CN110849440A - 夹管液位侦测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种夹管液位侦测装置，其包括PCBA模组、焊接在PCBA模组上的金属夹和液位侦测电路模块，所述液位侦测电路模块设置在PCBA模组上，所述液位侦测电路模块包括金属探头、侦测处理单元和感度调节单元，所述金属探头和感度调节单元分别与侦测处理单元连接；所述金属探头通过卡扣的方式卡扣在所侦测的管道上进行侦测。本发明的金属探头通过卡扣的方式安装固定在管道上，所以无需直接被侦测的液体接触，无需机械构件，成本低、安装简单，因此，并且整体结构简单，一体化设计，避免繁琐的多结构部件设计，不会对液体产生二次污染，安全可靠；在产品成本上面大大缩减，以及可以通过感度调节单元进行感度匹配调整，提高侦测精度。
Description
技术领域
本发明涉液体侦测装置领域，尤其是一种夹管液位侦测装置。
背景技术
目前，消费类电子产品的饮水机，咖啡机，净水器，泡茶机等需要用来抽水的产品中，用于侦测液体的传感器多是通过简单的机械部件利用液体位置高度进行检测。例如：浮球或弹簧的模组，需要配合干簧管及霍尔开关（磁性开关）进行液位监测；这种分离是侦测侦测个体之间存在较大的差异，造成水位监测误差大，或者因结构部件卡死导致干烧或侦测失效情况。再者机械装置在长期工作状态中存在磨损和腐蚀情况，若有裸露的金属部件在检测的液体中还会造成二次污染，难清洗等问题。此外，多数机械类装置对安装和生产要求较高，不可避免地带来生产成本和使用成本增加的问题。
因此，还有待于对现有技术进行改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种夹管液位侦测装置，旨在于解决现有液位侦测装置的侦测误差较大，容易造成结构部件卡死导致干烧或侦测失效情况，以及容易磨损和腐蚀，造成液体的二次污染的技术问题。
为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种夹管液位侦测装置，其包括PCBA模组、焊接在PCBA模组上的金属夹和液位侦测电路模块，所述液位侦测电路模块设置在PCBA模组上，所述液位侦测电路模块包括金属探头、侦测处理单元和感度调节单元，所述金属探头和感度调节单元分别与侦测处理单元连接；所述金属探头通过卡扣的方式卡扣在所侦测的管道上进行侦测。
所述的夹管液位侦测装置，其中，PCBA模组包括降压单元和反接保护单元，所述降压单元分别电源和地线，所述反接保护单元与降压单元连接。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述降压单元包括RT9193-33GU5芯片、电容C1、电阻R1、电容C2、电容C3和电容C4；所述电阻R1与T9193-33GU5芯片的引脚EN连接，并连接在输入单元和RT9193-33GU5芯片的引脚VIN之间；所述电容C2连接在RT9193-33GU5芯片的引脚BP和地线之间；所述电容C3和电容C4并联后连接在RT9193-33GU5芯片的引脚OUT和地线之间；所述电容C1的一端连接在反接保护单元和RT9193-33GU5芯片的引脚Vin之间，另一端连接地线。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述反接保护单元包括第一连接器和二极管，所述二极管的正极与第一连接器连接，二极管的负极与电容C1和RT9193-33GU5芯片的引脚Vin连接。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述侦测探头为导电的金属弹片。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述侦测处理单元与降压单元连接，侦测处理单元的第6脚与连接侦测探头，侦测处理单元和侦测探头组成前端电路，与侦测处理单元的第3脚依次连接电阻R2和第二连接器作为信号输出电路。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述感度调节单元包括可调节电容值的电容C5，所述电容C5的一端与侦测处理单元的第5脚连接，另一端与地线连接。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述电容C1为10uF/16V，电容C2为103电容，所述电容C3为10uF，电容C4为0.1 uF，所述电阻R1为 10K，电阻R2为1K。
有益效果：本发明的金属探头通过卡扣的方式安装固定在管道上，所以无需直接被侦测的液体接触，无需机械构件，成本低、安装简单，因此，并且整体结构简单，一体化设计，避免繁琐的多结构部件设计，由于完全没有机械结构，并且不直接接触到液体,所以不会发生机械故障发生的可能，也不会对液体产生二次污染，安全可靠；在产品成本上面大大缩减，以及可以通过感度调节单元进行感度匹配调整，提高侦测精度。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
如图1-2所示，本发明公开了一种夹管液位侦测装置，其包括PCBA模组1、焊接在PCBA模组1上的金属夹2和液位侦测电路模块3，所述液位侦测电路模块3设置在PCBA模组1上，所述液位侦测电路模块3包括金属探头4、侦测处理单元5和感度调节单元6，所述金属探头4和感度调节单元6分别与侦测处理单元5连接；所述金属探头1通过卡扣的方式卡扣在所侦测的管道7上进行侦测。
图1中的双向箭头表示液位侦测线，所述管道内的箭头表示水流方向。
采用上述结构后，本发明的金属探头焊接在在PCBA模组上，所以能够直接卡扣在管道上对液体进行液位侦测，并且有三个组件构成，完全没有机械结构，并且不直接接触到液体,所以不会发生机械故障发生的可能，所以安全可靠，在产品成本上面可以大大缩减，本装置作为一体化设计，避免繁琐的多结构部件设计；此外，可以通过感度调节单元进行感度匹配调整，从而高侦测精度。所述的夹管液位侦测装置，其中，PCBA模组3包括降压单元8和反接保护单元9，所述降压单元8分别电源和地线，所述反接保护单元9与降压单元8连接。
采用上述结构后，本发明的降压单元将高电压进行降压滤波后提供侦测模块所需电源供电，当供电电源反向链接时，电路反向不导通，降压模块不进行工作，反接保护单元从而保护后端降压单元和侦测单元；具备降压，逆接保护单元电路，有效避免安装失误造成的失效损毁；所以本装置可以支持高压输入降压使用，使得实用广泛性增加。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述降压单元8包括RT9193-33GU5芯片、电容C1、电阻R1、电容C2、电容C3和电容C4；所述电阻R1与T9193-33GU5芯片的引脚EN连接，并连接在输入单元和RT9193-33GU5芯片的引脚VIN之间；所述电容C2连接在RT9193-33GU5芯片的引脚BP和地线之间；所述电容C3和电容C4并联后连接在RT9193-33GU5芯片的引脚OUT和地线之间；所述电容C1的一端连接在反接保护单元和RT9193-33GU5芯片的引脚Vin之间，另一端连接地线。
采用上述结构后，本发明通过RT9193-33GU5芯片作为稳压器，并且配合电容C1、电容C2、电容C3和电容C4可以实现对输入高压电源进行降压、稳压，从而适合侦测处理单元和侦测单元使用；使得本装置能够使用的电压范围更广，适用的范围更广。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述反接保护单元9包括第一连接器10和二极管11，所述二极管11的正极与第一连接器10连接，二极管11的负极与电容C1和RT9193-33GU5芯片的引脚Vin连接。
采用上述结构，通过将二极管作为为电路输入的反接保护元件，所以当供电电源反向链接时，电路反向不导通，降压单元不进行工作，从而保护后端降压单元和侦测单元。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述侦测探头4为导电的金属弹片，优选为有弹性的铜夹片，夹在管道上的铜夹片可以根据管路直径的不同进行对应调整。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述侦测处理单元5与降压单元8连接，侦测处理单元5的第6脚与连接侦测探头4，侦测处理单元5和侦测探头4组成前端电路，与侦测处理单元5的第3脚依次连接电阻R2和第二连接器13作为信号输出电路12。
采用上述结构后，本发明能够将侦测的到液位数据输出给其它设备或者显示器，所以能够根据侦测值提供输出所需信号给所需之系统使用。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述感度调节单元6包括可调节电容值的电容C5，所述电容C5的一端与侦测处理单元的第5脚连接，另一端与地线连接。
在实际生产中，电容C5可以是可调容值电容，也可以是固定电容容值，当安装为可调电容时，可利用电容容值大小的调整进行感度匹配调整,电容固定时，还可以进行探头尺寸大小松紧调整进行感度调整，也可以利用侦测电路模块U02内部软件进行调整。当电容C5作为固定值时，电容值为4.7uF。
所述的夹管液位侦测装置，其中，所述电容C1为10uF/16V，电容C2为103电容，所述电容C3为10uF，电容C4为0.1 uF，所述电阻R1为 10K，电阻R2为1K。
本装置所侦测的液体是任何能够导电的液体，比如水,油,牛奶，茶，香精等液体；根据不同的安装方式，可用于检测液位高度/有无/气泡等；所侦测液体能够根据不同导电率可以进行匹配调整。
工作原理：本夹管液位侦测装置安装在所侦测的管道上面后，侦测模块根据侦测探头PIN6所侦测值与PIN5所设定的侦测值进行比较，当侦测值小于设定值，侦测装置通过PIN3输出稳定信号给系统模块，告知所侦测状态为无液体状态,反之为有液体状态；例如：侦测值的阀值定义， 比如说阀值设定到15 ，当所侦测到的值大约15 ，是有效输出，当侦测阀值低于15 ，则输出无效。当有气泡通过侦测点时，侦测装置会输出不稳定的高低变化信号，告知系统模块所侦测状态为气泡通。
根据设定不同灵敏度，本装置还可以用于金属等导体侦测，侦测逻辑原理同上。
本发明为被动侦测装置,安装简单，无次生污染；上述提到的液体可以是牛奶、纯净水、污水、酒精、汽油等液体；本装置可以扩展到相关类似侦测多点位，多段位的应用装置上面。
本装置具有以下优点：
本装置使用简易的卡扣安装固定，无械部件，低成本，安装简单，无污染；
本装置可以根据不同直径管道，不同液体不同导电率进行调整侦测；
本装置还可以作为扩展作为金属材料靠近侦测，比如行驶汽车碰撞前侦测；
本装置作为一体化设计，避免繁琐的多结构部件设计；
本装置可以调整侦测感度，提高侦测精度；
本装置可以根据需求进行侦测点/段的扩展侦测；
本装置根据不同场景不改变当前产品设计的状态下应用，使用需求不受限制。
本装置同时具备降压，逆接保护单元电路，有效避免安装失误造成的失效损毁；
本装置支持高压输入降压使用，实用广泛性增加。
本发明的金属探头通过卡扣的方式安装固定在管道上，所以无需直接被侦测的液体接触，无需机械构件，成本低、安装简单，因此，并且整体结构简单，一体化设计，避免繁琐的多结构部件设计，由于完全没有机械结构，并且不直接接触到液体,所以不会发生机械故障发生的可能，也不会对液体产生二次污染，安全可靠；在产品成本上面大大缩减，以及可以通过感度调节单元进行感度匹配调整，提高侦测精度。
以上是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，不付出创造性劳动对本发明技术方案的修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种夹管液位侦测装置，其特征在于，包括PCBA模组、焊接在PCBA模组上的金属夹和液位侦测电路模块，所述液位侦测电路模块设置在PCBA模组上，所述液位侦测电路模块包括金属探头、侦测处理单元和感度调节单元，所述金属探头和感度调节单元分别与侦测处理单元连接；所述金属探头通过卡扣的方式卡扣在所侦测的管道上进行侦测。
2.根据权利要求1所述的夹管液位侦测装置，其特征在于，PCBA模组包括降压单元和反接保护单元，所述降压单元分别电源和地线，所述反接保护单元与降压单元连接。
3.根据权利要求2所述的夹管液位侦测装置，其特征在于，所述降压单元包括RT9193-33GU5芯片、电容C1、电阻R1、电容C2、电容C3和电容C4；所述电阻R1与T9193-33GU5芯片的引脚EN连接，并连接在输入单元和RT9193-33GU5芯片的引脚VIN之间；所述电容C2连接在RT9193-33GU5芯片的引脚BP和地线之间；所述电容C3和电容C4并联后连接在RT9193-33GU5芯片的引脚OUT和地线之间；所述电容C1的一端连接在反接保护单元和RT9193-33GU5芯片的引脚Vin之间，另一端连接地线。
4.根据权利要求3所述的夹管液位侦测装置，其特征在于，所述反接保护单元包括第一连接器和二极管，所述二极管的正极与第一连接器连接，二极管的负极与电容C1和RT9193-33GU5芯片的引脚Vin连接。
5.根据权利要求1所述的夹管液位侦测装置，其特征在于，所述侦测探头为导电的金属弹片。
6.根据权利要求3所述的夹管液位侦测装置，其特征在于，所述侦测处理单元与降压单元连接，侦测处理单元的第6脚与连接侦测探头，侦测处理单元和侦测探头组成前端电路，与侦测处理单元的第3脚依次连接电阻R2和第二连接器作为信号输出电路。
7.根据权利要求1所述的夹管液位侦测装置，其特征在于，所述感度调节单元包括可调节电容值的电容C5，所述电容C5的一端与侦测处理单元的第5脚连接，另一端与地线连接。
8.根据权利要求6所述的夹管液位侦测装置，其特征在于，所述电容C1为10uF/16V，电容C2为103电容，所述电容C3为10uF，电容C4为0.1 uF，所述电阻R1为 10K，电阻R2为1K。
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