CN212158727U - 一种多通道液体检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种多通道液体检测装置，检测装置用于检测甲醇燃料电池内部溶液罐本体的液位；检测装置包括能量供应模块、稳压模块、用于检测溶液罐本体的电容参数的电路板模块以及计算模块；电路板模块包括电路连接的用于实现电容式传感解决方案的高分辨率三路及三路以上道电容数字转换器模块和一整块具有三路及三路以上通道的电容极板模块；本实用新型所提供的一种多通道液体检测装置通过电容极板模块测出溶液罐本体内部的液位的三个坐标轴的数据，并将数据传输给计算模块进行软件算法，可以在溶液罐本体进行正负180度翻转倾倒时候，依旧可以精准检测出溶液罐本体内部的溶液容积，解决了在连续检测的同时弱方向敏感性的问题，实用性更强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液位检测装置，具体涉及一种多通道液体检测装置。
背景技术
甲醇燃料电池是通过化学反应直接将甲醇中的化学能转换成电能，其中甲醇燃料电池内部的溶液罐的液位对于系统的正常工作尤为重要，现有一种检测溶液罐内部液体容积的检测设备，是使用两片电容极板贴于溶液罐两侧，通过其中电容值的高低可以判断其中液位高低，但该种检测设备只能满足在溶液罐在翻转角度不超过90°的情况下测出准确的数据；但在实际情况中，溶液罐会出现翻转角度超过90°甚至达到180°的情况，在该种情况下，会出现弱方向敏感性问题，该种设备便无法测出精准数据。
实用新型内容
鉴于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种多通道液体检测装置，解决了检测设备在溶液罐翻转角度超过90°的情况下会出现弱方向敏感性而导致测不准的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种多通道液体检测装置，所述装置包括：
能量供应模块，用于对所述检测装置提供能量；
稳压模块，用于配合所述能量供应模块确保提供能量的稳定；
电路板模块，用于检测对溶液罐本体内液体的电容参数；
计算模块，用于处理电容参数并转化为溶液罐本体内液体的容积值；
其中，所述电路板模块包括电容转换器模块以及与其匹配的有三路及三路以上通道的电容极板模块，所述电容转换器模块上的端子与电容极板模块上的通道相连；
所述能量供应模块、稳压模块、电路板模块和计算模块依次连接。
进一步地，所述电容极板模块采用多层结构设计，其中一层结构为通道层，其上设置有Y1通道、X1通道、X2通道。
进一步地，所述Y1通道由一对电容极板构成，所述X1通道由一对电容极板构成，所述X2通道由一对电容极板构成。通道中的每对电容极板为两个，二者都是平行布置。
进一步地，所述Y1通道与所述X1通道分布在所述溶液罐本体的其中一个表面上，所述X2通道分布在所述溶液罐本体另一个表面上，两个所述表面相邻，且所述Y1通道、所述X1通道与所述X2通道互不平行。
进一步地，所述电容极板模块还包括绝缘层及屏蔽层，其中绝缘层布置在电容极板模块最外侧，且呈对称布置，而屏蔽层紧贴通道层。
进一步地，所述绝缘层外侧还设置有粘性层。电路板通过所述粘性层粘贴在所述溶液罐本体上。
进一步地，所述电容极板模块均采用柔性PCB材料，故电容极板模块可依据溶液罐本体的形状进行弯折，方便其固定在溶液罐本体内。
进一步地，所述稳压模块采用低压差线性稳压器模块。
进一步地，所述计算模块采用单片微型计算机模块，且其与所述电路板模块采用单、双向二线制同步串行总线连接。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型所提供的一种多通道液体检测装置，带有三路及三路以上通道的电容极板模块可以在溶液罐本体进行翻转角度超过90°的时候，通过三轴数据的检测和软件算法的配合测量出溶液罐本体内部的溶液容积，实用性更强，解决了采用两片电容极板的现有技术在翻转角度超过90度时由于弱方向敏感性导致测量不准确的题的问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为检测装置的结构原理示意图；
图3为电容极板模块的结构示意图。
附图标记说明：100、溶液罐本体；101、竖直表面A；102、竖直表面B；200、检测装置；201、Y1通道；202、X1通道；203、X2通道；210、能量供应模块；220、稳压模块；230、电路板模块；231、电容极板模块；2311、通道层；2312、屏蔽层；2313、绝缘层；240、计算模块。
具体实施方式
下面结合附图1-3和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围；
如图1-2所示，一种多通道液体检测装置，检测装置200用于检测甲醇燃料电池内部溶液罐本体100的液位；检测装置200包括四个模块，分别为能量供应模块210、稳压模块220、用于检测溶液罐本体100的电容参数的电路板模块230以及计算模块240；能量供应模块210、稳压模块220、用于检测溶液罐本体100的电容参数的电路板模块230以及计算模块240依次顺序连接；电路板模块230将检测到的溶液罐本体100上的电容参数传输给计算模块240，计算模块240通过软件算法得出溶液罐本体100内的溶液容积。
具体的，能量供应模块210提供5V直流电能供应，通过连接线路将直流电能供应给稳压模块220和计算模块240。
电路板模块230包括电路连接的用于实现电容式传感解决方案的高分辨率三路及以上通道电容数字转换器模块和一整块具有三路及三路以上通道的电容极板模块231，电容数字转换器模块上的端子与电容极板模块231上的通道连接而成为一个整体的电路板模块230，电容极板模块231上的三路及三路以上通道分别与稳压模块220相连。
其中电容数字转换器模块可选择FDC1004，其是一款用于实现电容式传感解决方案的高分辨率、4通道电容数字转换器。每个通道的满量程范围均为±15pF，可处理高达100pF的传感器偏置电容，该偏置电容既可以在内部编程，也可以是一个外部电容，用于跟踪环境随时间和温度的变化。凭借较高的偏置电容能力，可以使用远程传感器。FDC1004还包含用于实现传感器屏蔽的屏蔽驱动器，该驱动器可降低EMI干扰并有助于聚焦电容式传感器的传感方向。FDC1004封装尺寸较小，适合在空间受限的应用中使用。FDC1004采用10引脚超薄小外形尺寸无引线(WSON)封装，并且具有一个用于连接MCU的I2C接口。
稳压模块220的两端分别为输入端和输出端，输入端有两个输入接口，输出端有若干个配合电容极板模块231上通道数目的输出接口，输入端的两个接口与能量供应模块210上的接线端口相连接，若干输出端与电路板模块230上的若干通道相连接。
电路板模块230与计算模块240通过通信线进行连接，通信线为单、双向二线制同步串行总线；电路板模块230内的电容极板模块231将检测到的溶液罐本体100上的电容参数传输给电容数字转换器模块进行初步数据处理，并进一步的通过通信线将初步处理的数据传输给计算模块240，计算模块240通过软件算法得出溶液罐本体100内的溶液容积。
电容极板模块231包括多层，具体的包括通道层2311、紧贴通道层2311的屏蔽层2312、以及对称分布在最外侧的绝缘层2313；下面以电容极板模块231为四层时作为其中一个例子进行说明，当电容极板模块231为其他若干层数时，分布规律如上述所述。
如图3所示，当电容极板模块231为四层时，即：当电容极板模块231分为四层，从上到下分别为第一层极板、第二层极板、第三层极板、第四层极板；其中，第一层极板与第四层极板为绝缘层2313、第二层极板为屏蔽层2312，屏蔽层2312用于屏蔽外界的信号干扰使得检测结果更精准，第三层极板为通道层2311，通道层2311上的通道数量可依据需求进行增删，如当电容极板模块231上的通道层2311为三路时，即分别为Y1通道201、X1通道202、X2通道203。
如图1-2所示，此时，在使用检测装置时，先依据溶液罐本体100的实际情况选择竖直方向的任意一组相邻的表面竖直表面A101和竖直表面B102，Y1通道201与X1通道202分布在溶液罐本体100的竖直表面A101面上，X2通道203分布在溶液罐本体100的竖直表面B102上；所述Y1通道201、所述X1通道202与所述X2通道203在互不平行；当电容极板模块231上的通道层2311上的通道数目为其他数值时，使用操作与电容极板模块231上的通道为三路时的情况相同。
电路板模块230绝缘层2313外侧设置有粘性层，且材料为柔性PCB材料，将检测装置的电路板模块230部分通过粘性层紧紧粘贴在溶液罐本体100上，电路板模块230可弯折，可依据溶液罐本体100的形状进行调整，因此更灵活实用性更强。
本实用新型所提供的一种多通道液体检测装置，包含三路及三路以上通道的电容极板模块231的电路板模块230的设置，不同于两个电容极板只能满足在溶液罐本体100翻转角度不超过90°的情况下进行数据检测，本申请通过电容极板模块231测出溶液罐本体100内部的液位的三个坐标轴的数据，并通过软件的算法，在溶液罐本体100翻转倾倒角度超过90°的时候，依旧可以精准检测出溶液罐本体100内部的溶液容积，解决了在连续检测的同时出现弱方向敏感性的问题，实用性更强。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多通道液体检测装置，其特征在于，包括：
能量供应模块，用于对所述检测装置提供能量；
稳压模块，用于配合所述能量供应模块确保提供能量的稳定；
电路板模块，用于检测对溶液罐本体内液体的电容参数；
计算模块，用于处理电容参数并转化为溶液罐本体内液体的容积值；
其中，所述电路板模块包括电容转换器模块以及与其匹配的有三路及三路以上通道的电容极板模块，所述电容转换器模块上的端子与电容极板模块上的通道相连；
所述能量供应模块、稳压模块、电路板模块和计算模块依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种多通道液体检测装置，其特征在于，所述电容极板模块采用多层结构设计，其中一层结构为通道层，其上设置有Y1通道、X1通道、X2通道。
3.根据权利要求2所述的一种多通道液体检测装置，其特征在于，所述Y1通道由一对电容极板构成，所述X1通道由一对电容极板构成，所述X2通道由一对电容极板构成。
4.根据权利要求3所述的一种多通道液体检测装置，其特征在于，所述Y1通道与所述X1通道分布在所述溶液罐本体的其中一个表面上，所述X2通道分布在所述溶液罐本体另一个表面上，两个所述表面相邻，且所述Y1通道、所述X1通道与所述X2通道互不平行。
5.根据权利要求4所述的一种多通道液体检测装置，其特征在于，所述电容极板模块还包括绝缘层及屏蔽层，其中绝缘层布置在电容极板模块最外侧，且呈对称布置，而屏蔽层紧贴通道层。
6.根据权利要求5所述的一种多通道液体检测装置，其特征在于，所述绝缘层外侧还设置有粘性层。
7.根据权利要求6所述的一种多通道液体检测装置，其特征在于，所述电容极板模块均采用柔性PCB材料。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种多通道液体检测装置，其特征在于，所述稳压模块采用低压差线性稳压器模块。
9.根据权利要求8所述的一种多通道液体检测装置，其特征在于，所述计算模块采用单片微型计算机模块，且其与所述电路板模块采用单、双向二线制同步串行总线连接。
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