CN206450293U - 电容式水位检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电容式水位检测电路，包括印刷电路板及封装于印刷电路板上的检测电路，检测电路包括供电电源、液位感应区、控制芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻及接口电路；液位感应区、第二电阻、控制芯片、第三电容、第一电容、第一电阻、接口电路及供电电源依次串接，控制芯片与接口电路电连接，所述第二电容的一端分别与控制芯片、第一电容、第一电阻及供电电源电连接，第二电容的另一端分别与第一电容及第三电容电连接。采用本实用新型，感应灵敏度高，体积小巧，价格低廉的电容式水位检测电路，可使电容式水位检测电路与被检查液体完全隔离，达到防雷击，防污染的目的。

Description

电容式水位检测电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种电容式水位检测电路。

背景技术

目前，比较流行的液位检查方法有机械式及电子式两种，其中：

机械式主要包括通过浮球检查方式实现液位检测。

电子式主要包括：通过金属片接触液位并依据液位的导电特性实现液位检测，通过压力变送器传感器实现液位检测，通过超声波实现液位检测等。

但是，这些检查方式大都需要与检测物相接触，其中，超声波虽然作用于液体表面，但还是需要设置于盛装液体容器内，这对于食用级别的被检查液体会带来不必要二次污染（如，全自动咖啡机灯，楼顶水箱），比较难于满足日益苛刻的食物生产加工等要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种感应灵敏度高，体积小巧，价格低廉的电容式水位检测电路，可使电容式水位检测电路与被检查液体完全隔离，达到防雷击，防污染的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电容式水位检测电路，包括印刷电路板及封装于所述印刷电路板上的检测电路，所述检测电路包括供电电源、液位感应区、控制芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻及接口电路；所述液位感应区、第二电阻、控制芯片、第三电容、第一电容、第一电阻、接口电路及供电电源依次串接，所述控制芯片与接口电路电连接，所述第二电容的一端分别与控制芯片、第一电容、第一电阻及供电电源电连接，所述第二电容的另一端分别与第一电容及第三电容电连接。

作为上述方案的改进，所述接口电路上设置有电源引脚、接地引脚及输出引脚，所述控制芯片上设置有KOUT引脚、VSS引脚、KEY引脚、LHF引脚、VDD引脚及CREF引脚；所述KOUT引脚与输出引脚电连接，所述VSS引脚与接地引脚电连接，所述KEY引脚通过第二电阻与液位感应区电连接，所述VDD引脚分别与第二电容、第一电容、第一电阻及供电电源电连接，所述CREF引脚与第三电容电连接。

作为上述方案的改进，所述液位感应区的长度为12~18mm，宽度为4~8mm。

作为上述方案的改进，所述控制芯片为BS801B控制芯片。

作为上述方案的改进，所述第三电容为贴片电容。

作为上述方案的改进，所述印刷电路板为单双面玻纤板。

作为上述方案的改进，所述印刷电路板的厚度为0.5~1.0mm。

实施本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过供电电源、液位感应区、控制芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻及接口电路构成电容式水位检测电路。使用时，只需将电容式水位检测电路设置于被检查液体的外部，使电容式水位检测电路与被检查液体完全隔离，达到防雷击，防污染的目的。

同时，本实用新型采用隔离式液位检查技术，由液位感应区与液体所构成的电容感应灵敏度高，体积小巧，价格低廉。

附图说明

图1是本实用新型电容式水位检测电路的电路布线图；

图2是本实用新型电容式水位检测电路的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1及图2，图1及图2显示了本实用新型电容式水位检测电路的具体结构，其包括印刷电路板及封装于所述印刷电路板上的检测电路，所述检测电路包括供电电源+5V、液位感应区M、控制芯片U1、第一电容C、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2及接口电路CN1。其中，所述控制芯片U1优选为BS801B控制芯片U1，电容感应灵敏度高，体积小巧，价格低廉；所述第三电容C3优选为贴片电容，电容值为2.2pf，误差≤10%。

具体地，所述液位感应区M、第二电阻R2、控制芯片U1、第三电容C3、第一电容C、第一电阻R1、接口电路CN1及供电电源+5V依次串接，所述控制芯片U1与接口电路CN1电连接，所述第二电容C2的一端分别与控制芯片U1、第一电容C、第一电阻R1及供电电源+5V电连接，所述第二电容C2的另一端分别与第一电容C及第三电容C3电连接。

需要说明的是，由于两个带电的导体相互靠近就会形成电容。其中，电容的大小与相对面积成正比，与两导体间介质的介电常数K成正比，与两导体间的相对距离成反比。通俗来讲，即能导电的物质相互靠近就会形成电容。

然而，现有的检查方式大都需要与检测物相接触，而本实用新型的电容式水位检测电路采用隔离式液位检查技术，利用触摸按键感应芯片（即控制芯片U1）构建电容式水位检测电路以实现水位检测，使用过程中，可将电容式水位检测电路设置于被检查液体的外部，使电容式水位检测电路与被检查液体完全隔离，达到防雷击，防污染的目的。

进一步，所述液位感应区M的长度为12~18mm，宽度为4~8mm。当液位感应区M的面积太大时，则容易产生寄生电容，造成误检查；当液位感应区M的面积太小时，则容易造成检查的灵敏度不够，或者检查不了。所述液位感应区M的长度优选为15mm，宽度优选为6mm。

同时，所述印刷电路板为单双面玻纤板，所述印刷电路板的厚度为0.5~1.0mm。

需要说明的是，本印刷电路板应用于水位检测领域，环境湿度≧70%，因此，必须对印刷电路板进行防潮处理，否则一旦印刷电路板受潮，则会对液位检查带来干扰，而本实用新型中采用单双面玻纤板作为印刷电路板，具有很好的防潮特性。同时，考虑到印刷电路板本身的寄生电容及硬度要求，印刷电路板的厚度应尽量小，其中，厚度优选为0.8mm。

另外，本实用新型中液位感应区M的底部不允许走线，可有效防止线路流经时，电流对液位感应区M产生磁场干扰。相应地，检测区域外3mm处可设置有1mm宽度的PCB环绕，从而有效防止液位感应区M周边的电磁辐射干扰。

如图2所示，所述接口电路CN1上设置有电源引脚（+5V）、接地引脚（GND）及输出引脚（OUT），所述控制芯片U1上设置有KOUT引脚、VSS引脚、KEY引脚、LHF引脚、VDD引脚及CREF引脚；所述KOUT引脚与输出引脚电连接，所述VSS引脚与接地引脚电连接，所述KEY引脚通过第二电阻R2与液位感应区M电连接，所述VDD引脚分别与第二电容C2、第一电容C、第一电阻R1及供电电源+5V电连接，所述CREF引脚与第三电容C3电连接。

工作前，将电容式水位检测电路设置于被检查液体的外部的特定位置（如水箱外壁的最高水位线处，或水箱外壁的最低水位线处），当水箱内的水未达到检测区域时，检测区域未检查到液体，电容式水位检测电路内不形成电容，使得接口电路CN1上的输出引脚输出高电平；当水箱内的水达到检测区域时，检测区域检查到液体，电容式水位检测电路内形成电容，使得接口电路CN1上的输出引脚输出低电平。因此，通过输出引脚所输出的电平信号即可实现水位的精确检测。

由上可知，本实用新型电容式水位检测电路采用隔离式液位检查技术，将电容式水位检测电路设置于被检查液体的外部，使电容式水位检测电路与被检查液体完全隔离，达到防雷击，防污染的目的；同时，电容感应灵敏度高，体积小巧，价格低廉。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种电容式水位检测电路，其特征在于，包括印刷电路板及封装于所述印刷电路板上的检测电路，所述检测电路包括供电电源、液位感应区、控制芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻及接口电路；

所述液位感应区、第二电阻、控制芯片、第三电容、第一电容、第一电阻、接口电路及供电电源依次串接，所述控制芯片与接口电路电连接，所述第二电容的一端分别与控制芯片、第一电容、第一电阻及供电电源电连接，所述第二电容的另一端分别与第一电容及第三电容电连接。

2.如权利要求1所述的电容式水位检测电路，其特征在于，所述接口电路上设置有电源引脚、接地引脚及输出引脚，所述控制芯片上设置有KOUT引脚、VSS引脚、KEY引脚、LHF引脚、VDD引脚及CREF引脚；

所述KOUT引脚与输出引脚电连接，所述VSS引脚与接地引脚电连接，所述KEY引脚通过第二电阻与液位感应区电连接，所述VDD引脚分别与第二电容、第一电容、第一电阻及供电电源电连接，所述CREF引脚与第三电容电连接。

3.如权利要求1所述的电容式水位检测电路，其特征在于，所述液位感应区的长度为12~18mm，宽度为4~8mm。

4.如权利要求1所述的电容式水位检测电路，其特征在于，所述控制芯片为BS801B控制芯片。

5.如权利要求1所述的电容式水位检测电路，其特征在于，所述第三电容为贴片电容。

6.如权利要求1所述的电容式水位检测电路，其特征在于，所述印刷电路板为单双面玻纤板。

7.如权利要求6所述的电容式水位检测电路，其特征在于，所述印刷电路板的厚度为0.5~1.0mm。