CN110749623A - 一种水下环境判别电路 - Google Patents

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张建新
梁宛玉
贾丹丹
杨翠侠
李坤
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Abstract

本发明公开了一种水下环境判别电路，包括两个探测端子，其中第一探测端子连接至比较器的正相输入端，同时，电源VDD经第三电阻连接至比较器的正相输入端；比较器的反相输入端输入一参考电压；第二探测端子接参考地；两个探测端子暴露于空气中时，无连接；两个探测端子浸于水中时，通过水介质形成连通。根据水导电特性，采用比较器作为主要单元，设计本发明的电路，使产品具备一定的智能化，能够正确识别自身所处的工作环境，从而采用相应的工作模式，最大限度减少人为操作失误，提高产品工作的便捷性。

Description

一种水下环境判别电路
技术领域
本发明涉及一种水下环境判别电路，为电子技术应用领域，可应用于要求在水上和水下工作的电子仪器。
背景技术
某工业用电子控制产品具有地面使用和水下使用两种环境条件，而且要求产品能够根据地面环境和水下环境，自动切换到不同的工作模式。因此，正确识别产品自身是否处于水下环境，进而使能相应的程序控制措施，是产品功能实现的关键步骤。现有技术采用的技术方案是在产品操控面板上设置1个工作模式切换开关，由使用人员手工触发该切换开关设置产品的工作模式，这也是最简单可行的方法。
由于使用人员手工设置产品的工作模式存在一定的人为操作因素，不可避免的存在误操作风险；且随着产品的智能化要求越来越高，要求产品能够自动根据使用环境的不同自动选择工作模式，减少人员操作势必成为一种趋势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种水下环境判别电路，可以根据产品所处的地面环境和水下环境，自动切换到不同的工作模式，避免了人员操作的弊端。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种水下环境判别电路，其特征是，包括两个探测端子，其中第一探测端子连接至比较器的正相输入端，同时，电源VDD经第三电阻连接至比较器的正相输入端；比较器的反相输入端输入一参考电压；第二探测端子接参考地；
两个探测端子暴露于空气中时，无连接；两个探测端子浸于水中时，通过水介质形成连通。
进一步地，还包括二极管，第一探测端子经二极管连接至比较器的正相输入端；第一探测端子接于二极管的负端，二极管的正端连接至比较器的正相输入端。
进一步地，所述参考电压为分压电阻对电源VDD分压后的电压。
进一步地，电源VDD电压高于所述参考电压。
进一步地，所述参考电压高于电源VDD电压被第三电阻和所浸入的水介质电阻分压后的分压电压。
进一步地，两个探测端子之间无连通时，比较器的正相输入端连接的电源VDD电压高于比较器的反相输入端的参考电压，比较器的输出端电压为数字信号高电平。
进一步地，两个探测端子之间连通时，比较器的正相输入端的电压为第三电阻和所浸入的水介质电阻对电源VDD电压分压后的电压值，低于比较器的反相输入端的参考电压，比较器的输出端电压为数字信号低电平。
进一步地，将两个探测端子通过金属触点连接到需要进行工作环境判别的产品的壳体外部。
本发明所达到的有益效果：
根据水导电特性，采用比较器作为主要单元，设计本发明的电路，提供一种水下环境判别电路，使产品具备一定的智能化，能够正确识别自身所处的工作环境，从而采用相应的工作模式，最大限度减少人为操作失误，提高产品工作的便捷性。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
由图1所示，本发明一种水下环境判别电路，包括：比较器N1、电阻R1、R2、R3、R4，电容C1，二极管D1。其中，电阻R1和R2串联，与供电电源VDD和参考地线相连，构成比较器参考电压，电阻R2与电容C1并联，电容C1作用是去电路噪声；二极管D1用于电路反向保护，使电路电子元器件免受外部干扰信号影响；比较器N1将外部水环境信号和参考电压进行比较输出。
电路连接关系如下：电路端子Pin1接二极管D1的负端，二极管D1的正端同时连接电阻R3和R4的一端，电阻R3的另一端连接电源VDD，电阻R4另一端连接比较器N1的正相输入端引脚3，通过电阻R1与R2的串连，对电源VDD进行分压，分压后的电压输入到比较器N1的反相输入端引脚4，比较器N1的电源端引脚5接电源VDD，比较器N1的接地端引脚2接电源地，电容C1与电阻R2并联。
电路端子Pin2接参考地。
电路端子Pin1和Pin2通过金属触点连接到产品壳体外部。当电路处于空气中时，电路端子Pin1和Pin2之间无连通，无电流通过，比较器N1的正相输入端引脚3在电阻R3的上拉作用下，电压值为VDD，高于比较器N1的反相输入端引脚4的电压，使得比较器N1的输出端引脚1电压值Test为VDD，即为数字信号高电平；国际规定自来水在15℃时电阻率应大于1300Ω/cm，即一厘米见方，两极之间的电阻。自来水电阻与水质有直接联系，含杂质越多，电阻越低。当电路浸没于水中时，电路端子Pin1和Pin2能够同样浸入到水中，电路端子Pin1和Pin2之间通过水介质连通有电流通过，比较器N1的正相输入端引脚3的电压值为电阻R3和所浸入的水介质电阻分压后的电压值，低于比较器N1的反相输入端引脚4的电压，使得比较器N1的输出端引脚1电压值Test为0V，即为数字信号低电平，从而实现水环境的识别。
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水下环境判别电路，其特征是，包括两个探测端子，其中第一探测端子连接至比较器的正相输入端，同时，电源VDD经第三电阻连接至比较器的正相输入端；比较器的反相输入端输入一参考电压；第二探测端子接参考地；
两个探测端子暴露于空气中时，无连接；两个探测端子浸于水中时，通过水介质形成连通。
2.根据权利要求1所述的一种水下环境判别电路，其特征是，还包括二极管，第一探测端子经二极管连接至比较器的正相输入端；第一探测端子接于二极管的负端，二极管的正端连接至比较器的正相输入端。
3.根据权利要求1所述的一种水下环境判别电路，其特征是，所述参考电压为分压电阻对电源VDD分压后的电压。
4.根据权利要求1所述的一种水下环境判别电路，其特征是，电源VDD电压高于所述参考电压。
5.根据权利要求1所述的一种水下环境判别电路，其特征是，所述参考电压高于电源VDD电压被第三电阻和所浸入的水介质电阻分压后的分压电压。
6.根据权利要求1或4所述的一种水下环境判别电路，其特征是，两个探测端子之间无连通时，比较器的正相输入端连接的电源VDD电压高于比较器的反相输入端的参考电压，比较器的输出端电压为数字信号高电平。
7.根据权利要求1或5所述的一种水下环境判别电路，其特征是，两个探测端子之间连通时，比较器的正相输入端的电压为第三电阻和所浸入的水介质电阻对电源VDD电压分压后的电压值，低于比较器的反相输入端的参考电压，比较器的输出端电压为数字信号低电平。
8.根据权利要求1所述的一种水下环境判别电路，其特征是，将两个探测端子通过金属触点连接到需要进行工作环境判别的产品的壳体外部。
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