根据权利要求6所述的一种适用于铅酸溶液的液位传感器，其特征在于：所述气泵(4-5)与所述控制装置之间设置有功率管(8)。
8.根据权利要求1所述的一种适用于铅酸溶液的液位传感器，其特征在于：所述气泵(4-5)的进气口设置有空气滤网(4-8)。
