CN207456560U - 一种电容式水位传感器和水位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电容式水位传感器和水位检测装置。水位检测装置，包括水容器和电容式水位传感器，电容式水位传感器包括两块电极板和检测电路，电极板与检测电路电连接，两块电极板和检测电路集成在电路板上，两块电极板布置在电路板的同一个表面上。在水位检测装置中，电容式水位传感器的电路板粘贴在水容器的外壁上，两块电极板朝向水容器的内部。本实用新型结构简单、成本较低，而且检测精度高，检测信号稳定，可靠性好。

Description

一种电容式水位传感器和水位检测装置

[技术领域]

本实用新型涉及水位检测，尤其涉及一种电容式水位传感器和水位检测装置。

[背景技术]

水位检测可以采用电容式水位检测、电极式水位检测、光电式水位检测、浮球式水位检测和音叉式水位检测。电容式水位检测可以隔着不导电的介质检测到容器内的水位或液体的变化，同时可以避免其他水位检测方式稳定性、可靠性差的弊端，在工业领域应用很广，家电领域需求也很强烈，比如用于净水器的储水箱，电蒸箱的水箱水位检测，智能水杯的水位检测和咖啡壶的液位检测。

专利号为CN201320825139.0的实用新型提供了一种土耳其咖啡机，包括有一个或者多个咖啡杯部件、水箱、电控部件、发热部件及夹紧部件；由于电控部件包括有电容式接近开关组件，利用电容式接近开关感应水位与泡沫，能够对水量或咖啡泡沫进行精确测量；可确保咖啡杯中的水量控制在误差范围内，添加相对应量的咖啡粉，以保持咖啡的浓度基本不变，有效防止咖啡太淡或者太浓，使得咖啡饮品达到浓度稳定，泡沫丰富的传统口味；同时能够在短时间内煮制出所需杯数的土耳其咖啡。该实用新型的电容式水位传感器利用一个感应电极进行检测，被测物体成另一电极，实际上是测两个电容串联的值，一个是感应电极和被测物体的电容值，另一个是被测物体和电路地的电容值。被测物体和电路地的电容量，直接影响测量结果；但是，被测物体和电路地的电容量，随环境变化，因此存在检测精度不高，检测信号不稳定、不可靠的问题。

专利号为CN201420445226.8的实用新型公开了一种电容式接近开关的电极组件及其电容式接近开关，包括一个电极支撑件(10)、一个电极保护罩(20)、一个测量电极(40)、一个保护电极(30)、和一个隔离空间(50)。电极支撑件由绝缘材料制成。电极保护罩环套于电极支撑件。测量电极设置在电极保护罩和电极支撑件之间，且测量电极贴合于电极支撑件和电极保护罩。保护电极电容耦合于测量电极，它设置在电极保护罩和电极支撑件之间，保护电极贴合于电极支撑件和电极保护罩，且保护电极接地。隔离空间设置在测量电极和保护电极之间。电容式接近开关的电极组件可降低环境中电磁辐射对电容式接近开关的影响。此实用新型也是利用一个测量电极，保护电极相当于电容的另一个电极，但与测量电极不在同一平面，远离被测物体，不能达到最佳的测量效果。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种检测精度高，检测信号稳定电容式水位传感器。

本实用新型另一个要解决的技术问题是提供一种检测精度高，检测信号稳定电容式水位检测装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种电容式水位传感器，包括两块电极板和检测电路，电极板与检测电路电连接，两块电极板和检测电路集成在电路板上，两块电极板布置在电路板的同一个表面上。

以上所述的电容式水位传感器，所述的电路板为FPC。

以上所述的电容式水位传感器，所述的检测电路包括振荡器和单片机，振荡器的两个输入端分别接两块电板板，振荡器的输出端接单片机，单片机的输出端为所述电容式水位传感器的输出端。

以上所述的电容式水位传感器，振荡器包括比较器、充电电源、短路放电开关和电阻，一块所述的电极板接地，另一块所述的电极板接比较器的第一输入端；比较器的第一输入端通过电阻接充电电源，同时通过短路放电开关接地；比较器的第二输入端接参考电压，比较器的输出端作为振荡器的输出端接单片机，同时接短路放电开关的控制端。

一种水位检测装置，包括水容器和水位传感器，水位传感器是上述的电容式水位传感器，电容式水位传感器的电路板粘贴在水容器的外壁上，两块电极板朝向水容器的内部。

以上所述的水位检测装置，水容器包括水箱和机壳，电容式水位传感器的电路板粘贴在机壳的外壁上，两块电极板朝向机壳内的水箱。

以上所述的水位检测装置，所述的电路板为FPC，水容器的外壁为圆柱面或棱柱面，两块电极板的夹角大于或等于90°。

以上所述的水位检测装置，两块电极板左右分开布置或上下分开布置。

本实用新型的水位检测装置和电容式水位传感器结构简单、成本较低，而且检测精度高，检测信号稳定，可靠性好。

[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是本实用新型实施例1电容式水位传感器的电路框图。

图2是本实用新型实施例1电容式水位传感器的主视图。

图3是本实用新型实施例2水位检测装置的剖视结构图。

图4是本实用新型实施例2水位检测装置的俯视结构图。

图5是本实用新型实施例3水位检测装置的俯视结构图。

图6是本实用新型实施例4水位检测装置的俯视结构图。

图7是本实用新型实施例1振荡器的结构原理图。

[具体实施方式]

本实用新型实施例1电容式水位传感器的结构如图1、图2和图7所示，包括两块电极板和检测电路，电极板与检测电路电连接。两块电极板和检测电路集成在电路板1上，如图2所示，两块电极板102布置在电路板基板101的内表面，即感应面上。

如图1所示，检测电路包括振荡器和单片机，振荡器的两个输入端分别接两块电板板，振荡器的输出端接单片机，单片机的输出端为所述电容式水位传感器的输出端。

实施例1的振荡器为松弛振荡器，包括比较器U1B、短路放电开关SW1和电阻R1，两块电极板形成电容C1，一块电极板一端接地，另一块电极板接比较器U1B的第一输入端；比较器U1B的第一输入端通过电阻R1接电源Vcc，同时通过短路放电开关SW1接地；比较器的第二输入端接参考电压，参考电压的电压值为电源Vcc电压的二分之一；比较器U1B的输出端作为振荡器的输出端接单片机，同时接短路放电开关SW1的控制端。

电源Vcc是振荡器的充电电源。比较器检测电容C1的充电电压，当电容C1的电压大于1/2电源电压时，输出高电平，短路开关SW1闭合放电。电容C1迅速放电到零，比较器翻转，输出恢复到低电平，连接电源的电阻再对电容C1充电，这个过程周而复始，振荡器输出振荡信号。

本实用新型实施例2水位检测装置的结构如图3和图4所示，包括水容器和实施例1所述的电容式水位传感器。

水容器包括水箱3和机壳4，水箱3安装在机壳4中，水箱3可以从机壳4中取出。电容式水位传感器电路板1的感应面通过粘接胶5粘贴在机壳4的外壁上两块电极板102左右分开布置，两块电极板102朝向机壳4内的水箱3，水箱3中的水位高低会影响到两块电极板102之间的电容，当水箱3的水面高过两个电极板时，电容式水位传感器检测到两块电极板102之间的电容变大。

本实用新型实施例3水位检测装置的结构如图5所示，与实施例2不同的是，电路板为FPC，水容器为独立的水箱，水箱3的外壁为圆柱面，FPC通过粘接胶5粘贴在水箱3的外壁上，两块电极板102均朝向水箱3的内部。两块电极板之间的夹角为155°。

本实用新型实施例4水位检测装置的结构如图6所示，与实施例2不同的是，电路板为FPC，水容器为独立的水箱，水箱3的外周为矩形，转角部位圆角过渡，FPC通过粘接胶5粘贴在水箱3的外壁的转角部位，两块电极板102均朝向水箱3的内部。两块电极板102间的夹角为90°。

图2所示的电容式水位传感器在使用时还可以竖放，两块电极板上下分开布置。

本实用新型以上实施例的水位检测装置和电容式水位传感器结构简单、成本较低，而且检测精度高，检测信号稳定，可靠性好。

Claims (8)

1.一种电容式水位传感器，包括电极板和检测电路，电极板与检测电路电连接，其特征在于，所述的电极板为两块，两块电极板和检测电路集成在电路板上，两块电极板布置在电路板的同一个表面上。

2.根据权利要求1所述的电容式水位传感器，其特征在于，所述的电路板为FPC。

3.根据权利要求1所述的电容式水位传感器，其特征在于，所述的检测电路包括振荡器和单片机，振荡器的两个输入端分别接两块电极板，振荡器的输出端接单片机，单片机的输出端为所述电容式水位传感器的输出端。

4.根据权利要求1所述的电容式水位传感器，其特征在于，振荡器包括比较器、充电电源、短路放电开关和电阻，一块所述的电极板接地，另一块所述的电极板接比较器的第一输入端；比较器的第一输入端通过电阻接充电电源，同时通过短路放电开关接地；比较器的第二输入端接参考电压，比较器的输出端作为振荡器的输出端接单片机，同时接短路放电开关的控制端。

5.一种水位检测装置，包括水容器和水位传感器，其特征在于，水位传感器是权利要求1所述的电容式水位传感器，电容式水位传感器的电路板粘贴在水容器的外壁上，两块电极板朝向水容器的内部。

6.根据权利要求5所述的水位检测装置，其特征在于，水容器包括水箱和机壳，电容式水位传感器的电路板粘贴在机壳的外壁上，两块电极板朝向机壳内的水箱。

7.根据权利要求5所述的水位检测装置，其特征在于，所述的电路板为FPC，水容器的外壁为圆柱面或棱柱面，两块电极板的夹角大于或等于90°。

8.根据权利要求5所述的水位检测装置，其特征在于，两块电极板左右分开布置或上下分开布置。