CN204373737U - 智能水位传感器控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能水位传感器控制电路，涉及测量液体高度的装置技术领域。所述控制电路包括：电源保护电路、电压转换电路以及水位监测与信号输出电路，所述电源保护电路的电源输出端与电压转换电路的输入端连接，所述电压转换电路的电源输出端与所述水位监测与信号输出电路的电源输入端连接，所述水位监测与信号输出电路的信号输出端输出水位状态信号。所述控制电路采用交变窄脉冲频率信号驱动探针的方式检测水位，克服了探针的电化腐蚀，提高了控制电路的使用寿命以及检测精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量液体高度的装置技术领域，尤其涉及一种智能水位传感器控制电路。
背景技术
目前汽车燃油滤清器的油水分离器均安装水位传感器对汽车行驶过程中产生的水量进行监测，提醒驾驶员及时放水，以防影响到燃油系统正常供油，损坏燃油系统部件。水位传感器大多为电极式的，需要有一个公共电极长期处于高电平，才能在探针上获得高电平以达到正常检测水位的目的。但是长期处于高电平状态的公共电极会产生电化腐蚀，并且对不同环境的水质，其水电阻有很大差别，严重影响传感器检测的精度和使用寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能水位传感器控制电路，所述控制电路采用交变窄脉冲频率信号驱动探针的方式检测水位，克服了探针的电化腐蚀，提高了控制电路的使用寿命以及检测精度。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种智能水位传感器控制电路，其特征在于所述控制电路包括：电源保护电路、电压转换电路以及水位监测与信号输出电路，所述电源保护电路的电源输出端与电压转换电路的输入端连接，用于防止电源两端接反，防止线路短接或元器件故障引起大电流的过流保护以及防止大电源电压输入的过压保护；所述电压转换电路的电源输出端与所述水位监测与信号输出电路的电源输入端连接，用于将电源调整到水位监测与信号输出电路中微控制器正常工作的稳定电压；所述水位监测与信号输出电路用于产生两路水位监测的窄脉冲频率信号以及输出水位状态信号。
进一步的技术方案在于：所述水位监测与信号输出电路包括微控制器U1、探针A、探针B、电容C1-C2以及电阻R1-R3；电阻R3的一端接微控制器U1的一个信号输入端，电阻R3的另一端接探针B；电阻R2的一端接微控制器U1的第一个信号输出端，电阻R2的另一端接探针B；电阻R1的一端接微控制器U1的第二个信号输出端，电阻R1的另一端接探针A；电容C1和电容C2分别与电阻R1和电阻R2构成RC电路，电容C1的一端接探针A，电容C2的一端接探针B，电容C1和电容C2的另一端均接地；微控制器U1的第三个信号输出端输出水位状态信号。
进一步的技术方案在于：所述微控制器U1采用8引脚小封装单片机PIC12F510。
进一步的技术方案在于：所述电压转换电路使用高压差三端稳压芯片LM217。
进一步的技术方案在于：所述电源保护电路包括防止电源两端接反的防反接电路、防止线路短接或元器件故障引起大电流的过流保护电路以及防止大电源电压输入的过压保护电路。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述控制电路采用交变窄脉冲频率信号驱动探针的方式检测水位，克服了探针的电化腐蚀，提高了控制电路的使用寿命和检测精度。微控制器采集输入信号并控制信号输出，可对不同水质的水位进行监测，应用范围广，结构简单，功耗低，工作稳定可靠。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的电路原理框图；
图2是图1中水位监测与信号输出电路的原理图；
图3是本实用新型水位正常时探针监测信号波形图；
图4是本实用新型水位超限时探针监测信号波形图；
图5是本实用新型的软件流程图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1所示，本实用新型公开了一种智能水位传感器控制电路，所述控制电路包括：电源保护电路、电压转换电路以及水位监测与信号输出电路。所述电源保护电路的电源输出端与电压转换电路的输入端连接，包括防反接电路、过流保护电路以及过压保护电路，用于防止电源两端接反，防止线路短接或元器件故障引起大电流的过流保护以及防止大电源电压输入的过压保护，所述控制电路在电源保护电路的输入端使用二极管防止电源的两端接反，使用限流电阻进行过流保护，使用压敏电阻进行过压保护。
所述电压转换电路的电源输出端与所述水位监测与信号输出电路的电源输入端连接，用于将电源调整到水位监测与信号输出电路中微控制器正常工作的稳定电压，所述电压转换电路使用高压差三端稳压芯片LM217，将电源电压转换为5V，并供给微控制器；所述水位监测与信号输出电路用于产生两路水位监测的窄脉冲频率信号以及输出水位状态信号。
如图2所示，所述水位监测与信号输出电路包括微控制器U1、探针A、探针B、电容C1-C2以及电阻R1-R3，在本申请中所述微控制器U1采用8引脚小封装单片机PIC12F510；电阻R3的一端接微控制器U1的一个信号输入端，电阻R3的另一端接探针B；电阻R2的一端接微控制器U1的第一个信号输出端，电阻R2的另一端接探针B；电阻R1的一端接微控制器U1的第二个信号输出端，电阻R1的另一端接探针A；电容C1和电容C2分别与电阻R1和电阻R2构成RC电路，电容C1的一端接探针A，电容C2的一端接探针B，电容C1和电容C2的另一端均接地；微控制器U1的第三个信号输出端输出水位状态信号。
单片机的I/O 0、I/O 1和I/O 3引脚功能设置为输出，I/O 2引脚功能设置为输入。I/O 0和I/O 1分别通过RC电路接探针A和探针B。I/O 2通过保护电阻R3接探针B，用于检测探针B上信号的变化，由微控制器判断水位是否正常。I/O 3用于水位状态信号输出，当水位正常时，I/O 3输出低电平，当水位超过限定位置时，I/O3输出高电平，见附图3。
所述控制电路上电后，单片机在复位后运行上电自检程序，检测相关引脚功能是否正常：如果引脚功能正常，引脚I/O 3输出宽度为2S的高电平后变为低电平，否则一直保持低电平输出。然后单片机输出两路用于监测水位的窄脉冲频率信号。本实施例中两路频率信号的周期均为2S，相位相差180°。I/O 0首先输出高电平信号，持续150uS后变为低电平。I/O 1再输出高电平信号，持续150uS后变为低电平，I/O 2监测探针B上的信号变化。
检测分为两种情况：
1）如果水位正常，探针A和探针B之间为开路，探针A和探针B上的信号波形即为两个RC电路中电容的充放电波形，如附图3所示。在I/O 0保持输出高电平期间， I/O 2检测探针B的电位接近于电源地，I/O 3输出低电平；
2）如果水位超限，探针A和探针B之间存在水电阻，探针A和探针B上的信号波形发生变化，如附图4所示。在I/O 0保持输出高电平期间，I/O 2检测探针B的电位高于一定的电压值时，I/O 3输出高电平。用于判定水位是否正常的探针B的电位标准由实际监测的水质决定。
单片机的软件流程图如附图5所示，若水位传感器上电自检后即检测到水位超限，I/O 3输出高电平的水位超限信号；如果水位传感器原来处于水位正常状态，一旦检测到水位超限，软件延时10S后，再次检测水位仍然处于超限状态，I/O 3才会输出高电平的水位超限信号；同样，如果水位传感器原来处于水位超限状态，一旦检测到水位正常，软件延时10S后，再次检测水位仍然正常，I/O 3才会输出低电平的水位正常信号。
所述控制电路采用交变窄脉冲频率信号驱动探针的方式检测水位，克服了探针的电化腐蚀，提高了控制电路的使用寿命和检测精度。微控制器采集输入信号并控制信号输出，可对不同水质的水位进行监测，应用范围广，结构简单，功耗低，工作稳定可靠。
Claims (5)
1.一种智能水位传感器控制电路，其特征在于所述控制电路包括：电源保护电路、电压转换电路以及水位监测与信号输出电路，所述电源保护电路的电源输出端与电压转换电路的输入端连接，用于防止电源两端接反，防止线路短接或元器件故障引起大电流的过流保护以及防止大电源电压输入的过压保护；所述电压转换电路的电源输出端与所述水位监测与信号输出电路的电源输入端连接，用于将电源调整到水位监测与信号输出电路中微控制器正常工作的稳定电压；所述水位监测与信号输出电路用于产生两路水位监测的窄脉冲频率信号以及输出水位状态信号。
2.根据权利要求1所述的智能水位传感器控制电路，其特征在于：所述水位监测与信号输出电路包括微控制器U1、探针A、探针B、电容C1-C2以及电阻R1-R3；电阻R3的一端接微控制器U1的一个信号输入端，电阻R3的另一端接探针B；电阻R2的一端接微控制器U1的第一个信号输出端，电阻R2的另一端接探针B；电阻R1的一端接微控制器U1的第二个信号输出端，电阻R1的另一端接探针A；电容C1和电容C2分别与电阻R1和电阻R2构成RC电路，电容C1的一端接探针A，电容C2的一端接探针B，电容C1和电容C2的另一端均接地；微控制器U1的第三个信号输出端输出水位状态信号。
3.根据权利要求2所述的智能水位传感器控制电路，其特征在于：所述微控制器U1采用8引脚小封装单片机PIC12F510。
4.根据权利要求1所述的智能水位传感器控制电路，其特征在于：所述电压转换电路使用高压差三端稳压芯片LM217。
5.根据权利要求1所述的智能水位传感器控制电路，其特征在于：所述电源保护电路包括防止电源两端接反的防反接电路、防止线路短接或元器件故障引起大电流的过流保护电路以及防止大电源电压输入的过压保护电路。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201520062836.4U CN204373737U (zh) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | 智能水位传感器控制电路 |
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| CN201520062836.4U CN204373737U (zh) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | 智能水位传感器控制电路 |
Publications (1)
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| CN204373737U true CN204373737U (zh) | 2015-06-03 |
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106774008A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-05-31 | 何文东 | 一种电热水壶的水位检测方法 |
| CN108642811A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-10-12 | 青岛海尔洗衣机有限公司 | 一种应用于洗衣机的水位检测装置和洗衣机的控制方法及洗衣机 |
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2015
- 2015-01-29 CN CN201520062836.4U patent/CN204373737U/zh active Active
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