CN108534866A - 一种可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器，包括IC处理电路、供电电路、基准校正电路、待测感应电路和结果反馈电路；首先对基准校正电路的电容容值进行调整，用以抵消电子液位感应器自身和环境产生的寄生电容的影响；工作时，通过待测感应电路的感应焊盘感应待测物体、产生感应电容，并发送至IC处理电路；接着IC处理电路判断感应电容的容量，若感应容量大于一定值时，则IC处理电路改变IC输出管脚内部连接的CMOS的状态，并通过IC输出管脚的上拉电阻来反馈感应结果到输出端子，并经结果反馈电路输出高电平或低电平，表示有感应或无感应。此设计具有高精度和灵敏度，同时具有隔空监测液位的性能，使用范围极广。
Description
技术领域
本发明属于液位感应技术领域，特别涉及一种可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器。
背景技术
目前，市面上的感应器必须紧贴液体容器的外壳来监测，而且灵敏度和精度不高，特别容易引起误判，有液体可能监测不到或者没有液体误报有液体等情况，更不用说能够隔着一定距离的空气进行监测了，(空气对这类感应监测的负面影响非常大)，感应器的应用范围极窄，适用性和实用性都比较弱。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种高精度、高灵敏度，同时具有隔空监测液位的性能，使用范围极广的电子液位感应器。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器，包括：
IC处理电路，用于判断待测感应电路的感应焊盘感应待测物体所产生感应电容的容量，控制结果反馈电路的输出。
供电电路，与IC处理电路连接，用于提供稳定的工作电源；
基准校正电路，由两部分组成，用于通过调整电容容量来抵消电子液位感应器自身和环境产生的寄生电容的影响；其中第一部分是连接在IC处理电路上进行粗调的一个电容；第二部分由四个电容组成，且该四个电容两两并联后串联连接在IC处理电路上；
待测感应电路，包括用于感应待测物体所产生感应电容的感应焊盘，所述感应焊盘与IC处理电路连接，且其之间串联有抗干扰电阻；
结果反馈电路，与IC处理电路连接，采用输出高电平、低电平来表示是否有感应。
进一步地，所述基准校正电路由一个电容C3、四个电容两两并联再串联组成，且电容C3连接在IC处理电路中IC芯片的一管脚上，四个电容两两并联再串联后连接在IC处理电路中IC芯片的另一管脚上。
进一步地，所述基准校正电路的四个电容设置在靠近IC处理电路的IC管脚处，并远离待测感应电路的感应焊盘。
进一步地，所述感应焊盘是面积大小可调整的感应焊盘，所述抗干扰电阻为3K电阻。
进一步地，所述结果反馈电路包括是一个上拉电阻、一个下拉电阻和N型场效应晶体管，其中所述上拉电阻与高电平连接，所述下拉电阻接地，所述N型场效应晶体管与IC处理电路连接，通过上拉电阻和下拉电阻驱使N型场效应晶体管的信号反转，有感应时输出高电平，无感应时输出低电平。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过采用上述技术方案，即可大大提高精度和灵敏度，解决现有液位感应器常常出现误报误判的问题，同时具有隔空监测液位的性能，便可广泛应用在需要液位监测的场合，使用范围极广，而且高精度、高灵敏度和超强稳定性能，使电子液位感应器可以在苛刻的环境中使用，保证了被监测的产品(液体)在可控范围内，保证了其主体设备和使用者以及环境的安全。
附图说明
下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明所述一种可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器实施例的结构原理示意框图；
图2是本发明所述一种可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和2中所示：
本发明实施例提供的可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器，包括有IC处理电路1、供电电路2、基准校正电路3、待测感应电路4和结果反馈电路5。其中，所述IC处理电路1主要用于判断待测感应电路4的感应焊盘感应待测物体所产生感应电容的容量，控制结果反馈电路5的输出；所述供电电路2与IC处理电路1连接，主要用于提供稳定的工作电源。所述基准校正电路3由两部分组成，用于通过调整电容容量来抵消电子液位感应器自身和环境产生的寄生电容的影响；其中第一部分是连接在IC处理电路上进行粗调的一个电容；第二部分由四个电容组成，且该四个电容两两并联后串联连接在IC处理电路上；具体结构可以为：如图2，所述基准校正电路3由一个电容C3、两个电容C41～C42并联、两个电容C43～C44并联，然后再串联组成；其中，电容C3连接在IC处理电路(即IC芯片的3号管脚)上，且C41～C42两两并联然后再串联连接后，连接在IC芯片的4号管脚上；主要通过调整电容容量来抵消电子液位感应器自身和环境产生的寄生电容的影响。所述待测感应电路4包括用于感应待测物体所产生感应电容的感应焊盘，所述感应焊盘是面积大小可调整的感应焊盘(通过调整感应焊盘面积的大小来改变感应容量的容值)，并与IC处理电路1连接，且感应焊盘与IC处理电路1(IC管脚)之间串联有抗干扰电阻，所述抗干扰电阻可以为3K电阻。所述结果反馈电路5与IC处理电路1连接，采用输出高电平、低电平来表示是否有感应；所述结果反馈电路5包括是一个上拉电阻、一个下拉电阻和N型场效应晶体管，其中所述上拉电阻与高电平连接，所述下拉电阻接地，所述N型场效应晶体管与IC处理电路连接，通过上拉电阻R2和下拉电阻R5驱使N型场效应晶体管的信号反转，有感应时输出高电平，无感应时输出低电平。
本发明所述可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器的工作原理为：首先通过基准校正电路3对电容进行调整(比如：先调整基准校正电路的电容C3进行粗调，再调整电容C41～C44，以便达到实际环境需要的监测条件)，以抵消电子液位感应器自身和环境产生的寄生电容的影响；然后通过待测感应电路4的感应焊盘感应待测物体、产生感应电容，并发送至IC处理电路1；接着IC处理电路1判断感应电容的容量，若感应容量大于设定值时，则IC处理电路1改变IC输出管脚内部连接的CMOS的状态(由高阻态改变为接地)，并通过IC输出管脚的上拉电阻R2、下拉电阻R5来反馈感应结果到输出端子，并经结果反馈电路5输出高电平，表示有感应，反之输出低电平，表示无感应。
这样，本发明所述电子液位感应器通过采用IC处理电路1(IC自身的处理能力和抗干扰能力)和基准校正电路3大大提高了精度和灵敏度，解决了现有液位感应器常常出现误报误判的问题，同时具有隔空监测液位的高难度性能，便可广泛应用在需要液位监测的场合，使用范围极广，而且高精度、高灵敏度和超强稳定性能，使电子液位感应器可以在苛刻的环境中使用，保证了被监测的产品(液体)在可控范围内，保证了其主体设备和使用者以及环境的安全，即：如果检测不准发生误报，容易产生危险，比如，有毒或易燃液体在容器满了，检测器应该报警，并给出信号停止再注入，如果误报，那么还会继续注入液体，就会发生溢漏、发生危险。
另外，所述基准校正电路3的四个电容设置在靠近IC处理电路的IC管脚处，并远离待测感应电路4的感应焊盘，有效防止信号干扰。而且所述IC处理电路1、供电电路2、基准校正电路3、待测感应电路4和结果反馈电路5均集成在PCB板上，为了防止产品使用过程中被待测液体污染导致精度不够，甚至造成短路失效，最好在PCB板上覆盖绝缘材料来保护产品的电子元器件，以及提高产品的可靠性、稳定性和使用寿命。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器，包括：
IC处理电路，用于判断待测感应电路的感应焊盘感应待测物体所产生感应电容的容量，控制结果反馈电路的输出。
供电电路，与IC处理电路连接，用于提供稳定的工作电源；
基准校正电路，由两部分组成，用于通过调整电容容量来抵消电子液位感应器自身和环境产生的寄生电容的影响；其中第一部分是连接在IC处理电路上进行粗调的一个电容；第二部分由四个电容组成，且该四个电容两两并联后串联连接在IC处理电路上；
待测感应电路，包括用于感应待测物体所产生感应电容的感应焊盘，所述感应焊盘与IC处理电路连接，且其之间串联有抗干扰电阻；
结果反馈电路，与IC处理电路连接，采用输出高电平、低电平来表示是否有感应。
2.根据权利要求1所述可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器，其特征在于：所述基准校正电路由一个电容C3、四个电容两两并联再串联组成，且电容C3连接在IC处理电路中IC芯片的一管脚上，四个电容两两并联再串联后连接在IC处理电路中IC芯片的另一管脚上。
3.根据权利要求1或2所述可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器，其特征在于：所述基准校正电路的四个电容设置在靠近IC处理电路中IC芯片的管脚处，并远离待测感应电路的感应焊盘。
4.根据权利要求1或2所述可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器，其特征在于：所述感应焊盘是面积大小可调整的感应焊盘，所接抗干扰电阻为3K电阻。
5.根据权利要求1或2所述可隔空监测液位的高灵敏度高精度电子液位感应器，其特征在于：所述结果反馈电路包括是一个上拉电阻、一个下拉电阻和N型场效应晶体管，其中所述上拉电阻与高电平连接，所述下拉电阻接地，所述N型场效应晶体管与IC处理电路连接，通过上拉电阻和下拉电阻驱使N型场效应晶体管的信号反转，有感应时输出高电平，无感应时输出低电平。
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