液位检测装置及其控制电路.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922207108.9 (22)申请日 2019.12.10 (73)专利权人 达仁智能科技 （佛山） 有限公司 地址 528000 广东省佛山市禅城区张槎一 路115号六座八层 (72)发明人 谢云芳凌杰文 (74)专利代理机构 深圳市君胜知识产权代理事 务所(普通合伙) 44268 代理人 王永文 (51)Int.Cl. G01F 23/18(2006.01) (54)实用新型名称 一种液位检测装置及其控制电路 (57)摘要 本实用新型公开了一种液位检测装置及其 控制电。

2、路， 所述液位检测装置包括外部控制器、 盛装容器和压差传感器机构， 所述压差传感器机 构包括压差传感器和检测管， 所述压差传感器设 置于检测管的顶部， 所述检测管竖直地设置于盛 装容器内， 所述检测管与盛装容器的底部不接 触， 所述压差传感器与外部控制器电性连接； 本 实用新型所提供的液位检测装置的检测对象为 检测管内的空气， 通过检测管内空气的压强变化 获知待测液体的液位变化， 由于不是直接对待测 液体的液位进行检测， 因此不受液体种类、 粘度 和液体介电常数等的影响， 且不受环境温度的影 响， 测量精度高， 测量结果的可靠性高。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 21092276。

3、1 U 2020.07.03 CN 210922761 U 1.一种液位检测装置， 包括外部控制器， 其特征在于， 还包括盛装容器和压差传感器机 构， 所述压差传感器机构包括压差传感器和检测管， 所述压差传感器设置于检测管的顶部， 所述检测管竖直地设置于盛装容器内， 所述检测管与盛装容器的底部不接触， 所述压差传 感器与外部控制器电性连接。 2.根据权利要求1所述的一种液位检测装置， 其特征在于， 所述压差传感器包括壳体， 所述壳体的底部设置有第一连接部， 所述壳体的后侧设置有通讯线， 所述壳体内设置有控 制板， 所述控制板上设置有压力检测元件， 所述通讯线与外部控制器连接。 3.根据权利要求。

4、2所述的一种液位检测装置， 其特征在于， 所述第一连接部的外表面设 置有外螺纹部， 所述检测管顶部的内表面设置有与外螺纹部配合连接的内螺纹部， 所述外 螺纹部的顶部设置有密封圈。 4.一种液位检测装置的控制电路， 其特征在于， 所述液位检测装置的控制电路设置于 如权利要求2所述的控制板上， 所述液位检测装置的控制电路包括压力检测单元和运算放 大单元， 所述压力检测单元与运算放大单元连接， 压力检测单元将处理后的压力检测信息 传输至运算放大单元进行进一步处理。 5.根据权利要求4所述的一种液位检测装置的控制电路， 其特征在于， 所述压力检测单 元包括第一控制芯片U1和第一电容C1， 所述第一控制。

5、芯片U1的引脚5与运算放大单元连接， 所述第一电容C1的一端与第一控制芯片U1的引脚1连接， 第一电容C1的另一端与第一控制 芯片U1的引脚6连接， 所述第一控制芯片U1的引脚1接地， 第一控制芯片U1的引脚6与外部电 源VDD连接。 6.根据权利要求5所述的一种液位检测装置的控制电路， 其特征在于， 所述运算放大单 元包括运算放大器U2、 第二电容C2、 第三电容C3、 第四电容C4、 第五电容C5、 第六电容C6、 第 一电阻R1、 第二电阻R2和第三电阻R3； 所述第一电阻R1的一端与第一控制芯片U1的引脚1连 接， 第一电阻R1的另一端与运算放大器U2的引脚3连接， 所述第二电阻R2的。

6、一端与运算放大 器U2的引脚4连接， 第二电阻R2的另一端与输出端RH连接， 所述第三电阻R3的一端与运算放 大器U2的引脚1连接， 第三电阻R3的另一端与输出端RH连接， 所述运算放大器U2的引脚5与 外部电源VDD连接， 所述运算放大器U2的引脚2接地。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210922761 U 2 一种液位检测装置及其控制电路 技术领域 0001 本实用新型涉及液位检测技术领域， 特别涉及一种液位检测装置及其控制电路。 背景技术 0002 现有技术中， 常见的液位检测方法包括浮球式检测法、 电容式检测法和超声波检 测法。 0003 浮球式检测法主要是通过浮球的上下升降来检。

7、查液面的变化， 检测精度容易受浮 力影响， 重复精度差， 不同液体需要进行重新校准； 且浮球式检测法不适用于粘稠性或者含 杂质液体， 容易造成浮球堵塞导致无法实现检测。 0004 电容式检测法主要是通过检测由于液面或者散料的高度变化而导致的电容值变 化， 从而实现料位高度的测量， 存在校准困难、 测量精度差以及容易受到不同的容器材质和 溶液属性影响等问题。 0005 超声波检测法主要是通过检测超声波发送与反射的时间来计算液位高度， 容易受 到液体浓度和环境温度的影响， 且容易受到超声波传播的能量损耗的影响， 检测结果的可 靠性低。 实用新型内容 0006 鉴于上述现有技术的不足之处， 本实用新。

8、型的目的在于提供一种液位检测装置及 其控制电路， 液位检测装置的检测对象为空气， 无须与待测液体直接接触， 测量精度高。 0007 为了达到上述目的， 本实用新型采取了以下技术方案： 0008 一种液位检测装置， 包括外部控制器， 还包括盛装容器和压差传感器机构， 所述压 差传感器机构包括压差传感器和检测管， 所述压差传感器设置于检测管的顶部， 所述检测 管竖直地设置于盛装容器内， 所述检测管与盛装容器的底部不接触， 所述压差传感器与外 部控制器电性连接。 0009 所述的液位检测装置中， 所述压差传感器包括壳体， 所述壳体的底部设置有第一 连接部， 所述壳体的后侧设置有通讯线， 所述壳体内设。

9、置有控制板， 所述控制板上设置有压 力检测元件， 所述通讯线与外部控制器连接。 0010 所述的液位检测装置中， 所述第一连接部的外表面设置有外螺纹部， 所述检测管 顶部的内表面设置有与外螺纹部配合连接的内螺纹部， 所述外螺纹部的顶部设置有密封 圈。 0011 本实用新型还相应提供了一种液位检测装置的控制电路， 所述液位检测装置的控 制电路设置于上述控制板上， 所述液位检测装置的控制电路包括压力检测单元和运算放大 单元， 所述压力检测单元与运算放大单元连接， 压力检测单元将处理后的压力检测信息传 输至运算放大单元进行进一步处理。 0012 所述的液位检测装置的控制电路中， 所述压力检测单元包括。

10、第一控制芯片U1和第 一电容C1， 所述第一控制芯片U1的引脚5与运算放大单元连接， 所述第一电容C1的一端与第 说明书 1/4 页 3 CN 210922761 U 3 一控制芯片U1的引脚1连接， 第一电容C1的另一端与第一控制芯片U1的引脚6连接， 所述第 一控制芯片U1的引脚1接地， 第一控制芯片U1的引脚6与外部电源VDD连接。 0013 所述的液位检测装置的控制电路中， 所述运算放大单元包括运算放大器U2、 第二 电容C2、 第三电容C3、 第四电容C4、 第五电容C5、 第六电容C6、 第一电阻R1、 第二电阻R2和第 三电阻R3； 所述第一电阻R1的一端与第一控制芯片U1的引脚。

11、1连接， 第一电阻R1的另一端与 运算放大器U2的引脚3连接， 所述第二电阻R2的一端与运算放大器U2的引脚4连接， 第二电 阻R2的另一端与输出端RH连接， 所述第三电阻R3的一端与运算放大器U2的引脚1连接， 第三 电阻R3的另一端与输出端RH连接， 所述运算放大器U2的引脚5与外部电源VDD连接， 所述运 算放大器U2的引脚2接地。 0014 有益效果： 0015 本实用新型提供了一种液位检测装置及其控制电路， 液位检测装置的检测对象为 检测管内部被挤压的空气， 通过检测管内的空气压强变化获知待测液体的液位变化， 不受 液体种类、 粘度和液体介电常数等的影响， 且不受环境温度的影响， 测。

12、量精度高， 测量结果 的可靠性高。 附图说明 0016 图1为本实用新型提供的液位检测装置的结构示意图； 0017 图2为本实用新型提供的控制电路的结构示意图。 0018 主要元件符号说明： 1-盛装容器、 2-压力传感器、 21-第一连接部、 22-通讯线、 3-检 测管。 具体实施方式 0019 本实用新型提供了一种液位检测装置及其控制电路， 为使本实用新型的目的、 技 术方案及效果更加清楚、 明确， 以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。 应 当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型， 并不用于限定本实用新型的保 护范围。 0020 在本实用新型的描述中， 需要理。

13、解的是， 术语 “顶部” 、“底部” 等指示的方位或位置 关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本实用新型和简化描述， 而不 是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不 能理解为对本实用新型的限制； 此外， 除非另有明确的规定和限定， 术语 “安装” 、“连接” 等 应做广义理解， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语在本实 用新型中的具体含义。 0021 请参阅图1， 本实用新型提供了一种液位检测装置， 包括外部控制器， 还包括盛装 容器1和压差传感器机构， 所述压差传感器机构包括压差传感器2和检测管3， 所述压。

14、差传感 器2设置于检测管3的顶部， 所述检测管3竖直地设置于盛装容器1内， 所述压差传感器2与外 部控制器电性连接， 所述检测管3与盛装容器1的底部不接触， 即检测管3与盛装容器1之间 存在一定间距， 所述间距为不影响液位检测装置检测结果的最小水位； 在本实施例中， 所述 检测管3可采用金属或非金属制成， 所述外部控制器可以但不限于是STC系列的单片机。 0022 本实用新型提供的液位检测装置的工作原理如下： 压差传感器2和检测管3密封连 说明书 2/4 页 4 CN 210922761 U 4 接， 将检测管3竖直放入盛装容器1内， 往盛装容器1内加入待测液体， 当待测液体的液位超 过最小水。

15、位时， 检测管3内形成真空状态， 由于大气压的存在， 待测液体会挤压检测管3内的 空气， 最终检测管3内部的空气压强会与检测管3内部的液体压强达成平衡状态； 根据帕斯 卡原理P gh(其中， P为压强， 为液体密度， g为重力加速度， h为液位高度)， 地球的重力加 速度g是一致的， 液体的压强P只与液体密度和液位高度有关， 通过压差传感器2检测被挤压 的空气压强从而实现液位的检测； 当液位变化时， 检测管3内的空气压强也会随之变化， 压 差传感器2将检测到的数据传输至外部控制器， 外部控制器根据所接收的数据判断待测液 体的液位高度， 从而实现液位的动态检测。 0023 本实用新型提供的液位检。

16、测装置的检测对象为检测管3内的空气， 通过检测管3内 的空气压强变化获知待测液体的液位变化， 由于不是直接对待测液体的液位进行检测， 因 此不受液体种类、 粘度和液体介电常数等的影响， 且不受环境温度的影响， 测量精度高， 测 量结果的可靠性高。 0024 进一步地， 请参阅图1， 所述压差传感器2包括壳体， 所述壳体的底部设置有第一连 接部21， 所述壳体的后侧设置有通讯线22， 所述壳体内设置有控制板， 所述控制板上设置有 压力检测元件， 所述通讯线22与外部控制器连接； 所述通讯线22包括电源线、 地线和信号输 出线， 压力检测元件将检测管3的空气压强变化信息处理成单片机可读取的信号， 。

17、通过通讯 线22与外部控制器连接通讯， 外部控制器根据空气压强信息判断待测液体的液位信息。 0025 进一步地， 所述第一连接部21的外表面设置有外螺纹部， 所述检测管3顶部的内表 面设置有与外螺纹部配合连接的内螺纹部， 所述外螺纹部的顶部设置有密封圈； 设置密封 圈， 提高压差传感器2和检测管3之间的密封效果。 0026 请参阅图2， 本实用新型还相应提供了一种液位检测装置的控制电路， 所述液位检 测装置的控制电路设置于压差传感器壳体内的控制板上， 所述液位检测装置的控制电路包 括压力检测单元和运算放大单元， 所述压力检测单元与运算放大单元连接， 压力检测单元 将处理后的压力检测信息传输至运。

18、算放大单元进行进一步处理。 0027 进一步地， 请参阅图2， 所述压力检测单元包括第一控制芯片U1和第一电容C1， 所 述第一控制芯片U1的引脚5与运算放大单元连接， 所述第一电容C1的一端与第一控制芯片 U1的引脚1连接， 第一电容C1的另一端与第一控制芯片U1的引脚6连接， 第一电容C1起滤波 作用， 所述第一控制芯片U1的引脚1接地， 第一控制芯片U1的引脚6与外部电源VDD连接； 所 述第一控制芯片U1的引脚2、 引脚3和引脚4空脚； 在本实施例中， 所述第一控制芯片U1的型 号可以但不限于是ME6211C。 0028 所述压力检测单元可将检测的空气压强信息转化为模拟信号输出、 数字。

19、数据输出 或频率数据输出， 提高检测装置控制电路的适用性。 0029 进一步地， 请参阅图2， 所述运算放大单元包括运算放大器U2、 第二电容C2、 第三电 容C3、 第四电容C4、 第五电容C5、 第六电容C6、 第一电阻R1、 第二电阻R2和第三电阻R3； 所述 第一电阻R1的一端与第一控制芯片U1的引脚1连接， 第一电阻R1的另一端与运算放大器U2 的引脚3连接， 所述第二电阻R2的一端与运算放大器U2的引脚4连接， 第二电阻R2的另一端 与输出端RH连接， 所述第三电阻R3的一端与运算放大器U2的引脚1连接， 第三电阻R3的另一 端与输出端RH连接， 所述运算放大器U2的引脚5与外部电。

20、源VDD连接， 所述运算放大器U2的 引脚2接地。 说明书 3/4 页 5 CN 210922761 U 5 0030 第三电阻R3起限流作用， 第六电容C6起滤波作用， 第二电容C2、 第三电容C3、 第四 电容C4、 第五电容C5、 第一电阻R1和第二电阻R2组成电压跟随器电路， 起到缓冲、 隔离前后 级、 提高带载能力和增强抗干扰性的作用， 为运算放大器U2提供更好的工作环境。 0031 本实用新型提供的液位检测装置的控制电路的工作原理为： 第一控制芯片U1检测 检测管内被挤压的空气的压强信息， 将压强信息转换为电压信息并输出至运算放大单元 中， 运算放大单元对电压信息作进一步的处理， 并将处理后的信息输出至输出端RH。 0032 可以理解的是， 对本领域普通技术人员来说， 可以根据本实用新型的技术方案及 其实用新型构思加以等同替换或改变， 而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护 范围。 说明书 4/4 页 6 CN 210922761 U 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 210922761 U 7 。