CN104019865B - 多量程液位计 - Google Patents
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Abstract
本发明所述多量程液位计，包括正向电极、负向电极、直流电源和连接在正向电极和负向电极之间的基准水位检测电路，所述直流电源连接正向电极，还包括用于产生基准电压的基准电路、第一相对水位检测电路；所述第一相对水位检测电路由第一相对电极、第一比较器、或门、发光器件组成，所述第一相对电极水位检测点高于负向电极水位检测点。本发明所述多量程液位计，通过设置高度不同的电极检测不同高度的水位，并引入前一级水位检测电路的结果进行逻辑运算，克服了原有水位计可能出现的误判缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种多量程液位计。
背景技术
液位计是用于检测水位的仪器，有机械式和电子式两种形式的多量程液位计，其中电子式检测仪的原理是将两个电极放置在待测区域，当水位漫过电极上的水位检测点时，由于水的导电作用，两个电极之间形成电学连接。
为能检测不同高度的水位，可以设置具备不同高度水位检测点的电极，对各个高度的水位进行检测，但现实中，由于水位计体积的不断缩小，电极之间排列紧密，由于下雨或其他原因渗水，可能造成处于较高位置的电极之间先行导通，造成误判，此时的真实情况并非是液面自下而上的上升，而是仅在两个相邻的检测电极之间渗水或卡入其他导体形成电学通路。
发明内容
为克服现有液位计容易误判水位的技术缺陷，本发明公开了一种多量程液位计。
本发明所述多量程液位计，包括正向电极、负向电极、直流电源和连接在正向电极和负向电极之间的基准水位检测电路，所述直流电源连接正向电极，还包括用于产生基准电压的基准电路、第一相对水位检测电路；所述第一相对水位检测电路由第一相对电极、第一比较器、或门、发光器件组成，所述第一比较器的反向输入端连接第一相对电极，正向输入端连接基准电路的基准电压输出端，输出端连接或门的第一输入端，或门的第二输入端连接基准水位检测电路的检测信号输出端，或门的输出端与直流电源之间连接发光器件，所述第一相对电极水位检测点高于负向电极水位检测点。
优选的，所述发光器件为发光二极管，发光二极管负极连接或门输出端，正极通过LED限流电阻连接直流电源。
具体的，所述基准电路由串联在直流电源和地线之间的第一分压电阻和第二分压电阻组成，所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端为基准电压输出端。
优选的，还包括至少一个组成部件和内部连接关系与第一相对水位检测电路相同的第二相对水位检测电路，所述第二相对水位检测电路包括第二相对电极，所述第二相对电极的水位检测点介于负向电极和第一相对电极的水位检测点之间；第二相对水位检测电路中的或门第二输入端连接第一相对水位检测电路或前一第二水位检测电路的或门输出端。
优选的，第一比较器的反向输入端和地线之间连接有下拉复位电阻。
具体的，所述基准水位检测电路由第二比较器、第三比较器、发光器件、发声器件组成，所述第二比较器的反向输入端连接负向电极，正向输入端连接基准电压输出端，第二比较器的输出端作为基准水位检测电路的检测信号输出端，与直流电源之间连接有发光器件；所述第三比较器的正向输入端连接负向电极，反向输入端连接基准电压输出端，第三比较器的输出端和直流电源之间连接有发声器件。
本发明所述多量程液位计，通过设置高度不同的电极检测不同高度的水位，并引入前一级水位检测电路的结果进行逻辑运算，克服了原有水位计可能出现的误判缺陷。
附图说明
图1是本发明一种具体实施方式示意图；
附图中标记及相应的零部件名称：P1-正向电极，P2-第一相对电极，P3-第二相对电极，P4-负向电极，RPD-下拉复位电阻，R21-LED限流电阻，，R3-第一基准分压电阻，R4-第二基准分压电阻，DC-直流电源，D-发光二极管 COMP1-第一比较器，COMP2-第二比较器，H-高水位 M-中间水位 L-低水位。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
多量程液位计，包括正向电极P1、负向电极P4、直流电源DC和连接在正向电极和负向电极之间的基准水位检测电路，所述直流电源连接正向电极，还包括用于产生基准电压的基准电路、第一相对水位检测电路；所述第一相对水位检测电路由第一相对电极P2、第一比较器COMP1、或门NOR、发光器件组成，所述第一比较器的反向输入端连接第一相对电极，正向输入端连接基准电路的基准电压输出端，输出端连接或门的第一输入端，或门的第二输入端连接基准水位检测电路的检测信号输出端，或门的输出端与直流电源之间连接发光器件，所述第一相对电极水位检测点高于负向电极水位检测点。
基准水位检测电路用于检测水位检测点最低处的水位高度，当液面到达低水位L时，正向电极和负向电极之间形成电流通路，从而触发连接在正负电极之间的提示部件，例如灯泡或喇叭等，如图1所示的基准水位检测电路由第二比较器COMP2、第三比较器COMP3、发光器件、发声器件组成，所述第二比较器的反向输入端连接负向电极，正向输入端连接基准电压输出端，第二比较器的输出端作为基准水位检测电路的检测信号输出端，与直流电源之间连接有发光器件；所述第三比较器的正向输入端连接负向电极，反向输入端连接基准电压输出端，第三比较器的输出端和直流电源之间连接有发声器件。当正向电极和负向电极连接导通时，第二比较器输出低电平，第三比较器输出高电平，使发光器件点亮，而发声器件不发声，反之，若水位未达到正向电极和负向电极的水位检测点，则第二比较器输出高电平，第三比较器输出低电平，发光器件不导通，发声器件导通发声。可以在发声器件两端并联电容C，滤除杂波，避免发声器件，发出杂音。发声器件和发光器件分别可以采用功放Z和发光二极管等。
基准电路用于产生一个基准比较电压，该电压精度要求低，并且需要随直流电源DC的直流值变化而变化，合理的处理方式是由串联在直流电源和地线之间的第一分压电阻R3和第二分压电阻R4组成，所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端为基准电压输出端。通常第一分压电阻和第二分压电阻的阻值比为1：1，使基准电压位于电源电压中值，比较器检测通常在电源电压中值处输出曲线最为陡峭，效果较好。
如图1所示的具体实施方式，当水位上升至中间水位M时，使第一相对电极P2和正向电极之间导通，第一相对水位检测电路的第一比较器输出低电平，同时由于或门的第二输入端与基准水位检测电路的检测信号输出端连接，即第二比较器的输出端，在水位淹没负向电极和第一相对电极的情况下，两个比较器的输出均为低电平，则或门输出也为低电平，从而发光器件导通。发光器件可以选择为发光二极管D，发光二极管负极连接或门输出端，正极通过LED限流电阻R21 连接直流电源，以限制发光二极管导通时的功率。如果是仅在正向电极和第一相对电极之间导通，而更低高度的负向电极和正向电极之间并未导通，则第二比较器COMP2 输出为高电平，或门输出也为高电平，则发光器件不能导通，从而避免了误判。
对于需要更精密的水位检测，只要增加组成部件和内部连接关系与前述的第一相对水位检测电路相同的第二相对水位检测电路，所述第二相对水位检测电路包括第二相对电极，所述第二相对电极的水位检测点介于负向电极和第一相对电极的水位检测点之间；第二相对水位检测电路中的或门第二输入端连接第一相对水位检测电路或前一第二水位检测电路的或门输出端。按照相似的或运算逻辑，可以判断出，可以杜绝对中间水位的误判现象。
还可以在各个相对水位检测电路的第一比较器的反向输入端和地线之间设置下拉复位电阻RPD，由于电极导通时，在第一比较器反向输入端可能储存正电荷，导致比较器输出被锁死，当然也可以采用内置下拉输入级的比较器，例如输入对管为NPN三极管的比较器解决这一问题。
如上所述，可较好的实现本发明。
Claims (4)
1.多量程液位计，包括正向电极、负向电极、直流电源和连接在正向电极和负向电极之间的基准水位检测电路，所述直流电源连接正向电极，其特征在于，还包括用于产生基准电压的基准电路、及多个量程单元；
所述量程单元由相对电极、第一比较器、或门、发光器件组成，所述第一比较器的反向输入端连接相对电极，正向输入端连接基准电路的基准电压输出端，输出端连接或门的第一输入端，或门的输出端与直流电源之间连接发光器件；
量程单元按照相对电极的检测深度从深到浅排序，第一个量程单元的或门第二输入端连接基准水位检测电路的检测信号输出端，从第二个量程单元起，每一量程单元的或门第二输入端连接前一量程单元的检测信号输出端，所述量程单元的或门输出端作为该量程单元的检测信号输出端，全部相对电极的检测深度均低于负向电极的检测深度；
所述发光器件为发光二极管，发光二极管负极连接或门输出端，正极通过LED限流电阻连接直流电源；
所述基准电路由串联在直流电源和地线之间的第一分压电阻和第二分压电阻组成，所述第一分压电阻和第二分压电阻的公共端为基准电压输出端。
2.根据权利要求1所述的多量程液位计，其特征在于，第一比较器的反向输入端和地线之间连接有下拉复位电阻。
3.根据权利要求1所述的多量程液位计，其特征在于，所述基准水位检测电路由第二比较器和发光器件组成，所述第二比较器的反向输入端连接负向电极，正向输入端连接基准电压输出端，第二比较器的输出端作为基准水位检测电路的检测信号输出端，与直流电源之间连接有发光器件。
4.根据权利要求1所述的多量程液位计，其特征在于，所述正向电极、负向电极和全部相对电极成环形分布。
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