阅读说明：本技术 连续液位侦测装置 (Continuous liquid level detecting device ) 是由 麦剑源 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种连续液位侦测装置,其包括用于盛放液体的容器、连接管和传感器模块,所述连接管的一端与容器的底部连接,所述传感器模块与连接管的另一端连接；所述传感器模块包括用于实时侦测的侦测单元、侦测信号处理单元、用于输出信号给外部设备的解码输出单元和用于转换侦测量程信息的转换单元；所述侦测处理单元分别与解码输出单元和转换单元,所述侦测单元将侦测到的信号传输给侦测信号处理单元,所述转换单元与显示器连接。本发明的侦测单元通过连接管与容器连接,利用连接管内部空气压力的变化,所以侦测单元能够实现连续侦测容器的液位,无需与液体直接接触或者通过有形介质与液体接触,所以清洗简单,不会污染液体,精度高。(The invention discloses a continuous liquid level detection device which comprises a container for containing liquid, a connecting pipe and a sensor module, wherein one end of the connecting pipe is connected with the bottom of the container, and the sensor module is connected with the other end of the connecting pipe; the sensor module comprises a detection unit for real-time detection, a detection signal processing unit, a decoding output unit for outputting signals to external equipment and a conversion unit for converting detection range information; the detection processing unit is respectively connected with the decoding output unit and the conversion unit, the detection unit transmits detected signals to the detection signal processing unit, and the conversion unit is connected with the display. The detection unit is connected with the container through the connecting pipe, and the liquid level of the container can be continuously detected by the detection unit by utilizing the change of the air pressure in the connecting pipe without directly contacting with the liquid or contacting with the liquid through a tangible medium, so that the liquid level detection device is simple to clean, does not pollute the liquid and has high precision.)

连续液位侦测装置

技术领域

本发明涉及液体侦测装置领域，尤其是一种连续液位侦测装置。

背景技术

目前，厨房类、居家类的含有液体或者处理过程中需要用到液体的电子产品中，比如饮水机，咖啡机，***，泡茶机等产品，当前用于侦测液体的方式很多，有机械式的，光学式的，电容式的，重力式的，电极式的，这种侦测方式存在如下问题：1.过多过少的需要接触到液体，或者通过其它介质接触到液体；2.清洗复杂，容易滋生细菌；3.对安装工艺要求较高，需要通过设计变更才能使用；4.侦测液体精度差；5.最重要的是不能连续侦测，只能通过点位侦测或者定点侦测。

因此，还有待于对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续液位侦测装置，旨在于解决现有液位侦测装置的不能实现连续液位侦测，需要与液体接触或者通过其它介质接触到液体，以及侦测精度差的技术问题。

为实现上述的目的，本发明的技术方案为：一种连续液位侦测装置，其包括用于盛放液体的容器、连接管和传感器模块，所述连接管的一端与容器的底部连接，所述传感器模块与连接管的另一端连接；所述传感器模块包括用于实时侦测的侦测单元、侦测信号处理单元、用于输出信号给外部设备的解码输出单元和用于转换侦测量程信息的转换单元；所述侦测处理单元分别与解码输出单元和转换单元，所述侦测单元将侦测到的信号传输给侦测信号处理单元，所述转换单元与显示器连接。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述侦测单元包括传感器、信号稳定电路和第一电源滤波电路，所述传感器通过第一电源滤波电路与电源VOREG连接，所述传感器通过信号稳定电路与侦测信号处理单元连接。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述第一电源滤波电路包括电容C08和电容C03，所述电容C08的一端分别连接电源VOREG和传感器之间，电容C08的另一端连接在地线与传感器之间；所述电容C03的一端连接在侦测信号处理单元与电源VOREG之间，电容C03的另一端连接在地线与侦测信号处理单元之间。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述传感器为压力传感器，该压力传感器与连接管的另一端密封连接。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述侦测信号处理单元为IC芯片。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述解码输出单元包括第一连接器、第二电源滤波电路和保护电路，所述第二电源滤波电路连接在电源VCC和地线，所述第一连接器通过保护电路与IC芯片连接，所述电源VCC通过第二电源滤波电路分别与IC芯片和第一连接器连接。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述保护电路包括电阻R01和电阻R02，所述电阻R01和电阻R02连接在IC芯片和第一连接器之间。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述第二电源滤波电路包括并联连接的电容C01和电容C02。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述转换单元包括信号控制开关Q01、充放电电路、开关保护电路和第二连接器，所述信号控制开关Q01分别连接电源VCC和地线，所述充放电电路连接在信号控制开关Q01和第二连接器之间，所述开关保护电路连接在侦测信号处理单元和信号控制开关Q01之间，所述第二连接器与显示器连接。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述充放电电路包括电阻R05、电阻R06、电阻R07和电容C10，所述电阻R05连接在电源VCC和信号控制开关之间，所述电阻R06和电阻R07串联连接，且电阻R06的一端连接在电阻R0与信号控制开关之间，电阻R07的另一端与第二连接器连接，所述电容C10的一端连接在电阻R06与电阻R07之间，且另一端与第二连接器连接。

有益效果：本发明的侦测单元通过连接管与容器连接，利用连接管内部空气压力的变化，所以侦测单元能够实现连续侦测容器的液位，无需与液体直接接触或者通过有形介质与液体接触，所以清洗简单，不会污染液体，并将传感器侦测到的信号经过IC芯片处理后，将传感器送出的差分信号进行编码译码，然后在由解码输出单元传输给外部设备使用，同时IC芯片也可以将侦测单元中传感器传输过来的信号作为一个满量程，并将量程信息通过信号控制开关传输出去，通过第二连接器与显示器连接，从而实现连续的将液位反馈到显示器中，所以液位连续测量的精度高。

附图说明

图1是本发明的传感器模块的结构框图。

图2是本发明的整体示意图。

图3是本发明的整体结构示意图。

图4是本发明中传感器模块的电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1-4所示，本发明公开了一种连续液位侦测装置，其包括用于盛放液体的容器100、连接管200和传感器模块300，所述连接管200的一端与容器100的底部连接，所述传感器模块300与连接管200的另一端连接；所述传感器模块300包括用于实时侦测的侦测单元1、侦测信号处理单元2、用于输出信号给外部设备的解码输出单元3和用于转换侦测量程信息的转换单元4；所述侦测处理单元2分别与解码输出单元3和转换单元4，所述侦测单元1将侦测到的信号传输给侦测信号处理单元2，所述转换单元4与显示器7连接。

在实际生产中，所述传感器模块300还设置有一个挂钩400，便于将传感器模块300挂在容器100上，或者在传感器模块设置有扣件，采用卡扣的方式扣在容器的边沿。

优选的是，所述连接管为软管，所述容器100底部还设置有出水口500。

本发明利用的原理是：液体是有重量的，当把液体放置在容器内时，液体的压力会向周围扩散，如果此时液体中有存在气泡或者较大的空隙存在时，会很快被液体填满，这种现象被称为重力/压力现象，但是如果将液体中倒置一个空杯子时，杯子内部溢入的液体永远低于***的液体高度，这是因为杯子内部的空气收到液体挤压后由于密度问题无法通过液体排到外面，而形成压差；杯子距离液体水平面距离越高，杯子内部压力越大，反之压力变小。

本发明的工作原理：首先容器底部是通过一根软管与传感器模块连接，模块通过管子底部的连接可以理解成一个倒扣在水中的杯子，当给容器内部加液体时，管内的空气会向着传感器方向流动，随着液位的升高，管内的压力随之增加，传感器内部应变片产生变形较大，（压力传感原理根据气压压力变化而产生不同阻值，转换成电路等效电压）反之，液位高度下降时，内部压力变小，传感器内部应变片回复大气压形状；压力变化是连续不间断发生，所以传感器的信号输出也是存在连续变化的，因此能够根据压力连续变化，输出不同的信号值。

由于管子的一端是密封在传感器的，所以里面的空气永远是存在的。

采用上述结构后，本发明的传感器模块通过连接管连接容器的底部，所以在容器内添加液体时，连接管内的空气往侦测单元中传感器的一端流动，随着液位的增加，连接管内的压力增加，所以传感器内部的应变片变形较大，当出水口排出水后，容器内的水量减少连接管内的压力降低，所以传感器内部应变片产生变形变小。由于压力信号值连续不断的变化，所以传感器将这种压力信号变化量通过电路转换成差分信号，然后发送给侦测信号处理单元进行处理，经过侦测信号处理单元和解码输出单元，进行解码处理后，然后由解码输出单元输送给所需要的设备使用；而侦测信号处理单元和转换单元将侦测单元侦测到的压力信号范围作为一个侦测满量程，并将量程信息通过转换单元转换为线性电压信号输出，然后反馈到显示器上，从而实现连续侦测液位的变化，使得传感器无需与液体直接接触，避免对液体造成二次污染，同时清洗的时候方便；通过侦测信号处理单元和转换单元进行处理信号后转换成对应的线性电压信号，然后反馈到显示器上，所以侦测的精确度高，比传统的机械式、光电式更准确；同时安装实用方便，直接通过挂钩或者扣件直接将传感器模块悬挂或者扣在容器边沿上即可。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述侦测单元1包括传感器11、信号稳定电路12和第一电源滤波电路13，所述传感器11通过第一电源滤波电路12与电源VOREG 5连接，所述传感器11通过信号稳定电路12与侦测信号处理单元2连接。

采用上述结构后，本发明采用信号稳定电路连接在侦测信号处理单元与传感器之间，所以能够将传感器检测到连接管内压力变化值转换为差分信号，并且保证差分信号输入到侦测信号处理单元（即是IC芯片或者IC01）IC01时信号波动较小，避免传感器信号不稳所采取的π形滤波稳定电路；所述第一电源滤波电路为传感器电源滤波。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述第一电源滤波电路12包括电容C08和电容C03，所述电容C08的一端分别连接电源VOREG和传感器11之间，电容C08的另一端连接在地线与传感器11之间；所述电容C03的一端连接在侦测信号处理单元与电源VOREG 5之间，电容C03的另一端连接在地线与侦测信号处理单元2之间。

在实际生产中，所述电容C03的参数为10nF/10V，所述电容C08的参数为100nF25V。

所述传感器的英文名称为SENSOR，如图4所示。

采用上述结构，本发明通过电容C08和电容C03为传感器的供电电源进行滤波，保证传感器输入电源稳定。

所述信号稳定电路12包括电容C05、电容C06和电容C07，所述电容C05和电容C07并联连接，所述电容C06连接在述电容C05于电容C07之间；所述电容C05和电容C07的一端连接在传感器与IC01之间，另一端分别接地。

具体的说，所述电容C05、电容C06和电容C07的参数为100nF25V

所述的连续液位侦测装置，其中，所述传感器11为压力传感器，该压力传感器与连接管200的另一端密封连接，所以连接管内的空气在容器中的液体增加时，连接管内的压力越大，所以压力传感器能够检测容器中液位的变化信号。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述侦测信号处理单元2为IC芯片20（如图4所示，IC芯片为IC01）。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述解码输出单元3包括第一连接器31、第二电源滤波电路32和保护电路33，所述第二电源滤波电路32连接在电源VCC 6和地线，所述第一连接器31通过保护电路33与IC芯片20连接，所述电源VCC 6通过第二电源滤波电路32分别与IC芯片20和第一连接器31连接。

采用上述结构后，本发明的IC01主要用途是处理传感器送出的差分信号进行编码译码，而第二电源滤波电路为解码输出单元的电源滤波，保护电路保护IC芯片，所述连接器将经过编码译码后的差分信号输送给所需要使用的设备。

在实际中，所述解码输出单元的输出方式为IIC通讯。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述保护电路33包括电阻R01和电阻R02，所述电阻R01和电阻R02连接在IC芯片20和第一连接器31之间，所以通过电阻R01和电阻R02可以保护IC芯片。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述第二电源滤波电路32包括并联连接的电容C01和电容C02，所以能够对提供电源滤波，保证电源稳定；优选的是，所述电容C01为10nF/10V，所述电容C02为0.1uF。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述转换单元4包括信号控制开关Q01 40、充放电电路41、开关保护电路42和第二连接器43，所述信号控制开关Q01 40分别连接电源VCC 6和地线，所述充放电电路41连接在信号控制开关Q01 40和第二连接器43之间，所述开关保护电路42连接在侦测信号处理单元2和信号控制开关Q01 40之间，所述第二连接器43与显示器7连接。

所述的连续液位侦测装置，其中，所述充放电电路41包括电阻R05、电阻R06、电阻R07和电容C10，所述电阻R05连接在电源VCC和信号控制开关Q01 40之间，所述电阻R06和电阻R07串联连接，且电阻R06的一端连接在电阻R0与信号控制开关之间，电阻R07的另一端与第二连接器43连接，所述电容C10的一端连接在电阻R06与电阻R07之间，且另一端与第二连接器43连接。

所述开关保护电路包括并联连的电阻R03和电阻R04，所述电阻R03的阻值为1K，电阻R04的阻值为10K。

更具体的说，所述信号控制开关Q01 40的基极与电阻R03的一端连接，电阻R04的一端与信号控制开关Q01 40的发射极连接；所述信号控制开关Q01 40的集电极与电阻R05和电阻R06连接。所述电阻R05的阻值为1K，电阻R06和电阻R07的阻值为4.7K，所述电容C10的电容值为100nF 25V。

本发明适用于侦测静态放置的液体，运输液体车不适合；只要有重力的液体都可以侦测，这些液体覆盖面广，比如水,油,牛奶，茶，石油，燃气，香精等液体。

本发明的传感模块根据所配合的系统需求，通过不同的输出方式输出给末端系统；除上述两种信号输出方式之外，模块本身还可以输出PWM频率信号，以及常用的SPI通讯信号。

本发明的侦测单元通过连接管与容器连接，利用连接管内部空气压力的变化，所以侦测单元能够实现连续侦测容器的液位，无需与液体直接接触或者通过有形介质与液体接触，所以清洗简单，不会污染液体，并将传感器侦测到的信号经过IC芯片处理后，将传感器送出的差分信号进行编码译码，然后在由解码输出单元传输给外部设备使用，同时IC芯片也可以将侦测单元中传感器传输过来的信号作为一个满量程，并将量程信息通过信号控制开关传输出去，通过第二连接器与显示器连接，从而实现连续的将液位反馈到显示器中，所以液位连续测量的精度高。

本发明使用简易的卡扣安装固定，无械部件，低成本，安装简单，无污染；作为一体化设计，避免繁琐的多结构部件设计；可以连续侦测液体高度；能够根据不同场景不改变当前产品设计的状态下应用，使用需求不受限制。本发明为被动侦测装置,安装简单，无次生污染，没有次生污染，二次开发等问题，不受安装条件限制。

以上是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，不付出创造性劳动对本发明技术方案的修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。