CN206421255U - 一种液温和液位的采集控制电路及控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及采集控制电路领域，提供了一种液温和液位的采集控制电路及控制设备。采集控制电路包括：采集控制模块、电隔离通信模块、从控制模块以及供电模块。采集控制模块与从控制模块之间通过电隔离通信模块相连，供电模块为采集控制模块、从控制模块及电隔离通信模块提供工作电压。电隔离通信模块根据液温控制信号和液位控制信号输出液温控制指令和液位控制指令，并根据液温控制指令和液位控制指令的执行情况发送反馈信息至采集控制模块，使得在液温和液位采集控制电路在进行液温和液位的采集的前后，对强弱电进行有效隔离，且避免了多个工作模块同时工作时，各个工作模块所发出的电磁波也会对液温和液位的采集数据造成影响的现象。

Description

一种液温和液位的采集控制电路及控制设备

技术领域

本实用新型属于采集控制电路领域，尤其涉及一种液温和液位的采集控制电路及控制设备。

背景技术

液温和液位的采集是实现工业自动化和家用电器智能化必不可少的条件之一。如现有的液体冷凝系统中，液温和液位的采集在整个冷凝系统中起着十分重要的作用，若不能采集到准确的液温和液位则会对整个冷凝系统埋下巨大的安全隐患。再如，民用电热煲中，液温和液位的采集是实现智能化电热煲的必要条件。现有技术中，通过单片机直接将采集到的液温信息和液位信息转换为液温控制信号和液位控制信号，通过UART接口直接输出给下位机，然后通过下位机对液温和液位进行相关控制操作。虽然能够实现液温和液位的采集以及根据采集后的数据进行下一步操作，但是现有的采集技术对液温和液位的采集前和采集后，都没有将强电模块和弱电模块进行隔离通信，埋下漏电安全隐患；以及当多个工作模块同时工作时，各个工作模块所发出的电磁波也会对液温和液位的采集数据造成影响，使采集到的液温和液位数据有所误差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液温和液位的采集控制电路，旨在解决现有的采集技术对液温和液位的采集前和采集后，都没有将强电模块和弱电模块进行隔离通信，埋下漏电安全隐患；以及当多个工作模块同时工作时，各个工作模块所发出的电磁波也会对液温和液位的采集数据造成影响，使采集到的液温和液位数据有所误差的问题。

本实用新型是这样实现的，一种液温和液位的采集控制电路，所述采集控制电路包括：

采集液温信息和液位信息，并根据所述液温信息和液位信息输出液温控制信号和液位控制信号的采集控制模块；

与所述采集控制模块相连，根据所述液温控制信号和液位控制信号输出液温控制指令和液位控制指令的电隔离通信模块；

与所述电隔离通信模块相连，根据所述液温控制指令和液位控制指令控制液温和液位，及根据所述液温控制指令和液位控制指令的执行情况发送反馈信息至所述采集控制模块的从控制模块；以及

与市电相连，为所述采集控制模块、所述电隔离通信模块及所述从控制模块供电的供电模块。

相对应的，本实用新型还提供一种控制设备，与加热器和液体分配器相连，所述控制设备还包括如上所述的采集控制电路。

本实用新型提供的液温和液位的采集控制电路及控制设备，采集控制模块与从控制模块之间通过电隔离通信模块相连，供电模块为采集控制模块、从控制模块及电隔离通信模块提供工作电压。电隔离通信模块根据液温控制信号和液位控制信号输出液温控制指令和液位控制指令，并根据液温控制指令和液位控制指令的执行情况发送反馈信息至采集控制模块，使得在液温和液位采集控制电路在进行液温和液位的采集的前后，对强弱电进行有效隔离，且避免了多个工作模块同时工作时，各个工作模块所发出的电磁波也会对液温和液位的采集数据造成影响的现象。

附图说明

图1为本实用新型的液温和液位的采集控制电路的结构框图。

图2为本实用新型的液温和液位的采集控制电路的电路示意图。

图3为本实用新型的控制设备结构框图

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的目的在于提供一种液温和液位的采集控制电路，旨在解决现有的采集技术对液温和液位的采集前和采集后，都没有将强电模块和弱电模块进行隔离通信，埋下漏电安全隐患；以及当多个工作模块同时工作时，各个工作模块所发出的电磁波也会对液温和液位的采集数据造成影响，使采集到的液温和液位数据有所误差的问题。

图1示出了本实用新型的液温和液位的采集控制电路的结构框图。如图1所示，本实施例中的液温和液位的采集控制电路100包括：采集液温信息和液位信息，并根据液温信息和液位信息输出液温控制信号和液位控制信号的采集控制模块10；与采集控制模块10相连，根据液温控制信号和液位控制信号输出液温控制指令和液位控制指令的电隔离通信模块20；与电隔离通信模块20相连，根据液温控制指令和液位控制指令控制液温和液位，及根据液温控制指令和液位控制指令的执行情况发送反馈信息至采集控制模块10的从控制模块30；以及与市电相连，为采集控制模块10、电隔离通信模块20及从控制模块30供电的供电模块40。

电隔离通信模块20根据液温控制信号和液位控制信号向从控制模块30输出液温控制指令和液位控制指令，从控制模块30根据液温控制指令和液位控制指令的执行情况，通过电隔离通信模块20向采集控制模块10发送反馈信息。例如：民用电热煲被用户设定对1L的水进行加热至100℃，采集控制模块10对流入民用电热煲内的液位进行采集，当采集到1L液位信息时，采集控制模块10根据采集到1L液位信息输出液位控制信息，电隔离通信模块20根据该液位控制信息向控制模块30发送液位控制指令，从控制模块30根据该液位控制指令控制液体分配器停止送水，并向采集控制模块10发送反馈信息。当液温加热至95℃时，采集控制模块10对民用电热煲内的水进行温度采集，当采集到95℃的液温信息时，采集控制模块10根据采集到95℃的液温信息输出液温控制信息，电隔离通信模块20根据该液温控制信息向控制模块30发送液温控制指令，从控制模块30根据该液温控制指令控制加热器继续加热，并向采集控制模块10发送反馈信息。

本实施例中电隔离通信模块20根据液温控制信号和液位控制信号输出液温控制指令和液位控制指令，并根据液温控制指令和液位控制指令的执行情况发送反馈信息至所述采集控制模块10。使得在液温和液位采集控制电路在进行液温和液位的采集的前后，对强弱电进行有效隔离，且避免了其他工作模块同时工作时的干扰。

图2示出了本实用新型的液温和液位的采集控制电路的电路示意图。如图2所示，采集控制模块10包括：第一单片机U1、温度传感器BHBM、液位传感器BL、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105、电阻R106、电阻R107、电阻R108、电容C101、电容C102电容C103、电容C104及电感L1。

如图2所示，第一单片机U1第一液温信号端NTC1接所述电阻R102第一端和电容C101第一端，电容C101第二端接地。电阻R102第二端接电阻R101第一端和温度传感器BHBM第一端，电阻R101第二端接电感L1第二端，电感L1第一端接电源。电阻R103第二端接电感L1第二端，电阻R103第一端接电阻R104第一端和温度传感器BHBM第二端。电阻R104第二端接第一单片机U1第二液温信号端NTC2，电阻R104第二端与地之间接有电容C102。温度传感器BHBM第一端与地之间连有滤波电容C105，温度传感器BHBM第二端与地之间连有滤波电容C106。第一单片机U1第一液位信号端WATER_DET1接电阻R106第一端和电容C103第一端，电容C103第二端接地。电阻R106第二端接电阻R105第一端和液位传感器BL第一端，电阻R105第二端接电感L1第二端，电阻R107第二端接电感L1第二端，电阻R107第一端接电阻R108第一端和液位传感器BL第二端，电阻R108第二端接第一单片机U1第二液位信号端WATER_DET2，电阻R108第二端与地之间接有电容C104。液位传感器BL第一端与地之间连有滤波电容C107，液位传感器BL第二端与地之间连有滤波电容C108。

温度传感器BHBM将采集到的液温数据通过第一液温信号端NTC1和第二液温信号端NTC2传输至第一单片机U1。液位传感器BL将采集到的液位数据通过第一位温信号端WATER_DET1和第二位温信号端WATER_DET2传输至第一单片机U1。第一单片机U1根据液温信息和液位信息输出液温控制信号和液位控制信号，通过电隔离通信模块20将液温控制信号和液位控制信号转换为温控制指令和液位控制指令给从控制模块30。可选的，本实施例中，液温信息和液位信息为携带可以是包括温控制指令和液位控制指令配置的通讯信息。例如，采集控制模块根据与配置的通讯信息相对应的协议，将液温信息和液位信息转换为温控制指令和液位控制指令，通过电隔离通信模块20发送至从控制模块30。

如图2所示，电隔离通信模块20的第一数据端接从控制模块30的信号输出端，电隔离通信模块20的第二数据端接单片机U1的信号输入端。电隔离通信模块20的第三数据端接单片机U1的信号输出端，电隔离通信模块20的第四数据端接从控制模块30的信号输入端。

如图2所示，电隔离通信模块20包括：第一光耦OP1、第二光耦OP2、电阻R201、电阻R202、电阻R203及电阻R204。

电阻R201第一端为电隔离通信模块20的第一数据端，电阻R201第二端接第一光耦OP1的发光管负极端，第一光耦OP1的发光管正极端接电源VDD1，第一光耦OP1的开关管高电位端为电隔离通信模块20的第二数据端。第一光耦OP1的开关管低电位端接数字地DGND，电阻R202第一端接第一光耦OP1的开关管高电位端，电阻R202第二端接电源VDD。第二光耦OP2的开关管高电位端为电隔离通信模块20的第三数据端，第二光耦OP2的开关管低电位端接模拟地AGND。电阻R203第一端接电源VDD，电阻R203第二端接第二光耦OP2的开关管高电位端，电阻R204第二端为电隔离通信模块20的第四数据端，电阻R204第一端接第二光耦OP2的发光管负极端，第二光耦OP2的发光管正极端接电源VDD1。其中，电源VDD与电源VDD1为两个供电电压相互独立的供电电源。

为了实现本实用新型实施例提供的液温和液位的采集控制电路，以强电控制弱点，且强弱电相互隔离，在本实施例中，可选的电隔离通信模块20第一数据端、第二数据端、第三数据端及第四数据端组成串行的UART功能端口，实现半双工的通讯模式。例如：电隔离通信模块20的第四数据端输出低电平时，即第二光耦OP2的发光管负极端输入低电平，第二光耦OP2的开关管导通，此时第二光耦OP2的开关管高电位端为低电平。再例如：电隔离通信模块20的第四数据端输出高电平时，即第二光耦OP2的发光管负极端输入高电平，第二光耦OP2的开关管截止，此时第二光耦OP2的开关管高电位端为高电平。

可选的，电隔离通信模块20的第一数据端和电隔离通信模块20的第四数据端可以为TX端口。电隔离通信模块20的第二数据端和电隔离通信模块20的第三数据端可以为RX端口。在本实用新型的其他实施例中，电隔离通信模块20还可以是其他能够将强弱相互隔离，形成隔离电的信息通路。

如图2所示，从控制模块30包括第二单片机U2。第二单片机U2的信息反馈端接电隔离通信模块的第一数据端，第二单片机U2的信息输入端接所述电隔离通信模块的第三数据端。例如：第一单片机U1根据液温信息和液位信息输出液温控制信号和液位控制信号给电隔离通信模块20，具体的，通过电隔离通信模块20的第一数据端输出液温控制信号和液位控制信号给第二光耦OP2，由第二光耦OP2将液温控制信号和液位控制信号转换为液温控制指令和液位控制指令经由电隔离通信模块20的第二数据端输入给第二单片机U2。第二单片机U2根据液温控制指令和液位控制指令的执行情况发送反馈信息至，通过电隔离通信模块20第四数据端输入给第一光耦OP1，由第一光耦OP1将反馈信息经由电隔离通信模块20第三数据端发送至第一单片机U1。

如图2所示，供电模块40包括变压器T1、稳压器U3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、电容C201、电容C202、电容C203及电阻R301。电容C201接于变压器T1的第一输入端和第二输入端之间，变压器T1的第一输入端和第二输入端分别零线和火线。变压器T1的第一输出端和第二输出端分别接第三二极管D3的负极端和第四二极管D4的负极端，第一二极管D1的正极端接第三二极管D3的负极端。第二二极管D2的正极端接第四二极管D4的负极端，第一二极管D1的负极端接第二二极管D2的负极端，第三二极管D3的正极端接第四二极管D4的正极端。电容C202接于第二二极管D2的负极端和第四二极管D4的正极端之间，电容C202第一端接稳压器U3的输入端，电容C202第一端与稳压器U3的地线端共接地，电容C203和电阻R301并联于稳压器U3的地线端和输出端之间。

可选的，稳压器U3可以为型号78L05的稳压器芯片。

在本实用新型的其他实施例中，供电模块40还可以是同时输出多个不同工作电压的内嵌隔离电源，以便为采集控制模块10、电隔离通信模块20及从控制模块30供电。例如：采集控制模块10和从控制模块30的工作电压都为3.3V，电隔离通信模块20的工作电压为两个不同的工作电压，分别为VDD和VDD1，其中VDD为5V和VDD1为3.3V。供电模块40可同时输出5V和3.3V的供电电压，其中，输出电压为5V的供电端连接电隔离通信模块20，输出电压为3.3V的供电端接电隔离通信模块20、采集控制模块10、及从控制模块30。

在本实施例中，供电模块40还可以是AC-DC非隔离的供电电源，AC-DC非隔离的供电电源在AC85V～265V交流电的范围内可实现稳定的电压输出，该供电电源的输出电压为稳定的5V输出电压，为开关模块20提供工作电压，其最大输出电流为1A。另外，AC-DC非隔离的供电电源可通过其内部的低压差线性稳压器将5V输出电压转换为3.3V输出电压。

图3示出了本实用新型提供的控制设备结构框图。如图3所示，与上述实施例相对应的，本实用新型的实施例中还提供一种控制设备200，包括加热器50和液体分配器60，控制设备200还包括如上述实施例提供的采集控制电路100。

本实用新型提供的液温和液位的采集控制电路及控制设备，采集控制模块与从控制模块之间通过电隔离通信模块相连，供电模块为采集控制模块、从控制模块及电隔离通信模块提供工作电压。所述电隔离通信模块根据所述液温控制信号和液位控制信号输出液温控制指令和液位控制指令，并根据所述液温控制指令和液位控制指令的执行情况发送反馈信息至所述采集控制模块，使得在液温和液位采集控制电路在进行液温和液位的采集的前后，对强弱电进行有效隔离，且避免了多个工作模块同时工作时，各个工作模块所发出的电磁波也会对液温和液位的采集数据造成影响的现象。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种液温和液位的采集控制电路，其特征在于，所述采集控制电路包括：

采集液温信息和液位信息，并根据所述液温信息和液位信息输出液温控制信号和液位控制信号的采集控制模块；

与所述采集控制模块相连，根据所述液温控制信号和液位控制信号输出液温控制指令和液位控制指令的电隔离通信模块；

与所述电隔离通信模块相连，根据所述液温控制指令和液位控制指令控制液温和液位，及根据所述液温控制指令和液位控制指令的执行情况发送反馈信息至所述采集控制模块的从控制模块；以及

与市电相连，为所述电隔离通信模块供电的供电模块。

2.如权利要求1所述的采集控制电路，其特征在于，所述采集控制模块包括：

第一单片机U1、温度传感器、液位传感器、电阻R101、电阻R102、电阻R103、电阻R104、电阻R105、电阻R106、电阻R107、电阻R108、电容C101、电容C102、电容C103、电容C104及电感L1；

所述第一单片机U1第一液温信号端接所述电阻R102第一端和所述电容C101第一端，所述电容C101第二端接地，所述电阻R102第二端接所述电阻R101第一端和所述温度传感器第一端，所述电阻R101第二端接所述电感L1第二端，所述电感L1第一端接电源，所述电阻R103第二端接所述电感L1第二端，所述电阻R103第一端接所述电阻R104第一端和所述温度传感器第二端，所述电阻R104第二端接所述第一单片机U1第二液温信号端，所述电阻R104第二端与地之间接有所述电容C102；

所述第一单片机U1第一液位信号端接所述电阻R106第一端和所述电容C103第一端，所述电容C103第二端接地，所述电阻R106第二端接所述电阻R105第一端和所述液位传感器第一端，所述电阻R105第二端接所述电感L1第二端，所述电阻R107第二端接所述电感L1第二端，所述电阻R107第一端接所述电阻R108第一端和所述液位传感器第二端，所述电阻R108第二端接所述第一单片机U1第二液位信号端，所述电阻R108第二端与地之间接有所述电容C104。

3.如权利要求2所述的采集控制电路，其特征在于，所述电隔离通信模块的第一数据端接所述从控制模块的信号输出端，所述电隔离通信模块的第二数据端接所述单片机U1的信号输入端，所述电隔离通信模块的第三数据端接所述单片机U1的信号输出端，所述电隔离通信模块的第四数据端接所述从控制模块的信号输入端。

4.如权利要求3所述的采集控制电路，其特征在于，所述电隔离通信模块包括：

第一光耦、第二光耦、电阻R201、电阻R202、电阻R203及电阻R204；

所述电阻R201第一端为所述电隔离通信模块的第一数据端，所述电阻R201第二端接所述第一光耦的发光管负极端，所述第一光耦的发光管正极端接电源，所述第一光耦的开关管高电位端为所述电隔离通信模块的第二数据端，所述第一光耦的开关管低电位端接数字地，所述电阻R202第一端接所述第一光耦的开关管高电位端，所述电阻R202第二端接电源；

所述第二光耦的开关管高电位端为所述电隔离通信模块的第三数据端，所述第二光耦的开关管低电位端接模拟地，所述电阻R203第一端接电源，所述电阻R203第二端接所述第二光耦的开关管高电位端，所述电阻R204第二端为所述电隔离通信模块的第四数据端，所述电阻R204第一端接所述第二光耦的发光管负极端，所述第二光耦的发光管正极端接电源。

5.如权利要求4所述的采集控制电路，其特征在于，所述电隔离通信模块的第一数据端和所述电隔离通信模块的第四数据端为TX端口，所述电隔离通信模块的第二数据端和所述电隔离通信模块的第三数据端为RX端口。

6.如权利要求5所述的采集控制电路，其特征在于，所述从控制模块包括第二单片机U2，所述第二单片机U2的信息反馈端接所述电隔离通信模块的第一数据端，所述第二单片机U2的信息输入端接所述电隔离通信模块的第三数据端。

7.如权利要求6所述的采集控制电路，其特征在于，所述供电模块包括变压器T1、稳压器U3、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、电容C201、电容C202、电容C203及电阻R301；

所述电容C201接于所述变压器T1的第一输入端和第二输入端之间，所述变压器T1的第一输入端和第二输入端分别零线和火线，所述变压器T1的第一输出端和第二输出端分别接所述第三二极管D3的负极端和第四二极管D4的负极端，所述第一二极管D1的正极端接所述第三二极管D3的负极端，所述第二二极管D2的正极端接所述第四二极管D4的负极端，所述第一二极管D1的负极端接所述第二二极管D2的负极端，所述第三二极管D3的正极端接所述第四二极管D4的正极端，所述电容C202接于所述第二二极管D2的负极端和所述第四二极管D4的正极端之间，所述电容C202第一端接所述稳压器U3的输入端，所述电容C202第一端与所述稳压器U3的地线端共接地，所述电容C203和电阻R301并联于所述稳压器U3的地线端和输出端之间。

8.如权利要求7所述的采集控制电路，其特征在于，所述稳压器U3为型号78L05的稳压器芯片。

9.一种控制设备，与加热器和液体分配器相连，其特征在于，所述控制设备包括如权利要求1-8任意一项所述的采集控制电路。