CN201285310Y

CN201285310Y - 一种用于水位传感器的电路结构

Info

Publication number: CN201285310Y
Application number: CNU2008201860378U
Authority: CN
Inventors: 李凌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-13
Filing date: 2008-10-13
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2018-10-13

Abstract

本实用新型公开了一种用于水位传感器的电路结构，包括电源输入电路、检测电路和信号输出模块，其特征在于：所述检测电路包括至少5个检测电极、方波发生器、电阻网络、二极管，所述检测电极自上而下分布于待测水位的容器中，每一电极与串联的电阻网络的一个节点电连接，与检测电极对应设有一长电极，长电极与各检测电极的间距一致，所述间距在5毫米至10毫米之间，方波发生器的输出端连接至串联电阻网络，长电极经一分压电阻接地，长电极与分压电阻间的连接点为输出端，连接至信号输出模块。本实用新型通过方波发生器产生驱动信号，通过检测电极和长电极间形成的电容来改变电阻网络的接入情况，继而改变分压电阻上获得的电压值，因而可以通过检测分压电阻上的电压来确定水位，提高了水位监测的准确性。

Description

一种用于水位传感器的电路结构

技术领域

本实用新型涉及一种水位传感器，具体涉及一种用于水位传感器的电路结构。

背景技术

在日常的生活中，人们经常需要使用洗衣机、热水器等家电，在这些家电中，水位传感器是一个非常重要的器件，被安装在水箱内，可以准确的对水位进行监控。

目前普遍使用的水位传感器为浮球式水位传感器，这是一种最简单的水位传感器，它由一根不锈钢管和一个不锈钢空心球组成。不锈钢管内装有四个干簧继电器，空心球内装有一块永久磁铁，当空心球随着水位上下运动时，永久磁铁作用于继电器。整个浮球式水位传感器相当于四个定点水位开关，用这四个水位开关对水位动力装置进行控制。这种浮球式水位传感器安装使用方便，并且生产成本不高，适合使用。但是它不能连续测量水位，而且它依靠穿在钢管上的浮球作上下机械运动，容易出现被杂物堵塞卡壳，影响整体工作。

针对浮球式水位传感器的不足，出现了一种膜片感应式液位传感器。它是利用液位的压力作用在感应膜片上，液位的变化引起感应膜片上的压力变化，在压力和弹簧力的作用下，感应膜片带动直滑式电位器的指针移动，感应膜片随着液位的变化而上下移动，带动直滑式电位器的指针移动，从而将液位信号变成电信号。这种膜片感应式液位传感器结构简单，通用性强。但是长时间使用后，水垢容易进入传感器内，影响膜片的移动，使得液位传感器出现较大的误差。

电容式传感器一般包括线路板、不锈钢套管、热缩管和不锈钢外套管，不锈钢套管间隔套在线路板外部并与线路板上的水位感应电路相连通，热缩管与不锈钢套管间隔分布并密闭相连构成内管，将线路板封闭起来，再将其置于不锈钢外套管内；由内管和不锈钢外套管作为电容的两个极板，以水为介质，形成随水位变化的电容，通过对电容的测量检测水位。但是，由于水中的杂质含量情况变化较大，特别是如洗衣机中的水的杂质变化更为明显，采用电容法难以获得较为准确的水位值。

由上述可知，目前普遍使用的水位传感器内的测试方式均存在较大的缺陷，无法准确的对水位进行监测。

发明内容

本实用新型目的是提供一种用于水位传感器的电路结构，使用该电路结构，提高了水位传感器的监测的准确性。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于水位传感器的电路结构，包括电源输入电路、检测电路和信号输出模块，所述检测电路包括至少5个检测电极、方波发生器、电阻网络、二极管，所述检测电极自上而下分布于待测水位的容器中，每一电极与串联的电阻网络的一个节点电连接，与检测电极对应设有一长电极，长电极与各检测电极的间距一致，所述间距在5毫米至10毫米之间，方波发生器的输出端连接至串联电阻网络，长电极经一分压电阻接地，长电极与分压电阻间的连接点为输出端，连接至信号输出模块。

上文中，所述方波发生器是信号发生器中的一种，用于产生特定的周期性的时间函数波形信号，本方案中为矩形波。方波发生器可以采用555电路搭建构成；也可以采用单片机中内置的信号发生电路实现。

上述技术方案中，所述方波发生器频率为10KHz～30KHz，占空比为20％～45％，方波发生器的输出端经隔直电容与串联电阻网络连接。

上述技术方案中，所述检测电极的个数比电阻网络中串联的电阻的个数多一个，上、下两个检测电极分别连接串联电阻的两个端点，其余检测电极分别与对应的相邻两个电阻间的节点电连接。

使用时，方波发生器产生驱动信号，所述信号经电阻网络传输，由检测电极与长电极之间的电容传递，通过二极管，在分压电阻上形成一定的电压，被信号输出模块接收，可以计算出此时接入的电阻网络的阻值的大小。当开始放水后，桶内的水位上升，检测电极与长电极之间的空气逐渐被水取代，电容值发生变化，相应的电阻被短路，此时整个电路中的阻值变小，分压电阻上的电压增大，通常检测分压电阻上的电压值，即可获知当前的水位。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：

1、由于本实用新型通过方波发生器产生驱动信号，通过检测电极和长电极间形成的电容来改变电阻网络的接入情况，继而改变分压电阻上获得的电压值，因而可以通过检测分压电阻上的电压来确定水位。由此，只需调节方波的频率和占空比，就可以减小水中的杂质含量对测量结果的影响，提高水位测量的准确度。

2、由于本实用新型结构简单，且成本低廉，适合推广使用。

附图说明

附图1为本实用新型实施例一的电路原理图；

附图2为555发生器的电路原理图。

其中：1、方波发生器；2、二极管；3、信号输出模块；4、检测电极；5、长电极；6、分压电阻；7、隔直电容。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见附图1所示，一种用于水位传感器的电路结构，包括电源输入电路、检测电路和信号输出模块3，所述检测电路包括至少5个检测电极、方波发生器1、电阻网络、二极管2，所述检测电极4自上而下分布于待测水位的容器中，每一电极与串联的电阻网络的一个节点电连接，与检测电极对应设有一长电极5，长电极与各检测电极的间距一致，所述间距在5毫米至10毫米之间，方波发生器的输出端连接至串联电阻网络，长电极经一分压电阻6接地，长电极与分压电阻间的连接点为输出端，连接至信号输出模块。

本实施例中，方波发生器采用555电路构成，频率为10KHz～30KHz，占空比为20％～45％，方波发生器的输出端经隔直电容7与串联电阻网络连接。

555电路产生驱动信号，所述信号经电阻网络传输，由检测电极与长电极之间的电容传递，通过二极管，在分压电阻上形成一定的电压，被信号输出模块接收，可以计算出此时接入的电阻网络的阻值的大小。当开始放水后，水位上升，检测电极与长电极之间的空气逐渐被水取代，电容值发生变化，相应的电阻被短路，此时整个电路中的阻值变小，分压电阻上的电压增大，通常检测分压电阻上的电压值，即可获知当前的水位。

Claims

1.一种用于水位传感器的电路结构，包括电源输入电路、检测电路和信号输出模块(3)，其特征在于：所述检测电路包括至少5个检测电极、方波发生器(1)、电阻网络、二极管(2)，所述检测电极(4)自上而下分布于待测水位的容器中，每一电极与串联的电阻网络的一个节点电连接，与检测电极对应设有一长电极(5)，长电极与各检测电极的间距一致，所述间距在5毫米至10毫米之间，方波发生器的输出端连接至串联电阻网络，长电极经一分压电阻(6)接地，长电极与分压电阻间的连接点为输出端，连接至信号输出模块。

2.根据权利要求1所述的用于水位传感器的电路结构，其特征在于：所述方波发生器频率为10KHz～30KHz，占空比为20％～45％，方波发生器的输出端经隔直电容(7)与串联电阻网络连接。

3.根据权利要求1所述的用于水位传感器的电路结构，其特征在于：所述检测电极的个数比电阻网络中串联的电阻的个数多一个，上、下两个检测电极分别连接串联电阻的两个端点，其余检测电极分别与对应的相邻两个电阻间的节点电连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于水位传感器的电路结构，其特征在于：所述方波发生器采用555电路构成。