CN215217736U - 一种液位监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液位监测系统，包括：控制电路、与控制电路连接的液位传感器、以及与液位传感器和控制电路连接的检测电路，其中控制电路用于在接收到用户发送的表征检测目标液位的检测信号的情况下，向液位传感器进行供电，在接收到用户发送的表征结束检测目标液位的停止信号的情况下，向液位传感器停止供电，检测电路用于在控制电路向液位传感器进行供电的情况下，通过液位传感器检测目标液位。由于控制电路根据接收的检测信号向液位传感器供电，并根据接收的停止信号向液位传感器停止供电，因此避免了长时间对液位传感器供电的问题，降低了液体中含有的各种杂质与液位传感器发生氧化反应的时间，从而提高了液位传感器的使用寿命。

Description

一种液位监测系统

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种液位监测系统。

背景技术

随着科技的发展，为了提高在生产环境中对水位判断的准确性，液位传感器和检测电路已成为检测养殖场水位、污水处理水位、水库水位等水位检测中必不可少的一个环节。

目前，液位监测系统包括电源、检测电路和液位传感器。在使用水位检测电路检测水位的过程中，液位传感器负极与水位连通，正极通过一个限流电阻连接电源正极，同时检测电路与液位传感器正极连接用于检测水位。由于现有技术中无论当前是否需要检测水位，液位监测系统中的电源均会长时间向液位传感器供电，从而长时间产生液体的电解这一现象，使得液位传感器与液体中含有的各种杂质发生氧化反应的时间增长，从而降低了液位传感器的使用寿命。

由此可见，如何提高液位传感器的使用寿命是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种液位监测系统，用以提高液位传感器的使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液位监测系统，包括：控制电路、与所述控制电路连接的液位传感器、以及与所述液位传感器和所述控制电路连接的检测电路；

所述控制电路，用于在接收到用户发送的表征检测目标液位的检测信号的情况下，向所述液位传感器进行供电，在接收到所述用户发送的表征结束检测所述目标液位的停止信号的情况下，向所述液位传感器停止供电；

所述检测电路，用于在所述控制电路向所述液位传感器进行供电的情况下，通过所述液位传感器检测所述目标液位，并将表征所述目标液位的信号发送至所述控制电路。

优选的，所述控制电路具体包括：控制器和分别与所述控制器和所述液位传感器连接的第一开关；

所述控制器，用于在接收到所述检测信号的情况下，控制所述第一开关闭合，从而控制向所述液位传感器供电，在接收到所述停止信号的情况下，控制所述第一开关开启，从而控制向所述液位传感器停止供电；还用于接收所述检测电路发送的表征所述目标液位的信号。

优选的，还包括：与所述控制电路连接的处理器，用于按预设周期向所述控制电路发送所述检测信号，并在发送所述检测信号后，按预设间隔向所述控制电路发送所述停止信号；其中，预设间隔小于预设周期。

优选的，所述控制电路还包括：第二开关，所述第二开关分别与所述控制电路、所述液位传感器以及所述检测电路连接。

优选的，还包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述控制器的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一开关的输入端连接。

优选的，还包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一开关的输出端、以及所述第二开关的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端、以及所述第二开关的第二端连接，所述第三电阻的第二端与所述液位传感器的正极连接，所述第四电阻的第一端与所述第二开关的第三端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端、以及所述检测电路连接，所述第五电阻的第二端与所述液位传感器的负极、以及地面连接。

优选的，还包括：稳压管，所述稳压管的阴极与所述第五电阻的第一端连接，所述稳压管的阳极与所述地面连接。

优选的，所述第一开关具体为光耦。

优选的，所述第二开关具体为场效应晶体管。

优选的，所述液位传感器的个数为n个，其中n大于1。

本实用新型所提供的液位监测系统，包括：控制电路、与控制电路连接的液位传感器、以及与液位传感器和控制电路连接的检测电路，其中控制电路用于在接收到用户发送的表征检测目标液位的检测信号的情况下，向液位传感器进行供电，在接收到用户发送的表征结束检测目标液位的停止信号的情况下，向液位传感器停止供电，检测电路用于在控制电路向液位传感器进行供电的情况下，通过液位传感器检测目标液位。由于控制电路根据接收的检测信号向液位传感器供电，并根据接收的停止信号向液位传感器停止供电，因此避免了现有技术中长时间对液位传感器供电的问题，减少了液体的电解时间，降低了液体中含有的各种杂质与液位传感器发生氧化反应的时间，从而提高了液位传感器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种液位监测系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种液位监测系统的电路图；

附图标记如下：

10为控制电路，11为液位传感器，12为检测电路，13为处理器，20为控制器，21为第一开关，22为第二开关，23为稳压管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。

本实用新型的核心是提供一种液位监测系统，用以提高液位传感器的使用寿命。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种液位监测系统的结构示意图。如图1 所示，液位监测系统包括：控制电路10、与控制电路10连接的液位传感器 11、以及与液位传感器11和控制电路10连接的检测电路12。

控制电路10，用于在接收到用户发送的表征检测目标液位的检测信号的情况下，向液位传感器11进行供电，在接收到用户发送的表征结束检测目标液位的停止信号的情况下，向液位传感器11停止供电。

检测电路12，用于在控制电路10向液位传感器11进行供电的情况下，通过液位传感器11检测目标液位，并将表征目标液位的信号发送至控制电路 10。

本实用新型实施例中，液位传感器11的个数可以是一个，也可以是n个 (n大于1)。可以理解的是，当液位传感器11的个数是n个时，能够提高检测电路12通过液位传感器11检测目标液位的精准确度，其中，相邻的液位传感器11并联连接。此外，当液位传感器11是n个且测量的液体有多个时，能够同时通过各液体的液位传感器检测各液体的液位，提高了检测各液体的速度。需要说明的是，当液位传感器11的个数是n个且测量的液体有多个时，为了保证检测电路12检测的准确性，在具体实施中，检测电路12与液位传感器11可呈一对一的对应关系。

本实用新型实施例所提供的液位监测系统，包括：控制电路、与控制电路连接的液位传感器、以及与液位传感器和控制电路连接的检测电路，其中控制电路用于在接收到用户发送的表征检测目标液位的检测信号的情况下，向液位传感器进行供电，在接收到用户发送的表征结束检测目标液位的停止信号的情况下，向液位传感器停止供电，检测电路用于在控制电路向液位传感器进行供电的情况下，通过液位传感器检测目标液位。由于控制电路根据接收的检测信号向液位传感器供电，并根据接收的停止信号向液位传感器停止供电，因此避免了现有技术中长时间对液位传感器供电的问题，减少了液体的电解时间，降低了液体中含有的各种杂质与液位传感器发生氧化反应的时间，从而提高了液位传感器的使用寿命。

图2为本实用新型实施例提供的一种液位监测系统的电路图。如图2所示，在上述实施例的基础上，控制电路10包括：控制器20、以及分别与控制器20和液位传感器11连接的第一开关21。

控制器20，用于在接收到检测信号的情况下，控制第一开关21闭合，从而控制向液位传感器11供电；在接收到停止信号的情况下，控制第一开关21 开启，从而控制向液位传感器11停止供电；还用于接收检测电路发送的表征目标液位的信号。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例，下面结合图2 和工作状态具体说明：

工作状态1：

当控制器20接收到检测信号的情况下，向第一开关21提供低电平，第一电源VDD与控制器20发送的低电平形成能够促使第一开关21闭合的压差，从而使得第二电源VCC开始为液位传感器进行供电，即液位传感器上电。

工作状态2：

当控制器20接收到停止信号的情况下，向第一开关21提供高电平，第一电源VDD无法与控制器20发送的高电平形成能够促使第一开关21闭合的压差，使得第二开关打开，从而使得第二电源VCC停止为液位传感器供电，即液位传感器断电。

需要说明的是，第一电源VDD的电压与第二电源VCC的电压之间无大小关系，其中第一电源VDD为促使第一开关21工作的工作电压，第二电源 VCC为促使液位传感器工作的工作电压，VCC与VDD的取值不做限制，与用户需求匹配即可。

本实用新型实施例中，第一开关21可以是三极管、输入/输出 (Input/Output，I/O)控制器20、晶闸管、可控硅、继电器、金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal OxideSemiconductor，MOS)等。

为了进一步提高液位传感器11的使用寿命，作为优选的实施例，还包括：与控制电路10连接的处理器13，用于按预设周期向控制电路10发送检测信号，并在发送检测信号后，按预设间隔向控制电路10发送停止信号。其中，预设间隔小于预设周期。

在具体实施中，处理器13可以是上位机，可以是工作人员使用的终端，还可以与控制器20合并使用。

可以理解的是，为了保证能够高频率获取液体的液位，通过处理器13向控制电路10间隔发送检测信号，其中，预设周期与用户需求匹配即可，在具体实施中可选取2秒、5秒、10秒等。

此外，为了进一步降低液体中含有的各种杂质与液位传感器11发生氧化反应的时间，处理器13还在发送一次检测信号后，向控制电路10按预设间隔发送停止信号。可以理解的是，当发送停止信号的时刻越接近液位监测系统结束检测的时刻时，越能够减少在液体通电过程中发生的氧化反应的时间，在具体实施中，如果从液位监测系统上电到读取液位完成的时长为15毫秒，则可将预设间隔设置为15-20毫秒。

为了保证输入端与输出端完全实现电气隔离，从而提高第一开关21的抗干扰能力，同时实现使用低电压控制高电压的效果，作为优选的实施例，第一开关21具体为光耦。

此外，在具体实施中，控制器可为微控制器(Micro Controller Unit，MCU)。

为了降低第一开关21的输入电流，从而提高第一开关21的使用寿命，作为优选的实施例，控制电路10还包括第一电阻R₁，第一电阻R₁的第一端与控制器20的输出端连接，第一电阻R₁的第二端与第一开关21的输入端连接。

本实用新型实施例所提供的液位监测系统，控制电路包括控制器和第一开关，通过控制器和第一开关使得控制电路能够通过简单控制完成液位传感器断电/上电，减少了控制电路的成本，同时还能实现使用低电压控制高电压的效果。

如图2所示，在上述实施例的基础上，液位监测系统还包括：第二开关 22，第二开关22分别与控制电路10、液位传感器11以及检测电路12连接。具体的，第二开关22分别与第一开关21的输出端、液位传感器11的正极、以及检测电路12连接。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例，下面结合图2 和工作状态具体说明：

工作状态1：

在控制电路10为液位传感器11供电的情况下，当液体不低于液位传感器11正极的最低点时，由于液体具有弱导电性，使得第二开关22达到开启电压，此时第二开关22导通，检测电路12检测到表示液面高度处于正常水平的高电平信号。

工作状态2：

在控制电路10为液位传感器11供电的情况下，当液体低于液位传感器 11正极的最低点时，第二开关22无法达到开启电压，此时第二开关22关闭，检测电路12检测到表示液位处于非正常水平的低电平信号。

为了进一步降低液位传感器11所需的驱动电流，从而减少对液体的电离强度，同时为第二开关22提供合适的开启电压，从而提高第二开关22的使用寿命，作为优选的实施例，液位监测系统还包括：第二电阻R₂和第三电阻 R₃，第二电阻R₂的第一端与第一开关21的输出端、以及第二开关22的第一端连接，第二电阻R₂的第二端与第三电阻R₃的第一端、以及第二开关22的第二端连接，第三电阻R₃的第二端与液位传感器11的正极连接。

需要说明的是，第二电阻R₂和第三电阻R₃构成了分压电路，其中第二电阻R₂可选用兆欧级电阻，第二电阻R₂的阻值越大，越能降低液位传感器11 所需的驱动电流，从而越能减少对液体的电离强度。在具体实施中，第二电阻R₂可选取1MΩ，第三电阻R₃可选取10KΩ。

进一步的，为了向检测电路12提供合适的电压信号，从而提高检测电路 12的使用寿命，作为优选的实施例，液位监测系统还包括：第四电阻R₄和第五电阻R₅，第四电阻R₄的第一端与第二开关22的第三端连接，第四电阻R₄的第二端与第五电阻R₅的第一端、以及检测电路12连接，第五电阻R₅的第二端与液位传感器11的负极、以及地面连接。

此外，第二开关22可以为三极管、I/O控制器、晶闸管、可控硅等。为了使得第二电阻R2能够采用兆欧级的大电阻，作为优选的实施例，第二开关 22具体为场效应晶体管，在具体实施中，可采用P沟道型MOS管(即PMOS 管)。

本实用新型实施例所提供的液位监测系统，通过第二开关分别与控制电路、液位传感器以及检测电路连接，从而形成了信号放大电路，减小了液位传感器所需的驱动电流，降低了对液体的电离强度，从而进一步提高了液位传感器的使用寿命。

如图2所示，在上述实施例的基础上，液位监测系统还包括：稳压管23，稳压管23的阴极与第五电阻R₅的第一端连接，稳压管23的阳极与地面连接。

可以理解的是，本实用新型实施例通过稳压管23，能够防止在第二开关 22达到开启电压、第二开关22开启时，防止检测电路12的输入电压过高，从而损坏检测电路12的问题，进一步提高了检测电路12的使用寿命。

以上对本实用新型所提供的一种液位监测系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种液位监测系统，其特征在于，包括：控制电路、与所述控制电路连接的液位传感器、以及与所述液位传感器和所述控制电路连接的检测电路；

所述控制电路，用于在接收到用户发送的表征检测目标液位的检测信号的情况下，向所述液位传感器进行供电，在接收到所述用户发送的表征结束检测所述目标液位的停止信号的情况下，向所述液位传感器停止供电；

所述检测电路，用于在所述控制电路向所述液位传感器进行供电的情况下，通过所述液位传感器检测所述目标液位，并将表征所述目标液位的信号发送至所述控制电路。

2.根据权利要求1所述的液位监测系统，其特征在于，所述控制电路具体包括：控制器和分别与所述控制器和所述液位传感器连接的第一开关；

所述控制器，用于在接收到所述检测信号的情况下，控制所述第一开关闭合，从而控制向所述液位传感器供电，在接收到所述停止信号的情况下，控制所述第一开关开启，从而控制向所述液位传感器停止供电；还用于接收所述检测电路发送的表征所述目标液位的信号。

3.根据权利要求1所述的液位监测系统，其特征在于，还包括：与所述控制电路连接的处理器，用于按预设周期向所述控制电路发送所述检测信号，并在发送所述检测信号后，按预设间隔向所述控制电路发送所述停止信号；其中，预设间隔小于预设周期。

4.根据权利要求2所述的液位监测系统，其特征在于，所述控制电路还包括：第二开关，所述第二开关分别与所述控制电路、所述液位传感器以及所述检测电路连接。

5.根据权利要求2所述的液位监测系统，其特征在于，还包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述控制器的输出端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一开关的输入端连接。

6.根据权利要求4所述的液位监测系统，其特征在于，还包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一开关的输出端、以及所述第二开关的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端、以及所述第二开关的第二端连接，所述第三电阻的第二端与所述液位传感器的正极连接，所述第四电阻的第一端与所述第二开关的第三端连接，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端、以及所述检测电路连接，所述第五电阻的第二端与所述液位传感器的负极、以及地面连接。

7.根据权利要求6所述的液位监测系统，其特征在于，还包括：稳压管，所述稳压管的阴极与所述第五电阻的第一端连接，所述稳压管的阳极与所述地面连接。

8.根据权利要求2所述的液位监测系统，其特征在于，所述第一开关具体为光耦。

9.根据权利要求4或6所述的液位监测系统，其特征在于，所述第二开关具体为场效应晶体管。

10.根据权利要求1所述的液位监测系统，其特征在于，所述液位传感器的个数为n个，其中n大于1。

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