CN103874910B - 液面感应 - Google Patents

Abstract

一种液面感应电路板具有至少一个处理器和至少一个包括计算机程序代码的存储器的特征，其中该至少一个存储器和计算机程序代码与该至少一个处理器一起被配置成引起该装置至少：对包含关于材料导电率的信息的信号做出响应，该材料引起对感应板的激励，该感应板对应电容器的正极板，该电容器直接与形成了可变频率振荡器的部分的比较器的输入连接；以及至少部分基于该接收到的信号，确定包含关于引起对该感应板的该激励的该材料的信息的成比例响应。该液面感应电路可以被用来作为基于感应到的液体液面而打开或者关闭泵的器件。

Description

液面感应

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年5月13日提交的专利申请序列号13/107,584的权益，其在此以引用其整体的方式结合。

技术领域

本发明涉及一种用于至少部分基于感应液平面来控制设备操作的电路；并且更具体地，涉及一种用于至少部分基于感应液平面来控制泵的电路板。

背景技术

触摸传感技术为本领域所知的并在市场上可获得。例如，一家被称为TouchSensor的公司提供至少部分基于使用专用集成电路(ASIC)设备的触摸传感技术。对于特定应用，对于每个TouchCell^TM，需要该ASIC设备和相关部件，TouchCell^TM基本上是检测是否人的手指、或液体溶液、或导电物质正在触摸电介质基板，该TouchCell^TM在背后附接到该电介质基板。每个TouchCell^TM仅具有两个可能的输出状态——“激活”和“未激活”。基于现有的理解，看起来该输出状态取决于输入的阀值，一旦输入高于或者低于该阀值，输出状态将对其有所反映。另外，Touch Sensor的产品专注在ASIC和相关的硬件；他们将他们的产品描述为“无软件的固态开关”。该设计和制造由Touch Sensor基于客户规格而完成。

作为比较，另一家被称为Atmel的公司提供基于使用软件库的触摸传感技术，该软件库可以下载到它们的微控制器中并执行涉及处理来自感应垫的信号的任务，从而涉及到专有硬件。然而，从用户的角度而言，Atmel的产品看起来更加灵活，因为用户可以购买Atmel的微控制器，下载软件库并进而设计及制造硬件。就像Touch Sensor的产品一样，每个感应垫仅具有两个状态与其关联——“激活”和“未激活”。

已知现有技术产品的一些缺陷包括以下几个方面：

1)任何开发的应用程序都依靠专有的硬件/软件。

2)不存在来自感应垫的中间的或者成比例的响应。因为该第二个缺陷，需要多重感应垫和微控制器输入来执行液面检测；所以成本随感应垫的数量而增加；在不同类型的材料之间不能做出区分；并且仅导电材料可以被检测到。

3)针对每个感应垫，需要至少一个微控制器输入。

4)关于支撑硬件和感应垫之间的分隔，存在一些位置上的限制。

此外，美国专利号5,153,572公开了触摸传感技术，该触摸传感技术包括具有带着连接到比较器的反相输入的电容器的正极板的振荡器的触摸控制电路，该触摸传感技术还包括关于该反相输入、该非反相输入和该比较器的输出而配置的电阻器，用于提供方波输出。触摸面板具有关于该垫布置并且耦合到连接器的开/关触摸垫。从该连接器到该垫提供该方波输出。在操作中，该开/关触摸垫被接触从而做出选择。该开/关触摸垫不直接与该电容器的正极板连接，而该电容器的正极板与该振荡器的比较器的反相输入直接连接；反而，该方波信号经该连接器、垫、粘着剂和玻璃元件被耦合到该开/关触摸垫。进而，用于触摸垫的该可触摸传感控制电路也具有重合检测器，其对两个或多个使用逻辑电路的不同触摸垫的阻抗的同时变化作出响应。

发明内容

根据一些实施例，本发明可以采取装置的形式，诸如一种液面感应电路板，包括：至少一个处理器和至少一个包括计算机程序代码的存储器，其中该至少一个存储器和计算机程序代码与至少一个处理器一起被配置成引起该装置至少：

对包含关于引起对感应板的激励的材料导电率的信息的信号做出响应，该感应板对应于直接连接到形成可变频率振荡器的一部分的比较器的输入(例如反相输入)的电容器的正极板；以及

至少部分基于该接收到的信号，确定包含关于引起对该感应板的激励的材料的信息的成比例的响应。

根据本发明的一些实施例，该液面感应电路可以被用来作为基于感应到的液体液面而打开或者关闭包括泵的设备、装备或者装置的器件，并且也可以形成包括该泵的设备、装备或者装置的一部分，例如作为电路板组件。

根据本发明的一些实施例，该信号可以包含关于频率变化的信息，该频率变化与被置于该感应板的前面的材料的导电率成比例，与材料面对感应板的多少成比例，和/或与材料和感应板之间的距离成比例。

根据本发明的一些实施例，该成比例的响应可以包含关于至少一个以下信息：

邻近该感应板的材料的类型；或者

在该材料和感应板之间的距离；或者

该材料表面面对该感应板的尺寸。

根据本发明的一些实施例，该接地面可以被配置成侧向地及从后面围绕该感应板以充当无效来自该感应板的响应的屏障，并引起该感应板检测基本上被置于该感应板前面的物体。

根据本发明的一些实施例，该至少一个存储器和计算机程序代码可以与该至少一个处理器一起被配置成引起该装置至少做出以下一项或多项：至少部分基于一个输入实施多个感应板；或者在材料类型之间进行区分，从而确定该材料是否是水或者是与该感应板接触的人体的一部分；或者检测包括塑料的非导电材料；或者提供包含关于该成比例的响应的信息的输出信号，包括用于基于液体液面打开或者关闭包括泵的设备、装备或者装置；或者至少部分基于电容器的值和振荡器的频率之间关系的变化而确定该成比例的响应，其中该感应板对应该电容器的正极板，以及该电容器被耦合到形成该振荡器的一部分的比较器；或者在恒定时间间隔或者时基期间对由振荡器产生的脉冲进行计数，从而任何材料到该感应板的邻近都被反映为所计数的脉冲数的减少从而对材料进行检测。

根据本发明的一些实施例，该电容器可以使用在印刷电路板上的导电划动而被建造，该印刷电路板具有该可变频率振荡器和微控制器，该微控制器包括该至少一个存储器和计算机程序代码和至少一个处理器。该可变频率振荡器可以包括比较器，例如被直接连接到反相输入和接地的比较器。该比较器的输出和反相输入通过电阻器(RY)被连接；该非反相输入通过三个电阻器被连接到电源(+V)、大地和该比较器的输出，该三个电阻器全部具有基本上相同的值(RXa、RXb、RXc)；以及该比较器输出被用来作为针对两个输入的反馈。在操作中，该比较器可以被配置成进行以下操作：当该比较器输出为高时，其生成对连接到反相输入的该电容器进行充电的电流，并且参考电压被施加到该非反相输入，当该比较器的输出从低到高变化时该参考电压的值比该电容器的电压更高，作为结果，直到该电容器电压达到该参考电压为止，该比较器输出保持为高，在该电容器电压达到该参考电压的点时该比较器输出从高到低变化；该低状态生成对连接到该反相输入的该电容器进行放电的电流，并且针对该参考电压的不同值被施加到非反相输入，当该比较器的输出从高到低变化时，该参考电压值比该电容器的电压更低，作为结果，直到该电容器的电压达到该参考电压为止该比较器的输出保持为低，然后该比较器的输出从低到高变化，并且循环再次开始。

根据本发明的一些实施例，该电容器的负极板对应于该印刷电路板的接地面。

根据本发明的一些实施例，该至少一个存储器和计算机程序代码可以与该至少一个处理器一起被配置成引起该装置至少部分基于是否该材料的类型没有改变以及是否该感应板面对该材料的表面的量基本上保持恒定的事实，而至少检测该感应板和该材料之间的距离，然后耦合到该感应板的可变频率振荡器的频率变化将与该材料和该感应板之间的距离成反比。

根据本发明的一些实施例，该至少一个存储器和计算机程序代码可以与该至少一个处理器一起被配置成引起该装置至少部分基于是否该材料的类型没有改变以及是否该材料和该感应板之间的距离基本保持恒定的事实，而至少检测液体液面和扁平物体面对该传感器板的尺寸，然后耦合到该感应板的该可变频率振荡器中的频率变化与该感应板面对该材料的表面的量成正比。

根据本发明的一些实施例，该至少一个存储器和计算机程序代码可以与该至少一个处理器一起被配置成引起该装置至少部分基于是否该材料和该感应板之间的距离基本上保持恒定以及是否该感应板面对该材料的表面的量保持恒定的事实，而至少检测不同类型的材料，然后耦合到该感应板的该可变频率振荡器的频率变化将与该材料的导电率成正比。

根据本发明的一些实施例，该感应板可以被划分成若干分立表面，每个分立表面具有对净电容值限定明确的贡献但所有分立表面在不同的印刷电路板层上互连，从而仅有一个感应板可以充当多虚拟传感器表面，并且使得该感应板不需要被置于与该至少一个存储器、该至少一个处理器和该振荡器相同的该印刷电路板上。

根据本发明的一些实施例，该液面感应电路板可以包括与信号处理模块相结合的感应板。经由示例的方式，以及与以上所述的一致，该感应板对应于该电容器的直接连接到该比较器的反相输入的正极板，该比较器形成该可变频率振荡器的一部分；以及该信号处理模块具有至少一个处理器和至少一个包括该计算机程序代码的存储器。

本发明提供了相对于已知的现有技术的明显改进。本发明的一些优点包括如下：

1)所描述的本发明可以与通用组件一起实施，所以不涉及专有的硬件/软件。

2)所描述的本发明具有对该激励成比例的响应，换言之，该输出信号与下列成比例：

邻近到感应板(也被称为感应垫)的材料的类型。

材料和感应板之间的距离。

材料面对感应板的表面的尺寸。

由于第二个优点，使用一个微控制器输入，多个感应垫可以被实施；不需要多个硬件资源来执行液面检测；所以实施方式的成本更低；以及可以在材料类型之间做出区分，所以该系统可以确定其是水还是与感应板接触的人体的手指。

由于第二个优点，可以对非导电材料(例如塑料)进行检测。

3)不存在位置限制。

本发明的实施例的这些以及其它特征、方面和优点将参考下面的说明结合所附的附图一起而变得明显。然而，应当理解的是，附图单一地为说明的目的而设计，其并不作为限制本发明的限定。

附图说明

不一定按比例绘制的附图，包括以下图：

图1包括图1a和1b，其中图1a示出了根据本发明的一些实施例的装置的框图，包括液面感应电路板，以及其中图1b示出了根据本发明的一些实施例的装置的框图，包括具有液面感应电路板的泵。

图2示出了根据本发明的一些实施例的印刷电路板的底面视图。

图3包括图3a、3b、3c，其中3a是根据本发明的一些实施例的印刷电路板的底面视图；其中图3b是根据本发明的一些实施例的印刷电路板的顶面视图；以及其中图3c是根据本发明的一些实施例的印刷电路板的重叠视图。

图4示出了根据本发明的一些实施例的振荡器的图。

图5示出了根据本发明的一些实施例的温度补偿电路的图。

图6示出了根据本发明的一些实施例的印刷电路板的重叠视图。

图7示出了根据本发明的一些实施例的印刷电路板的电路图。

在以下对示例性实施例的描述中，对附图做出标记，形成附图的一部分，并且在其中经由可以将本发明实施的实施例的图示示出。应当理解的是，可以利用其它实施例，因为可以作出对结构和操作的改变而不偏离本发明的范围。

具体实施方式

基本发明

图1a示出了根据一些实施例的一个总体上由10所标示的示例装置，其也可以采取液面感应电路板18的形式，液面感应电路板18形成诸如图1b中所示的泵16的设备、装备或者装置的一部分，或者其也可以采取图1b中所示的泵16本身的形式，泵16具有液面感应电路板18作为其基本组件。本发明通过关于类似元件16的泵的示例所描述，尽管本发明的范围旨在包括现在已知或将在未来被开发出来的其它类型或者种类的设备、装备或者装置。在图1a中，根据与液面感应电路板18相关联的本发明，装置10包括用于实施信号处理功能的信号处理模块20，以及也包括在下面以更多细节所描述的其它组件或者电路26，信号处理模块20和电路26通过信号路径20a被耦合到一起。在图1b中，泵16可以包括与其它泵组件16a组合的作为其印刷电路板组件的液面感应电路板18，该其它泵组件16a不形成下面的发明故不在此进行详细描述。

图2、3和6示出了总体上由30所标示的印刷电路板，用于实施本发明的功能，如所示的，其包括感应板36a、36b和接地板。

图4示出了总体上由40所标示的可变频率振荡器，具有带有反相输入(-)、非反相输入(+)和输出的比较器42；具有正极板Cp和负极板Cn的电容器C；以及电阻器RXa、RXb、RXc和RY。

在图2、3和6中，感应板36a、36b对应于图4中所示的电容器的正极板Cp，并且接地板对应于图4所示的电容器的负极板Cn。在图2、3和6中，如所示的，接地板侧向地以及从后面围绕感应板36a、36b。

再次参考图1a，信号处理模块20包括至少一个处理器22和至少一个包括计算机程序代码的存储器24，由信号路径20b耦合到一起。在操作中，该至少一个存储器24和计算机程序代码与至少一个处理器22一起被配置成引起装置10至少做出以下：

对包含关于材料导电率信息的信号做出响应，该材料引起对感应板36a、36b的激励，感应板36a、36b对应于电容器C的正极板Cp，该电容器直接与例如反相输入(-)的形成了可变频率振荡器40的一部分的比较器42的输入相连接；以及

至少部分基于接收到的信号，确定包含关于引起对感应板36a、36b的激励的材料的信息的成比例响应。

根据本发明的一些实施例，该材料可以采用诸如水之类的流体形式，并且在操作中液面感应电路18可以被用来作为基于感应到的流体液面打开或者关闭泵16的器件。该信号可以直接地或者间接地从比较器42的输出进行接收。

根据一些实施例，本发明可以通过形成印刷电路板的一部分的感应电容器的示例所描述。然而，也对实施例进行设想，并且本发明的范围也旨在包括，感应电容器作为独立电容器并直接地或间接地耦合到与在此描述的一致的印刷电路板，包括关于具有在此提出的参考电容器Cref的特征的实施例所描述的。也对实施例进行设想，并且本发明的范围也旨在包括，感应电容器和印刷电路板具有现在已知或者在将来会被开发出来的其它类型或种类的配置。

电路板或者信号处理模块20功能的实施方式

可以使用硬件、软件、固件或者其组合来实施信号处理模块20的功能，尽管本发明的范围不旨在限制为其中任何特定的实施例。在通常的软件实施方式中，信号处理模块20可以采用一个或多个基于微处理器的架构的形式，该架构具有处理器或者微处理器类似的元件22的、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、RAM和ROM一起形成存储器类似的元件24的至少一部分，输入/输出设备，以及连接至输入/输出设备的控制、数据以及地址总线。本领域的技术人员将能够以计算机程序代码对这样的基于微处理器的实施进行编程来执行在此描述的功能而不用过度的实验。本发明的范围不旨在限制为使用现在已知或者未来被开发出来的技术的任何特定的实施方式。此外，本发明的范围旨在包括作为独立模块或者与用于实施另一模块的其它电路结合的信号处理模块20。另外，本发明的范围不旨在限制为任何用于执行信号处理功能的特定类型或种类的信号处理器，或者在其中对计算机程序代码进行编程或者实施从而使得信号处理器工作的方式。

信号处理模块20可以包括用于实施其它在现有技术中已知功能的一个或多个其它子模块，但并不形成以下发明本身的一部分，故不在此做出详细的描述。例如，一个或多个其它模块的功能可以包括用于提供信号以基于某些处理控制功能来激活泵或者对泵解除激活的技巧，该处理控制功能包括自动提供信号，在一定时间后提供信号等等，其可以取决于对特定用户而言的特定应用。

本发明的具体描述

概念上，系统的主要部分是如图2、3和6所示的在印刷电路板30上使用导电划动而建造的电容器，可变频率振荡器40(图4)和比如信号处理模块20(见图1a)的微控制器。

振荡器40可以包括如图4所示的比较器42。电容器C被直接连接到反相输入(-)和接地，输出和反相输入(-)通过电阻器(RY)被连接；非反相输入(+)通过三个电阻器被连接到输入电源(+V)、接地以及比较器的输出，例如，该三个电阻器的值全部相同(RXa、RXb、RXc)。将比较器输出作为针对比较器42的两个输入(-、+)的反馈使用。在操作中，当比较器输出为高时，其生成对连接到反相输入(-)的电容器C进行充电的电流，并且参考电压被施加到非反相输入(+)，当比较器的输出从低到高变化时，该参考电压的值比电容器电压更高，作为结果，直到电容器电压达到参考电压为止，比较器输出都保持为高，在该点比较器输出从高到低变化。低状态生成对连接到反相输入(-)的电容器进行放电的电流，并且针对参考电压的不同值被施加到非反相输入(+)，当比较器的输出从高到低变化时该参考电压值比电容器电压更低，作为结果，直到电容器电压达到参考电压为止，比较器输出都保持为低，然后该比较器输出从低到高变化并且该循环再次开始。

如图2所示，电容器C的负极板Cn包括在印刷电路板30上的接地面布局(图2、3和6)；正极板Cp被用来作为感应板36a、36b，并且因此导电划动的形状和其在印刷电路板30上的位置取决于特定的应用。作为关键的和独特的设计特性，该接地面被用来作为对感应板响应进行无效的屏障；在图2、3和6中示出的板30的情形中，接地面Cn侧向地以及从后面包围感应板36a、36b；因此，感应板36a、36b将仅能够检测置于其前面的物体。

如果将任何材料置于感应板36a、36b的前面，引起的效果是由反相输入(-)所见的电容器C的净值增加，所以振荡器40的频率减小。电容C的增加和频率的减小(1)与置于感应板前面的材料的导电率成比例，(2)与该材料面对感应板表面的多少成比例，以及(3)与材料和感应板之间的距离成比例。

微控制器类似的元件20在恒定时间间隔或时基期间对由振荡器40产生的脉冲进行计数，所以任何材料接近感应板36a、36b被反映为由微处理器20计数的脉冲数的减少，并且这实际上是为什么该材料可以被检测到的原因。

振荡器稳定度关于供电电压变化

鉴于输出电压具有容差和变化范围，理想的是该振荡器频率独立于电压。为此目的，可以使用图4所示的电路。本领域的技术人员将领会到该振荡器的频率基本上独立于供电电压。

系统稳定度相对于温度变化

图5示出了总体上标示为50的温度补偿电路或者装置，包括比较器52和可以与振荡器40结合使用的参考电容器Cref。图5也示出了标示为Csp的电容器，对应于感应板36a、36b。本领域的技术人员将领会到，该振荡器的频率和微控制器的内部时钟频率必然会受温度变化的影响。这可以引起在总体系统中的错误检测。为解决该问题，根据本发明，振荡器40的反相输入(-)被复用从而建立参考振荡频率，见图5；对于恒定时间间隔或时基期间，非反相输入被连接到参考电容Cref，因为其在板上的位置，该参考电容不被材料的物理接近所影响，例如元件20(图1a)的微控制器使用参考电容Cref对由振荡器产生的脉冲进行计数并将该信息储存在存储器中；对于接下来的恒定时间间隔或时基期间，参考电容Cref从非反相输入断开连接，并取代其，以感应板Csp进行连接；然后微控制器使用感应板对由振荡器产生的脉冲进行计数，并将该信息储存在存储器中。因为相同的振荡器和相同的微控制器被用于参考和检测而生成脉冲并且对脉冲进行计数，由于温度变化造成的频率偏移在参考和检测两者的读数中保持相同比例；因此，从检测板生成的脉冲关于从参考电容生成的脉冲的比率基本上保持恒定并且不受温度变化的影响。材料的邻近仅改变感应板的电容，在此情况下，从感应板生成的脉冲关于从参考电容生成的脉冲的比率确实改变了，正是该改变指示了材料邻近到感应板。

对距离的辨别

根据本发明的一些实施例，对距离的辨别是可能的。例如，如果材料的类型并不改变，并且感应板的表面面对该材料的量基本上保持恒定，那么频率变化将会与该材料和感应板36a、36b之间的距离成反比。该响应可以被用于检测距离的应用中。

如果材料的类型并不改变，以及在该材料和感应板36a、36b之间的距离基本上保持恒定，那么频率变化与感应板的表面面对该材料的量成正比。该响应可以被用于检测流体液面以及检测面对感应板36a、36b的扁平物体的尺寸的应用中。

如果材料和感应板36a、36b之间的距离以及感应板的表面面对该材料的量基本上保持恒定，那么频率改变将与该材料的导电率成正比。该响应可以被用于检测不同类型的材料的应用中。

感应板36a、36b可以具有任意形状并且也可以被划分为若干分立表面，每一个具有对净电容值的明确限定的贡献，但所有分立表面在不同的印刷电路板层上互连。该特征为此设计提供了另一个区别特性；使得可能仅具有一个感应板36a、36b充当多个虚拟传感器表面。此外，感应板36a、36b不需要被置于与微控制器和振荡器相同印刷电路板上。在图6所示的板的情形下，两个形成感应板36a、36b的圆形通过在所示的印刷电路板的相反两侧上的互连路径60被互连。

图7：样品电路

图7经由示例示出了用于实施根据与在此所描述的一致的本发明的功能的电路70，包括具有可调整微功率调节器U2(LP2950)的电压电路装置、具有耦合到该电压电路装置和连接器J1的比较器U1的振荡器装置、以及耦合到该震荡装置和连接器J2的电动机控制电路装置，其用来至少部分基于感应到的流体液面打开或关闭泵的电动机。

本发明的范围

尽管描述于特定实施例的环境，对于本领域的技术人员而言针对这些教导可以作出若干修改和各种变化将是明显的。因此，当本发明已经特别地关于其中一个或多个优选实施例做出了展示和描述，本领域的技术人员将理解到可以在其中做出对某些以形式和形状的修改或者变化而不偏离以上所设的本发明的范围和精神。

Claims (31)

1.一种液面感应电路板，包括：

信号处理模块，所述信号处理模块至少被配置为：

对包含与材料的导电率有关的信息的信号做出响应，所述材料引起由具有设置在所述液面感应电路板上的正极板和负极板的感应电容器所感应的激励，所述激励由对应于所述感应电容器的所述正极板的感应板来感应，所述感应电容器直接连接到可变频率振荡器的比较器的输入，并且所述感应电容器的所述负极板对应于所述液面感应电路板的接地面；以及

至少部分基于所接收的信号，确定相对应的信号，所述相对应的信号包含关于由所述激励所引起的以及由所述感应板所感应的成比例频率响应的信息。

2.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述信号从所述可变频率振荡器被接收并且包含关于频率变化的信息，所述频率变化与被置于所述感应板的前面的所述材料的导电率、与所述材料面对所述感应板表面的多少、以及与所述材料和所述感应板之间的距离成比例。

3.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述成比例频率响应包含关于以下至少一项的信息：

邻近所述感应板的材料的类型；或者

在所述材料和感应板之间的距离；或者

所述材料面对所述感应板的表面的尺寸；或者

它们的一些组合。

4.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述接地面被配置成侧向地及从后面围绕所述感应板以作为使来自所述感应板的所述响应无效的屏障，并且使所述感应板检测基本上被置于所述感应板前面的物体。

5.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述信号处理模块被配置为实施与被配置为至少部分基于一个输入与多个感应板相关联的实施相关联的信号处理功能。

6.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述信号处理模块被配置成至少在材料类型之间进行区分，从而确定所述材料是否是水或者是与所述感应板接触的人体的一部分。

7.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述液面感应电路板被配置成至少检测包括塑料的非导电材料。

8.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述液面感应电路板被配置成提供作为输出信号的所述相对应的信号，以用于基于液体液面打开或者关闭泵。

9.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中使用在液面感应印刷电路板上的导电划动而建造所述感应电容器，所述印刷电路板包括提供所述信号的所述可变频率振荡器，以及形成微控制器的一部分的信号处理模块，所述微控制器包括所述至少一个存储器和计算机程序代码以及至少一个处理器，被配置为执行用于响应所述信号以及确定所述相对应的信号的信号处理功能。

10.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述输入是所述比较器的反相输入。

11.根据权利要求10所述的液面感应电路板，其中所述感应电容器为直接地或间接地耦合到所述液面感应印刷电路板的独立电容器，并且所述感应电容器的所述负极板被直接地连接到所述液面感应印刷电路板的所述接地面。

12.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述成比例频率响应是至少部分基于所述电容器的值和所述可变频率振荡器的频率之间关系的变化的。

13.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述信号处理模块被配置成在恒定时间间隔或者时基期间至少对由可变频率振荡器产生的脉冲进行计数，从而任何材料到所述感应板的邻近都被反映为所计数的脉冲数的减少，从而对所述材料进行检测。

14.根据权利要求7所述的液面感应电路板，其中所述可变频率振荡器包括所述比较器；所述感应电容器被直接连接到反相输入和接地，输出和所述反相输入通过电阻器(RY)被连接；非反相输入通过三个电阻器被连接到电源(+V)、接地和所述比较器的输出，所述三个电阻器全部具有基本上相同的值(RXa、RXb、RXc)；以及所述比较器输出被用来作为针对两个输入的反馈。

15.根据权利要求7所述的液面感应电路板，其中所述比较器被配置成重复如下操作：当所述比较器输出为高时，其生成对连接到反相输入的所述感应电容器进行充电的电流，并且施加到非反相输入的参考电压，当所述比较器的输出从低到高变化时，所述参考电压的值比所述感应电容器的电压更高，作为结果，所述比较器输出保持为高，直到所述感应电容器电压达到所述参考电压为止，在所述感应电容器电压达到所述参考电压的点处，所述比较器输出从高到低变化；低状态生成对连接到所述反相输入的所述感应电容器进行放电的电流，以及针对施加到所述非反相输入的所述参考电压的不同值，当所述比较器的输出从高到低变化时，所述参考电压的值比所述感应电容器的电压更低，作为结果，所述比较器的输出保持为低，直到所述感应电容器的电压达到所述参考电压为止，然后所述比较器的输出从低到高变化。

16.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述信号处理模块被配置成至少部分基于是否所述材料的类型没有改变以及是否所述感应板面对所述材料的表面的量基本上保持恒定的事实，而至少检测所述感应板和所述材料之间的距离，然后耦合到所述感应板的所述可变频率振荡器的频率变化将与所述材料和所述感应板之间的距离成反比。

17.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述信号处理模块被配置成至少部分基于是否所述材料的类型没有改变以及是否所述材料和所述感应板之间的距离基本保持恒定的事实，而至少检测液体液面和扁平物体面对所述感应板的尺寸，然后耦合到所述感应板的所述可变频率振荡器中的频率变化与所述感应板面对所述材料的表面的量成正比。

18.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述信号处理模块被配置成至少部分基于是否所述材料和所述感应板之间的距离基本上保持恒定以及是否所述感应板面对所述材料的表面的量保持恒定的事实，而至少检测不同类型的材料，然后耦合到所述感应板的所述可变频率振荡器的频率变化将与所述材料的导电率成正比。

19.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述感应板被划分成若干分立表面，每个所述分立表面具有对净电容值明确限定的贡献但所有所述分立表面在不同的印刷电路板层上互连，从而仅有一个感应板可以充当多个虚拟传感器表面，并且使得所述感应板不需要被置于与所述信号处理模块和所述可变频率振荡器相同的印刷电路板上。

20.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述液面感应电路板包括所述感应板以及所述可变频率振荡器。

21.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述信号是从所述可变频率振荡器的输出提供的。

22.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述信号处理装置包括：

至少一个处理器；

至少一个包括计算机程序代码的存储器；

所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，与至少一个处理器一起，引起所述信号处理模块实施用于响应所述信号以及确定所述相对应的信号的信号处理功能。

23.根据权利要求1所述的液面感应电路板，其中所述感应电容器形成所述液面感应印刷电路板的一部分，并且所述感应电容器的所述负极板被直接地连接到所述液面感应印刷电路板的所述接地面。

24.一种液面感应电路板，包括：

可变频率振荡器，具有带有反相输入端，非反相输出端以及输出端的比较器，具有带有设置在所述液面感应电路板上的正极板和负极板的感应电容器，以及具有电阻器；

感应板，对应于所述感应电容器的所述正极板，所述感应电容器被直接连接到所述可变频率振荡器的所述比较器的所述反相输入，并且所述感应电容器的所述负极板对应于所述液面感应电路板的接地面；以及

信号处理模块，被配置成至少：

对包含与材料的导电率有关的信息的信号作出响应，所述材料引起由所述感应板所感应的激励；

至少部分基于所接收的信号，确定相对应的信号，所述相对应的信号包含关于由所述激励所引起的以及由所述感应板所感应的成比例频率响应的信息；以及

提供作为输出信号的所述相对应的信号，所述输出信号包含关于用于打开或者关闭泵的所述成比例频率响应的信息。

25.根据权利要求24所述的液面感应电路板，其中所述液面感应电路板包括接地板，所述接地板侧向地及从后面围绕所述感应板。

26.根据权利要求24所述的液面感应电路板，其中所述信号包含关于频率变化的信息，所述频率变化与被置于所述感应板前面的所述材料的导电率、与所述材料面对所述感应板的表面的多少、以及与所述材料和所述感应板之间的距离成比例。

27.根据权利要求24所述的液面感应电路板，其中所述成比例频率响应包含关于以下至少一项的信息：

邻近所述感应板的材料的类型；或者

所述材料和感应板之间的距离；或者

所述材料面对所述感应板的表面的尺寸。

28.根据权利要求24所述的液面感应电路板，其中所述信号处理装置包括：

至少一个处理器；

至少一个包括计算机程序代码的存储器；

所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，与至少一个处理器一起，引起所述信号处理模块实施用于响应所述信号、确定所述相对应的信号以及提供作为输出信号的所述相对应的信号的信号处理功能。

29.根据权利要求24所述的液面感应电路板，其中

所述正极板被耦合到所述反相输入端；

所述负极板被耦合到所述液面感应印刷电路板的接地面；以及

所述电阻器包括耦合在所述反相输入端和所述输出端之间的第一电阻器，耦合在所述非反相输入端和所述输出端之间的第二电阻器，耦合在所述液面感应印刷电路板的电压源和所述非反相输入端之间的第三电阻器，以及耦合到所述非反相输入端和所述液面感应印刷电路板的接地面之间的第四电阻器。

30.一种泵，包括：

泵控制器，被配置为对控制信号做出响应并且打开或关闭所述泵；以及

液面感应电路，具有信号处理模块被配置成至少：

对包含与材料的导电率有关的信息的信号做出响应，所述材料引起由具有设置在所述液面感应电路板上的正极板和负极板的感应电容器所感应的激励，所述激励由对应于所述感应电容器的所述正极板的感应板来感应，所述感应电容器直接连接到可变频率振荡器的比较器的反相输入，并且所述感应电容器的所述负极板对应于所述液面感应电路板的接地面；

至少部分基于所接收的信号，确定相对应的信号，所述相对应的信号包含关于由所述激励所引起的以及由所述感应板所感应的成比例频率响应的信息；以及

提供作为输出信号的所述相对应的信号，所述输出信号包含关于用于打开或者关闭泵的所述成比例频率响应的信息。

31.根据权利要求30所述的泵，其中所述信号处理装置包括：

至少一个处理器；

至少一个包括计算机程序代码的存储器；

所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，与至少一个处理器一起，引起所述信号处理模块实施用于响应所述信号以及确定所述相对应的信号的信号处理功能。