CN207976195U - 一种液位实时检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种液位实时检测装置，包括并列安装的保护水水箱、循环水补水箱和循环水水箱，所述液位实时检测装置还包括水位测量模块和水位显示模块,水位测量模块包括压力传感器、与压力传感器电连接的微处理器以及测量电路，测量电路包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U1C、运算放大器U1D和电压反转器U3；压力传感器设置在循环补水箱底部的测量孔内，微处理器设置在循环补水箱的外侧壁上；水位显示模块包括显示屏，显示屏通过设置的传输线与微处理器电连接；本实用新型结构简单，能够精确检测水位信号，并且方便用户直接观测实时水位信号。
Description
技术领域
本实用新型属于液位检测技术领域，具体涉及一种液位实时检测装置。
背景技术
现有液位测量技术是将检测液面信号从而转化为液面高度信号，这样的液位检测装置容易造成检测结果不精确，容易造成误差；现有技术中的液位检测装置不能实现对液位的实时检测，并且液位测量装置调试不方便、电路信号飘移严重、信号采集不稳定、生产成本高和功能实现复杂而不稳定等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种液位实时检测装置，以解决液位信号不精确和不能实时检测液位信号的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种液位实时检测装置，包括并列安装的保护水水箱、循环水补水箱和循环水水箱，所述液位实时检测装置还包括水位测量模块和水位显示模块,水位测量模块包括压力传感器、与压力传感器电连接的微处理器以及测量电路，测量电路包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U1C、运算放大器U1D和电压反转器U3；压力传感器设置在循环补水箱底部的测量孔内，微处理器设置在循环补水箱的外侧壁上；水位显示模块包括显示屏，显示屏与微处理器对应电连接。
所述压力传感器输出端分别与运算放大器U1A和运算放大器U1D的输入端连接，运算放大器U1A与运算放大器U1B的输出端串联后与运算放大器U1C的正输入端连接，运算放大器U1D的输出端与运算放大器U1C的负输入端连接，运算放大器U1C的输出端与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端通过设置的接线端子P1与显示屏连接。
进一步的，所述压力传感器第一输出端通过电位器R1与运算放大器U1D的负输入端第12端口连接；压力传感器第二输出端与运算放大器U1A的正输入端第3端口连接；运算放大器U1A的负输入端第2端口通过R14与运算放大器U1D的正输入端第13端口连接；运算放大器U1A的第1端口通过R9与运算放大器U1C的正输入端第10端口连接，运算放大器U1D的第14端口串联一个电阻R5接到运算放大器U1C的负输入端第9端口；运算放大器U1C的第9端口与第8端口之间并联一个电阻R12；运算放大器U1C的第8端口串联一个电阻R7接入微处理器的P11端口；运算放大器U1C的第10端口串联一个电阻R10接到运算放大器U1B的第6端口，运算放大器U1B的第6端口直接与第7端口并联；微处理器的P31端口和P30端口分别与接线端子P1的第2端口和第3端口连接，接线端子P1接入端口与显示屏连接。
进一步的，所述微处理器为STC15F2K08S2系列单片机。
进一步的，所述压力传感器为XGZP040DR压力传感器芯片。
进一步的，所述运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U1C和运算放大器U1D均为LT1496CN系列运算放大器芯片。
进一步的，所述电压反转器U3为TP7660系列DC/DC电荷泵电压反转器专用集成电路芯片；电压反转器U3的第2端口和第4端口之间并联一个电解电容C2；电压反转器U3的第5端口为-5V电压输出端，电压反转器U3的第8端口为+5V电压输出端，电压反转器U3分别为运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U1C和运算放大器U1D提供+5V和-5V电压。
本实用新型的技术效果和优点：本实用新型采用压力传感器采集液体的压力信号，能够精确检测液体的压力信号，经微处理器将水的压力信号转化为水位信号，精确的确定水位的高度，使测量结果更加精确，减少外界环境对测量结果的影响；水位检测装置的显示模块与微处理器连接，可以实现水位信号实时检测，并且实时显示在显示屏上，方便用户观测水位信号，本实用新型结构简单，能够精确检测水位信号，并且方便用户直接观测实时水位信号。
附图说明
图1 为本实用新型水位测量模块结构示意图；
图2 为本实用新型水位显示模块结构示意图；
图3为本实用新型控水位测量模块电路图。
图中：1. 保护水水箱、2.循环水补水箱、3.循环水水箱、4.微处理器、5.压力传感器、6.传输线、8.显示箱、9.显示屏。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但下列实施例只是用来详细说明本实用新型的实施方式，并不以任何方式限制本实用新型的范围。
实施例1：如图1-3所示，一种液位实时检测装置，包括并列安装的保护水水箱1、循环水补水箱2和循环水水箱3；实时检测装置还包括水位测量模块和水位显示模块,水位测量模块包括压力传感器5、与压力传感器5电连接的微处理器4以及测量电路，测量电路包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U1C、运算放大器U1D和电压反转器U3，所述压力传感器5设置在循环水补水箱2底部的测量孔内，所述微处理器4设置在循环水补水箱2的外侧壁上；所述水位显示模块包括显示屏9，显示屏9设置在显示箱8上，显示屏9通过设置的传输线6与微处理器4电连接。
所述压力传感器5输出端分别与运算放大器U1A和运算放大器U1D的输入端连接，运算放大器U1A与运算放大器U1B的输出端串联后与运算放大器U1C的正输入端连接，运算放大器U1D的输出端与运算放大器U1C的负输入端连接，运算放大器U1C的输出端与微处理器4的输入端连接，微处理器4的输出端通过设置的接线端子P1与显示屏连接。
微处理器4为STC15F2K08S2系列单片机；如图3所示，微处理器4为STC15F2K08S2系列单片机，STC15F2K08S2系列单片机是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，在微电脑控制板中主要起进行逻辑判断，控制输入和输出的功能。
所述水位测量模块包括压力传感器5，压力传感器5为XGZP040系列压力传感器芯片；如图3所示，压力传感器5为XGZP040DR系列压力传感器芯片，XGZP040DR系列压力传感器芯片为压阻式压力敏感元件，是一款适用于生物医学、汽车电子等领域的压力传感器，其核心部分是一颗利用MEMS技术加工的硅压阻式压力敏感芯片。该压力敏感芯片由一个弾性膜及集成在膜上的四个电阻组成，四个压敏电阻形成了惠斯通电桥结构，当有压力作用在弾性膜上时电桥会产生一个与所加压力成线性比例关系的电压输出信号，它具有良好的线性、重复性和稳定性、灵敏度高，可以很方便的用运放对输出和温漂进行调试和补偿。该芯片在电路中主要作用是将水压转换电压信号进行输出。压力传感器5的第5端口和2端口为芯片的供电端口，第5端口接入+5V电压，第2端口接地线。
压力传感器5将水位高度转化为与之相对应的电压值，并将循环水补水箱2中水位电信号传输到微处理器4，水位电信号通过微处理器4处理并输送到显示模块，显示模块将水位信号在显示屏9中显示，方便用户观测实时的水位信号，从而达到水位信号实时测量的目的。
所述电路反转器U3为TP7660系列电压反转器，TP7660是一款DC/DC电荷泵电压反转器专用集成电路芯片能将输入范围为1.2V-8V的电压转换成相应的-1.2V-8V的输出，该芯片的在电路中的作用是将输入的+5V电压转换成-5V电压进行输出，TP7660系列电压反转器用于转换电压，减少电路中的电器元件，简化电路。如图3所示运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U1C和运算放大器U1D均为LT1496CN系列运算放大器芯片，LT1496CN是精密运算放大器，该芯片在电路中的主要功能就是对电压信号进行放大输出和进行温漂补偿。LT1496CN的第4端口和第11端口为芯片的供电端口，第4端口接+5V电源，第11端口接-5V电源。
压力传感器5的第1端口和第6端口上并联一个电阻R3和一个电位器R1；电位器R1将的输出端与U1D的正输入端第12端口连接；压力传感器5的第4端口与U1A的正输入端第3端口连接；压力传感器5的第4端口与电位器R1的输出端并联一个电容C3。
运算放大器U1A的第2端口与第1端口之间并联一个电阻R8，运算放大器U1D的第13端口与第14端口之间并联一个电阻R4；运算放大器U1A的第2端口串联一个电位器R14和一个电阻R6，并接到运算放大器U1D的第13端口；运算放大器U1A的第1端口串联一个电阻R9，并接到运算放大器U1C的正输入端第10端口；运算放大器U1D的第14端口串联一个电阻R5接到运算放大器U1C的负输入端第9端口；运算放大器U1C的第9端口与第8端口之间并联一个电阻R12；运算放大器U1C的第8端口串联一个电阻R7接到微处理器4的P11端口，所述微处理器4为微处理器4，微处理器4的GND端口接地，微处理器4的P30和P31端口为输出端口，微处理器4的P30端口串联一个电阻R16接入接线端子P1的第3端口，微处理器4的P31端口串联一个电阻R17接入接线端子P1的第2端口，接线端子P1接入端口与水位显示模块连接。
运算放大器U1C的第10端口串联一个电阻R10接到运算放大器U1B的第6端口，运算放大器U1B的第6端口直接与第7端口并联；+5V电源经过电阻R13和R11并联接到运算放大器U1B的第5端口，-5V电源串联一个电阻R12接到运算放大器U1B的第5端口。
本实用新型通过XGZP040DR系列压力传感器5芯片采集循环补水箱中的水压信号，并将水压信号转化为电信号，压力传感器5将电信号传输给LT1496CN系列运算放大器芯片，电信号经运算放大器芯片放大后传输微处理器4，微处理器4接收到水压电信号，并将水压电信号进行处理，转化为水箱的水位信号，微处理器4将水位信号传输到水位显示模块，显示屏9上显示循环水补水箱2中的水位信号。
在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件。上面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下进行变更或改变。
Claims (6)
1.一种液位实时检测装置，包括并列安装的保护水水箱、循环水补水箱和循环水水箱，其特征在于：所述液位实时检测装置还包括水位测量模块和水位显示模块,水位测量模块包括压力传感器、与压力传感器电连接的微处理器以及测量电路，测量电路包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U1C、运算放大器U1D和电压反转器U3；压力传感器设置在循环补水箱底部的测量孔内，微处理器设置在循环补水箱的外侧壁上；水位显示模块包括显示屏，显示屏与微处理器对应电连接；
所述压力传感器输出端分别与运算放大器U1A和运算放大器U1D的输入端连接，运算放大器U1A与运算放大器U1B的输出端串联后与运算放大器U1C的正输入端连接，运算放大器U1D的输出端与运算放大器U1C的负输入端连接，运算放大器U1C的输出端与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端通过设置的接线端子P1与显示屏连接。
2.据权利要求1所述的液位实时检测装置，其特征在于：所述压力传感器第一输出端通过电位器R1与运算放大器U1D的负输入端第12端口连接；压力传感器第二输出端与运算放大器U1A的正输入端第3端口连接；运算放大器U1A的负输入端第2端口通过R14与运算放大器U1D的正输入端第13端口连接；运算放大器U1A的第1端口通过R9与运算放大器U1C的正输入端第10端口连接，运算放大器U1D的第14端口串联一个电阻R5接到运算放大器U1C的负输入端第9端口；运算放大器U1C的第9端口与第8端口之间并联一个电阻R12；运算放大器U1C的第8端口串联一个电阻R7接入微处理器的P11端口；运算放大器U1C的第10端口串联一个电阻R10接到运算放大器U1B的第6端口，运算放大器U1B的第6端口直接与第7端口并联；微处理器的P31端口和P30端口分别与接线端子P1的第2端口和第3端口连接，接线端子P1接入端口与显示屏对应连接。
3.据权利要求1所述的液位实时检测装置，其特征在于：所述微处理器为STC15F2K08S2系列单片机。
4.据权利要求1所述的液位实时检测装置，其特征在于：所述压力传感器为XGZP040DR压力传感器芯片。
5.据权利要求1所述的液位实时检测装置，其特征在于：所述运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U1C和运算放大器U1D均为LT1496CN系列运算放大器芯片。
6.据权利要求1所述的一种液位实时检测装置，其特征在于：所述电压反转器U3为TP7660系列DC/DC电荷泵电压反转器专用集成电路芯片；电压反转器U3的第5端口为-5V电压输出端，电压反转器U3的第8端口为+5V电压输出端，电压反转器U3分别为运算放大器U1A、运算放大器U1B、运算放大器U1C和运算放大器U1D提供+5V和-5V电压。
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|---|---|---|---|---|
| CN109540256A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-29 | 福建师范大学 | 一种太阳能热水工程水位检测装置及其检测方法 |
| CN109637095A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-16 | 武汉船舶通信研究所（中国船舶重工集团公司第七二二研究所） | 一种水位检测报警控制电路 |
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