CN107941303A - 一种微量液体感应装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微量液体感应装置及方法，装置包括探测针、检测电容、触摸感应模块和光耦合器，所述探测针连接至触摸感应模块的输入端，所述检测电容的两端分别连接在触摸感应模块的输入端与地之间，所述触摸感应模块的输出端与光耦合器的输入端连接。本发明通过探测针和触摸感应模块检测检测电容中电压轻微变化从而来检测微量的液体液面或者金属，在减少成本的同时，有效提高了检测的精度，而且本发明还可通过改变探测针从而适用于多种检测环境中，方便实用。本发明可广泛应用于液面或金属检测中。

Description

一种微量液体感应装置及方法

技术领域

本发明涉及液面检测技术领域，尤其涉及一种微量液体感应装置及方法。

背景技术

目前市场上的微量液体感应有：a、测量液位的压力传感器。静压投入式液位变送器(液位计)是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号。b、激光液面传感器，超声波液面传感器：采用激光或者超声波在液面反射原理来采集液面信号。但是，现在的检测方法中所用的感应器体积过大，对微量液体无法准确地检测出有无液体。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种精度较高，且成本较低的微量液体感应装置及方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种微量液体感应装置，包括探测针、检测电容、触摸感应模块和光耦合器，所述探测针连接至触摸感应模块的输入端，所述检测电容的两端分别连接在触摸感应模块的输入端与地之间，所述触摸感应模块的输出端与光耦合器的输入端连接。

作为所述的一种微量液体感应装置的进一步改进，所述触摸感应模块的输出端与光耦合器的输入端之间连接有发光二极管。

作为所述的一种微量液体感应装置的进一步改进，所述触摸感应模块采用触摸感应芯片实现。

作为所述的一种微量液体感应装置的进一步改进，所述探测针与触摸感应模块的输入端之间连接有中间体。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种利用所述的微量液体感应装置的感应方法，包括以下步骤：

记录检测电容的电压值；

当探测针接触到物体或液面时，判断电压值是否发生变化，若是，则触摸感应模块对光耦合器发出高电平信号，进而光耦合器发出感应信号到控制器中；反之，则不进行信号输出。

本发明的有益效果是：

本发明一种微量液体感应装置及方法通过探测针和触摸感应模块检测检测电容中电压轻微变化从而来检测微量的液体液面或者金属，在减少成本的同时，有效提高了检测的精度，而且本发明还可通过改变探测针从而适用于多种检测环境中，方便实用。

附图说明

图1是本发明一种微量液体感应装置的原理方框图；

图2是本发明一种微量液体感应装置的感应方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

参考图1，本发明一种微量液体感应装置，包括探测针、检测电容、触摸感应模块和光耦合器，所述探测针连接至触摸感应模块的输入端，所述检测电容的两端分别连接在触摸感应模块的输入端与地之间，所述触摸感应模块的输出端与光耦合器的输入端连接。

进一步作为优先的实施方式，所述触摸感应模块的输出端与光耦合器的输入端之间连接有发光二极管。

进一步作为优先的实施方式，所述触摸感应模块采用触摸感应芯片实现。

进一步作为优先的实施方式，所述探测针与触摸感应模块的输入端之间连接有中间体。所述中间体可沿长探测头，使用更加方便，比如需要探测体为又细又深的管道里面。

本发明中的探测针可以接任何导电体来沿长检测端点而不会影响所检测电路的精度，每次断电重启后以当前输入端的当前现状为0信号。(比如：检测精度为1平方厘米的金属体，而输入端却需要延长10平方厘米金属体，在拼接好沿长金属部分重新通电后电路所检测的精度依然保持为1平方厘米金属体)而且本发明抗振能力强，在高频振荡后，电路的精度保持不变。在感应到有导电体时，所述发光二极管会发出亮光信号。本发明整体体积小，长宽高可以做到25*15*5mm以内，集成于一块小小的电路板即可完成检测工作。

参考图2，本发明一种利用所述的微量液体感应装置的感应方法，包括以下步骤：

记录检测电容的电压值；

当探测针接触到物体或液面时，判断电压值是否发生变化，若是，则触摸感应模块对光耦合器发出高电平信号，进而光耦合器发出感应信号到控制器中；反之，则不进行信号输出。

本发明实施例中，所述光耦合器的输出端连接至控制器，所述控制器的输出端通过继电器连接至电机或开关，检测时，先是记录检测电容的初始电压值，由于电容电压的计算为U＝Q/C，因为电容两极相对面积是固定的所以电容值C不会改变，如果所接触的物体为金属或液体等导电体，则电容其中一极的电荷量会被引走到所接触的物体上，而电容的另一极与地相接所以电荷量也会跟着发生变化，所以U＝Q/C，电容C不变，电容上的电荷量Q变小从而U也变小。

因为触摸感应模块的信号电流过小一般无法作为控制器的输入信号，所以需要光耦合器来驱动控制器。

当电容的正极极板的电荷减少或者增加时，由于电容两极板的相对面积没发生变化所以电容保持不变。通过公式U＝Q/C可得当电容不变时电压与电荷量成正比关系。

光耦合器的作用：1、光耦合器可以与单片机或PLC等控制器进行光电隔离，能更好的保护电路互不干扰。

2、触摸感应模块的输出电流非常小，无法直接带动普通的芯片工作，所以必需由光耦合器作为中间继电器的作用通过小电流带动大电流。

3、光耦合器的输出端不需区分正负极、无极极性要求，方便控制器各种输入要求，可上拉输入也可下拉输入。

本发明中灵敏度可以通过改变检测电容的电容量来调节，但不推荐使用可调电容(振动可能引起电容变化而使得精度不准确)。

本发明实施例中的返应时间短，从探测针未端到信号输出只需要160ms。

本发明检测精度较高，可检测低至50微升液体的液面，可广泛应用于医疗仪器上需要探测微量的液面的仪器，也可以用在工业焊接机器人上来探测焊丝有没有接触到金属等等应用。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种微量液体感应装置，其特征在于：包括探测针、检测电容、触摸感应模块和光耦合器，所述探测针连接至触摸感应模块的输入端，所述检测电容的两端分别连接在触摸感应模块的输入端与地之间，所述触摸感应模块的输出端与光耦合器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种微量液体感应装置，其特征在于：所述触摸感应模块的输出端与光耦合器的输入端之间连接有发光二极管。

3.根据权利要求1所述的一种微量液体感应装置，其特征在于：所述触摸感应模块采用触摸感应芯片实现。

4.根据权利要求1所述的一种微量液体感应装置，其特征在于：所述探测针与触摸感应模块的输入端之间连接有中间体。

5.一种利用权利要求1～4任一项所述的微量液体感应装置的感应方法，其特征在于，包括以下步骤：

记录检测电容的电压值；

当探测针接触到物体或液面时，判断电压值是否发生变化，若是，则触摸感应模块对光耦合器发出高电平信号，进而光耦合器发出感应信号到控制器中；反之，则不进行信号输出。