CN216309145U - 一种液位测量装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种液位检测装置，装置用于电解水处理设备装置包括：激励源生成模块、第一电极、至少一个第二电极以及至少一个检测模块，控制模块；激励源生成模块用于生成等电量正负脉冲，且激励源生成模块的输出端与第一电极的一端连接；第一电极的另一端设置于电解水处理设备的电解水容器中；各第二电极的一端连接至一一对应的检测模块的输入端，第二电极的另一端设置于电解水容器中，且各第二电极的另一端在电解水容器中高度各不相同；控制模块分别于激励源生成模块、检测模块连接，用于控制激励源生成模块输出以及获取检测模块的液位检测数据。基于上述方案，可以提高液位检测的准确性和普适性。

Description

一种液位测量装置

技术领域

本实用新型涉及液位测量技术领域，尤其涉及一种液位测量装置。

背景技术

近年来，电解水处理设备在医疗、养殖、食品等领域不断地被推广应用，液位的可靠检测对于电解水处理设备的安全有效控制异常重要。在电解水处理设备上，液位的检测需要满足如下要求：耐酸、碱或者电解添加液；不能影响原水、电解添加液、电解产水的水质；能够持续可靠检测，避免偶然因素的影响；不能受液体波动的影响。

但是，目前市场上在电解水处理设备上使用的液位检测方式主要有以下几种方式：

(1)浮标测量方式，其利用浮标原理实现开关的输出，但是容易受如附着异物、动作失灵等偶然因素的影响，容易受到液体波动的影响；

(2)电阻测量方式，其利用电极间导电的原理，测量电阻设置阈值实现开关的输出，电机基本采用不易被氧化的金属电机，其耐酸、碱性不好，容易影响电解产水的水质；

(3)电容测量方式，其利用液体形成的电容，测量电容设置阈值实现开关的输出，但是对于电容变化非常大的液位的测量不适用，由于其利用对地电容原理测试的方式，因此受到电解水处理设备内部的部件安装和现场使用环境的影响比较大；

(4)超声波测量方式，其利用超声波反射原理实现液位的连续测量，但是其具有测量盲区，并且会受到容器内部件的影响，以及受到液体波动的影响；

(5)导向脉冲测量方式，其利用导向探针传递脉冲信号，接收液面反射的脉冲信号，再根据光速和时间计算出检测距离，但是其也具有测量盲区，也会受到容器内部件以及液位波动的影响；

(6)压力测量方式，其利用压力原理测量液位，但是容易受到液体波动的影响较大，并且随着使用时间的延长会导致压力测量器件漂移从而导致检测不准确；

(7)光学测量方式，其利用光学原理测量液体的有误，其持续可靠检测的长久性是严峻的挑战，并且也容易受到环境的影响。

基于此，如何提供一种适用性强、普适性高以及液位检测准确的液位检测装置，对于电解水处理设备的发展至关重要。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种液位测量装置，旨在解决现有的液位测量方式液位检测不准确，普适性差的问题。

本申请实施例提供了一种用于液位检测装置，所述装置用于电解水处理设备所述装置包括：激励源生成模块、第一电极、至少一个第二电极以及至少一个检测模块，控制模块；

所述激励源生成模块用于生成等电量正负脉冲，且所述激励源生成模块的输出端与所述第一电极的一端连接；

所述第一电极的另一端设置于所述电解水处理设备的电解水容器中；

各所述第二电极的一端连接至一一对应的检测模块的输入端，所述第二电极的另一端设置于所述电解水容器中，且各第二电极的另一端在所述电解水容器中高度各不相同；

所述控制模块分别于所述激励源生成模块、所述检测模块连接，用于控制所述激励源生成模块输出以及获取所述检测模块的液位检测数据。

在本申请的一些实施例中，所述第一电极与所述第二电极均为导电高分子聚乙烯电极。

在本申请的一些实施例中，所述检测模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、电压比较器、NPN三极管；

所述电压比较器的正输入端作为所述检测模块的输入端，与所述第二电极的一端连接；

所述电压比较器的负输入端通过第一电阻接地，所述电压比较器的正输入端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地；

所述电压比较器的输出端与所述NPN三极管的基极连接；

所述NPN三极管的发射极接地，所述NPN三极管的集电极通过第三电阻连接至相应的所述参考基准电源；

所述NPN三极管的集电极作为检测模块的输出端，与所述控制模块连接。

在本申请的一些实施例中，各检测模块的参考基准电源的电压各不相同。

在本申请的一些实施例中，所述激励源生成模块包括：电压信号生成单元、与所述电压信号生成单元连接的脉冲信号生成单元；

所述电压信号生成单元用于生成正电压信号、以及与所述正电压信号等电量的负电压信号；

所述脉冲信号生成单元与所述控制模块连接，用于根据所述电压信号生成单元生成的正电压信号以及负电压信号，生成等电量正负脉冲作为激励源。

在本申请的一些实施例中，所述电压信号生成单元包括：电压源、第一运放比较器、第二运放比较器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻；

所述第一运放比较器的正输入端分别通过第四电阻与所述电压源连接、通过第五电阻接地；

所述第一运放比较器的负输入端连接至所述第一运放比较器的输出端；

所述第一运放比较器的输出端通过第六电阻连接至所述第二运放比较器的负输入端，且所述第二运放比较器的负输入端通过第七电阻连接至所述第二运放比较器的输出端；

所述第二运放比较器的正输入端通过所述第八电阻接地；

其中，所述第一运放比较器的输出端输出正电压信号，第二运放比较器的输出端输出负电压信号。

在本申请的一些实施例中，所述脉冲信号生成单元包括：多路复用器；

所述多路复用器分别于所述第一运放比较器、所述第二运放比较器的输出端连接；

所述多路复用器与所述控制模块连接，所述多路复用器的输出端作为所述激励源生成模块的输出端，与所述第一电极的一端连接。

在本申请的一些实施例中，所述控制模块为微处理器MCU。

本申请实施例提供了一种液位检测装置，通过激励源生成模块、第一电极、至少一个第二电极以及至少一个检测模块，可以提高对电解水处理设备的液位检测的准确性，环境适应性强、普适性高、实用性强。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的液位检测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的液位检测装置的另一种结构示意图；

图3为本申请实施例提供的检测模块的另一种结构示意图。

图4为本申请实施例提供的脉冲信号生成单元的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

图1为本申请实施例提供的液位检测装置的一种结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的液位检测装置用于电解水处理设备，其液位检测装置可以包括：激励源生成模块110、第一电极120、至少一个第二电极130以及至少一个检测模块140，控制模块150。

其中，激励源生成模块110用于生成等电量正负脉冲，且激励源生成模块 110的输出端与第一电极120的一端连接。第一电极120的另一端设置于电解水处理设备的电解水容器210中。各第二电极130的一端连接至一一对应的检测模块140的输入端，第二电极130的另一端设置于电解水容器中，且各第二电极130的另一端在电解水容器210中高度各不相同，如图1所示。控制模块 150分别于激励源生成模块110、检测模块140连接，用于控制激励源生成模块110输出以及获取检测模块140的液位检测数据。

在本申请的一些实施例中，上述第一电极110与第二电极120均为导电高分子聚乙烯电极。也就是说，第一电极110和第二电极120均有现有的导电高分子聚乙烯作为电极材料制成。导电高分子聚乙烯电极的耐酸碱腐蚀性好，具有10⁵Ω/m²的表面电阻率，加上合适的处理电路及算法，完全可以做到不影响水质的液位可靠检测。

在本申请的一些实施例中，检测模块可以包括：第一电阻R1、第二电阻 R2、第三电阻R3、电压比较器U1、NPN三极管，如图2所示。

其中，电压比较器U1的正输入端作为检测模块140的输入端，与第二电极130的一端连接。电压比较器U1的负输入端通过第一电阻R1接地，电压比较器U1的正输入端与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端接地。电压比较器U1的输出端与NPN三极管Q的基极连接。NPN三极管Q的发射极接地，NPN三极管Q的集电极通过第三电阻R3连接至相应的参考基准电源VCC。NPN三极管Q的集电极作为检测模块140的输出端，与控制模块150 连接。

在本申请的实施例中，各检测模块140的参考基准电源的电压各不相同。

因此，本申请实施例中在电解水处理设备的电解水容器210中设置多个第二电极130，且各第二电极130的另一端在电解水容器中的高度不同，并且与各第二电极130连接的检测模块140的参考基准电压VCC的电压值各不相同，从而能够实现对于电解水容器210中液位的准确检测。

在本申请实施例中，采用等电量正负脉冲作为激励源，将激励源作用在用于液位检测的第一电极上，根据第一电极、第二电极以及待测液体的微弱导电性特性，将电压信号联通到检测模块，通过和检测模块的参考基准电压进行比较，若无脉冲信号则说明未检测到液体，若有脉冲信号则说明检测到液体，从而检测液体的液位。

在本申请的一些实施例中，上述控制模块150为微处理器MCU，例如单片机等等。

在本申请的一些实施例中，激励源生成模块110包括：电压信号生成单元 111、与电压信号生成单元111连接的脉冲信号生成单元112。

其中，电压信号生成单元111用于生成正电压信号、以及与正电压信号等电量的负电压信号。脉冲信号生成单元112与控制模块150连接，用于根据电压信号生成单元111生成的正电压信号以及负电压信号，生成等电量正负脉冲作为激励源。

如图3所示，电压信号生成单元112包括：电压源V1、第一运放比较器 U2、第二运放比较器U3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7以及第八电阻R8。

其中，第一运放比较器U2的正输入端分别通过第四电阻R4与电压源V1 连接、通过第五电阻R5接地。第一运放比较器U2的负输入端连接至第一运放比较器U2的输出端。第一运放比较器U2的输出端通过第六电阻R6连接至第二运放比较器U3的负输入端，且第二运放比较器U3的负输入端通过第七电阻R7连接至第二运放比较器U3的输出端。第二运放比较器U3的正输入端通过第八电阻R8接地。其中，第一运放比较器U2的输出端输出正电压信号，第二运放比较器U3的输出端输出负电压信号。

如图4所示，脉冲信号生成单元112包括：多路复用器U4。多路复用器 U4分别于第一运放比较器U2、第二运放比较器U3的输出端连接。

所述多路复用器与控制模块连接，多路复用器的输出端作为激励源生成模块的输出端，与第一电极的一端连接。

在本申请实施例中，为了降低测试过程中对水质的影响以及保证测量的精度，可以选用幅值为2V、频率为50Hz的等电量正负脉冲作为激励源。利用电阻分压的方法得到+2V电压，通过集成运放将+2V电压分享放大1倍即可获得 -2V电压，MCU定时控制选通开关将+2V选通或-2V选通，从而获得等电量正负脉冲的激励源。

基于上述实施例提供的液位检测装置，通过激励源生成模块、第一电极、至少一个第二电极以及至少一个检测模块，可以提高对电解水处理设备的液位检测的准确性，环境适应性强、普适性高、实用性强。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种液位检测装置，其特征在于，所述装置用于电解水处理设备所述装置包括：激励源生成模块、第一电极、至少一个第二电极以及至少一个检测模块，控制模块；

所述激励源生成模块用于生成等电量正负脉冲，且所述激励源生成模块的输出端与所述第一电极的一端连接；

所述第一电极的另一端设置于所述电解水处理设备的电解水容器中；

各所述第二电极的一端连接至一一对应的检测模块的输入端，所述第二电极的另一端设置于所述电解水容器中，且各第二电极的另一端在所述电解水容器中高度各不相同；

所述控制模块分别于所述激励源生成模块、所述检测模块连接，用于控制所述激励源生成模块输出以及获取所述检测模块的液位检测数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极均为导电高分子聚乙烯电极。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、电压比较器、NPN三极管；

所述电压比较器的正输入端作为所述检测模块的输入端，与所述第二电极的一端连接；

所述电压比较器的负输入端通过第一电阻接地，所述电压比较器的正输入端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地；

所述电压比较器的输出端与所述NPN三极管的基极连接；

所述NPN三极管的发射极接地，所述NPN三极管的集电极通过第三电阻连接至相应的所述参考基准电源；

所述NPN三极管的集电极作为检测模块的输出端，与所述控制模块连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，各检测模块的参考基准电源的电压各不相同。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激励源生成模块包括：电压信号生成单元、与所述电压信号生成单元连接的脉冲信号生成单元；

所述电压信号生成单元用于生成正电压信号、以及与所述正电压信号等电量的负电压信号；

所述脉冲信号生成单元与所述控制模块连接，用于根据所述电压信号生成单元生成的正电压信号以及负电压信号，生成等电量正负脉冲作为激励源。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电压信号生成单元包括：电压源、第一运放比较器、第二运放比较器、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻以及第八电阻；

所述第一运放比较器的正输入端分别通过第四电阻与所述电压源连接、通过第五电阻接地；

所述第一运放比较器的负输入端连接至所述第一运放比较器的输出端；

所述第一运放比较器的输出端通过第六电阻连接至所述第二运放比较器的负输入端，且所述第二运放比较器的负输入端通过第七电阻连接至所述第二运放比较器的输出端；

所述第二运放比较器的正输入端通过所述第八电阻接地；

其中，所述第一运放比较器的输出端输出正电压信号，第二运放比较器的输出端输出负电压信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述脉冲信号生成单元包括：多路复用器；

所述多路复用器分别于所述第一运放比较器、所述第二运放比较器的输出端连接；

所述多路复用器与所述控制模块连接，所述多路复用器的输出端作为所述激励源生成模块的输出端，与所述第一电极的一端连接。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块为微处理器MCU。

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