CN105136249A - 非接触式液位报警器 - Google Patents

Abstract

一种非接触式液位报警器，包括电感反馈式振荡电路、设置有开孔的电路板、具有铁芯的浮子以及报警电路；所述电感反馈式振荡电路包括电感，所述电感包括主振线圈、反馈线圈以及轴式骨架，所述主振线圈和所述反馈线圈缠绕在所述轴式骨架上，所述轴式骨架与所述电路板连接，所述开孔的中心线与所述轴式骨架的中轴线重合；所述电感反馈式振荡电路中除所述电感外的其他器件位于所述电路板上；所述电感反馈式振荡电路适于在所述浮子随液位上升至预设高度时输出检测信号触发所述报警电路发光报警。本发明提供的非接触式液位报警器成本低，避免了浮子被卡住。

Description

非接触式液位报警器

技术领域

本发明涉及液位监测技术领域，特别涉及一种非接触式液位报警器。

背景技术

液位监测方式分为接触式液位监测和非接触式液位监测。接触式液位监测，即传感器和被检测的液体相接触，这种方式实现起来相对简单，通过导电探针或导电薄片直接插入到液体中。利用液体的导电性，电极信号也会产生相应的变化，从而触发信号处理电路。在液体里对电极通电，会发生电解化学反应，电解水时会产生氧气，长时间容易滋生细菌。同时，导电电极也会被腐蚀，在液体里产生大量金属离子。虽然可以通过增加电极来提高精确测量液位的能力，但是结构安装时要防漏电装置，也容易遭受雷击。另外，接触式液位监测也不适用各种酸碱、易燃、高危液体的液位检测。因此，人们开始转向非接触式液位监测的研究。

非接触式液位监测就是传感器与被监测的液体相互隔离不直接接触。传统的非接触式液位监测方式主要有超声波监测方式、激光监测方式、霍尔器件或者干簧管配合浮子（内有磁铁）监测方式等。图1是现有的一种霍尔器件或者干簧管配合浮子监测液位的结构示意图：监测装置11呈柱形并插入到液体中，浮子12沿着所述监测装置11随着液位变化而变化，且所述浮子12内部设置有磁铁13，所述监测装置11在预设高度上设置了传感器14。当液位升高至所述预设高度时，所述传感器14感应到所述磁铁13，从而输出检测信号，触发信号处理电路进行报警。为了避免液体进入所述监测装置11内部，对所述监测装置11的防水性要求很高，且所述传感器14采用了成本较高的干簧管传感器或霍尔传感器，也导致整个检测系统的成本较高。进一步，所述浮子12存在卡住的隐患。

发明内容

本发明所要解决的是现有的霍尔器件或者干簧管配合浮子监测液位成本高、浮子易卡住的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种非接触式液位报警器，包括电感反馈式振荡电路、设置有开孔的电路板、具有铁芯的浮子以及报警电路；所述电感反馈式振荡电路包括电感，所述电感包括主振线圈、反馈线圈以及轴式骨架，所述主振线圈和所述反馈线圈缠绕在所述轴式骨架上，所述轴式骨架与所述电路板连接，所述开孔的中心线与所述轴式骨架的中轴线重合；所述电感反馈式振荡电路中除所述电感外的其他器件位于所述电路板上；所述电感反馈式振荡电路适于在所述浮子随液位上升至预设高度时输出检测信号触发所述报警电路发光报警。

进行液位监测时，可通过支架将电路板和骨架套在盛装溶液的容器外部的预设高度处。在液位未达到所述预设高度时，浮子远离主振线圈和反馈线圈，振荡电路处于正常振荡状态；当液位升高至所述预设高度时，浮子进入骨架内部，加大主振线圈和反馈线圈的损耗迫使振荡电路停振，输出检测信号触发报警电路发光报警。由于本发明提供的非接触式液位报警器的振荡电路设置在容器外部，溶液中仅有浮子，因而解决了浮子易于卡住的问题。并且，不需要对振荡电路进行防水处理，振荡电路为电感反馈式振荡电路，远低于霍尔器件或者干簧管的成本，整个装置的成本减小。

可选的，所述电感反馈式振荡电路还包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一NPN三极管；所述第一电容的一端连接所述主振线圈的一端、所述第二电阻的一端以及所述第三电容的一端并适于输出所述检测信号，所述第一电容的另一端连接所述主振线圈的另一端、所述第一电阻的一端以及所述第一NPN三极管的集电极；所述第一NPN三极管的基极连接所述第一电阻的另一端和所述第二电容的一端，所述第一NPN三极管的发射极连接所述第三电阻的一端；所述第二电容的另一端连接所述反馈线圈的一端，所述反馈线圈的另一端、所述第三电阻的另一端以及所述第三电容的另一端接地，所述第二电阻的另一端适于接收电源电压。

可选的，所述浮子包括铁丝和聚乙烯管，所述铁丝密封在所述聚乙烯管内。

可选的，所述电路板为环形电路板。

可选的，所述轴式骨架与所述电路板胶结。

可选的，所述报警电路包括电压比较器、第四电阻、稳压二极管、第二NPN三极管、发光二极管以及第七电阻；所述电压比较器的反相输入端适于接收所述检测信号，所述电压比较器的同相输入端适于接收基准电压，所述电压比较器的输出端连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述稳压二极管的阴极，所述稳压二极管的阳极连接所述第二NPN三极管的基极，所述第二NPN三极管的集电极连接所述发光二极管的阴极，所述发光二极管的阳极连接所述第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端适于接收电源电压，所述第二NPN三极管的发射极接地。

可选的，所述报警电路还包括适于产生所述基准电压的基准电压产生单元，所述基准电压产生单元包括第五电阻和第六电阻；所述第五电阻的一端适于接收电源电压，所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端并适于输出所述基准电压，所述第六电阻的另一端接地。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的非接触式液位报警器，振荡电路设置在容器外部，溶液中仅有浮子，因而解决了浮子易于卡住的问题。并且，不需要对振荡电路进行防水处理，振荡电路为电感反馈式振荡电路，远低于霍尔器件或者干簧管的成本，整个装置的成本减少。

附图说明

图1是现有的一种霍尔器件或者干簧管配合浮子监测液位的结构示意图；

图2是采用本发明实施例的非接触式液位报警器监测液位的部分结构示意图；

图3是本发明实施例的电感反馈式振荡电路的电路图；

图4是本发明实施例的报警电路的电路图。

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。

本发明实施例提供一种非接触式液位报警器，所述非接触式液位报警器包括电感反馈式振荡电路、设置有开孔的电路板、具有铁芯的浮子以及报警电路，图2是采用本实施例的非接触式液位报警器监测液位的部分结构示意图。

具体地，电感反馈式振荡电路包括两部分：电感22以及除所述电感22以外的其他器件。所述电感22包括主振线圈、反馈线圈以及轴式骨架，所述主振线圈和所述反馈线圈缠绕在所述轴式骨架上，所述轴式骨架与电路板21连接，所述开孔的中心线与所述轴式骨架的中轴线重合，即所述主振线圈和所述反馈线圈垂直于所述电路板21。进一步，所述轴式骨架可以用胶粘在所述电路板21上。所述电感反馈式振荡电路中除所述电感22外的其他器件位于所述电路板21上，所述电路板21的开孔形状可以根据盛装待检测液体的容器形状进行设置，例如，盛装待检测液体的容器为管状，所述电路板21可以为环形电路板。浮子23包括铁丝和聚乙烯管，所述铁丝密封在所述聚乙烯管内。聚乙烯管具有良好的耐酸碱腐蚀性，可以检测多种腐蚀性液体的液位。

所述电感反馈式振荡电路适于在所述浮子23随液位上升至预设高度时输出检测信号触发所述报警电路发光报警。本发明实施例还提供一种所述电感反馈式振荡电路的具体电路，如图3所示。所述电感反馈式振荡电路包括所述电感22，还包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及第一NPN三极管Q1。所述第一电容C1的一端连接所述电感22的主振线圈L1的一端、所述第二电阻R2的一端以及所述第三电容C3的一端并适于输出检测信号，所述第一电容C1的另一端连接所述主振线圈L1的另一端、所述第一电阻R1的一端以及所述第一NPN三极管Q1的集电极；所述第一NPN三极管Q1的基极连接所述第一电阻R1的另一端和所述第二电容C2的一端，所述第一NPN三极管Q1的发射极连接所述第三电阻R3的一端；所述第二电容C2的另一端连接所述电感22的反馈线圈L2的一端，所述反馈线圈L2的另一端、所述第三电阻R3的另一端以及所述第三电容C3的另一端接地，所述第二电阻R2的另一端适于接收电源电压VCC。在所述电感反馈式振荡电路处于正常振荡状态时，所述第二电阻R2的一端处于一个较高的电位；在所述电感反馈式振荡电路停振后，所述第一NPN三极管Q1由振荡状态变为放大状态，所述第二电阻R2的一端电位明显下降，输出低电平的检测信号。

本发明实施例还提供一种所述报警电路的具体电路，如图4所示。所述报警电路包括电压比较器A1、第四电阻R4、稳压二极管D1、第二NPN三极管Q2、发光二极管D2以及第七电阻R7。所述电压比较器A1的反相输入端适于接收所述检测信号，所述电压比较器A1的同相输入端适于接收基准电压Vref，所述电压比较器A1的输出端连接所述第四电阻R4的一端，所述第四电阻R4的另一端连接所述稳压二极管D1的阴极，所述稳压二极管D1的阳极连接所述第二NPN三极管Q2的基极，所述第二NPN三极管Q2的集电极连接所述发光二极管D2的阴极，所述发光二极管D2的阳极连接所述第七电阻R7的一端，所述第七电阻R7的另一端适于接收电源电压VCC，所述第二NPN三极管Q2的发射极接地。在本实施例中，所述报警电路还包括适于产生所述基准电压Vref的基准电压产生单元，所述基准电压产生单元包括第五电阻R5和第六电阻R6。所述第五电阻R5的一端适于接收电源电压VCC，所述第五电阻R5的另一端连接所述第六电阻R6的一端并适于输出所述基准电压Vref，所述第六电阻R6的另一端接地。

以下对本实施例的非接触式液位报警器的工作原理进行说明：进行液位检测时，将所述浮子23放入待检测的溶液中，并通过支架将所述电路板21和电感的骨架套在盛装溶液的容器外部的预设高度处，所述预设高度可根据实际需求进行设置；在液位未达到所述预设高度时，所述浮子23远离电感的主振线圈和反馈线圈，振荡电路处于正常振荡状态，所述第二电阻R2的一端处于一个较高的电位，所述电压比较器A1输出低电平信号，所述第二NPN三极管Q2不工作，无电流流过所述发光二极管D2，所述发光二极管D2不发光；当液位升高至所述预设高度时，所述浮子23随液位升高进入电感的骨架内部，加大主振线圈和反馈线圈的损耗迫使振荡电路停振，所述第二电阻R2的一端电位明显下降，输出低电平的检测信号，所述电压比较器A1输出高电平信号，使所述稳压二极管D1导通，从而触发所述第二NPN三极管Q2导通，有电流流过所述发光二极管D2，所述发光二极管D2进行发光报警。与采用霍尔器件或者干簧管配合浮子检测液位的方式相比，本实施例采用电感反馈式振荡电路感应具有铁芯的浮子23，仅将所述浮子23设置在容器内，而将振荡电路设置在容器外部，避免了浮子卡住的问题，也不需要对振荡电路进行防水处理，降低了液位检测的成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种非接触式液位报警器，其特征在于，包括电感反馈式振荡电路、设置有开孔的电路板、具有铁芯的浮子以及报警电路；

所述电感反馈式振荡电路包括电感，所述电感包括主振线圈、反馈线圈以及轴式骨架，所述主振线圈和所述反馈线圈缠绕在所述轴式骨架上，所述轴式骨架与所述电路板连接，所述开孔的中心线与所述轴式骨架的中轴线重合；

所述电感反馈式振荡电路中除所述电感外的其他器件位于所述电路板上；

所述电感反馈式振荡电路适于在所述浮子随液位上升至预设高度时输出检测信号触发所述报警电路发光报警。

2.根据权利要求1所述的非接触式液位报警器，其特征在于，所述电感反馈式振荡电路还包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一NPN三极管；

所述第一电容的一端连接所述主振线圈的一端、所述第二电阻的一端以及所述第三电容的一端并适于输出所述检测信号，所述第一电容的另一端连接所述主振线圈的另一端、所述第一电阻的一端以及所述第一NPN三极管的集电极；

所述第一NPN三极管的基极连接所述第一电阻的另一端和所述第二电容的一端，所述第一NPN三极管的发射极连接所述第三电阻的一端；

所述第二电容的另一端连接所述反馈线圈的一端，所述反馈线圈的另一端、所述第三电阻的另一端以及所述第三电容的另一端接地，所述第二电阻的另一端适于接收电源电压。

3.根据权利要求1所述的非接触式液位报警器，其特征在于，所述浮子包括铁丝和聚乙烯管，所述铁丝密封在所述聚乙烯管内。

4.根据权利要求1所述的非接触式液位报警器，其特征在于，所述电路板为环形电路板。

5.根据权利要求1所述的非接触式液位报警器，其特征在于，所述轴式骨架与所述电路板胶结。

6.根据权利要求1所述的非接触式液位报警器，其特征在于，所述报警电路包括电压比较器、第四电阻、稳压二极管、第二NPN三极管、发光二极管以及第七电阻；

所述电压比较器的反相输入端适于接收所述检测信号，所述电压比较器的同相输入端适于接收基准电压，所述电压比较器的输出端连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端连接所述稳压二极管的阴极，所述稳压二极管的阳极连接所述第二NPN三极管的基极，所述第二NPN三极管的集电极连接所述发光二极管的阴极，所述发光二极管的阳极连接所述第七电阻的一端，所述第七电阻的另一端适于接收电源电压，所述第二NPN三极管的发射极接地。

7.根据权利要求6所述的非接触式液位报警器，其特征在于，所述报警电路还包括适于产生所述基准电压的基准电压产生单元，所述基准电压产生单元包括第五电阻和第六电阻；

所述第五电阻的一端适于接收电源电压，所述第五电阻的另一端连接所述第六电阻的一端并适于输出所述基准电压，所述第六电阻的另一端接地。