具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明 作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本 发明的限定。

实施例1

相较于现有液位信号采集技术，本实施例提出了一种带可调滞回功能的电接点液位信号 采集方法。

为避免液位信号状态误报，本实施例设计了输入滞回功能，规避了液位信号波动时产生 的误触发；同时本发明还能够根据被采集信号的特性，通过配置选择不同的滞回区间档位。

本实施例的方法通过对与液位传感器串联的采集电阻的阻值进行配置，能够配置得到至 少一种输入滞回区间。考虑到不同的电接点液位传感器在不同的液位中体现的特性不一致， 本发明通过对输入滞回区间灵活配置，可根据实际的应用场景进行选择。

本实施例可应用于核电厂安全级数字化仪控系统或工业其他控制领域实现对液位状态的 采集，并对采集到的液位状态，作出相应的触点输出动作，且输出触点的状态根据安全态的 需要灵活可配置。

实施例2

基于上述实施例1提出的方法，本实施例提出了一种带可调滞回功能的电接点液位信号 采集系统，如图1所示，本实施例的系统包括交流电源、采集电路、绝对值电路、滞回电路 和输出电路。

(1)交流电源

液位传感器在液面下需交流供电，然而系统设计为统一接口的直流供电，因此本实施例 通过交流电源为液位传感器供电。所述交流电源为直流(DC)转交流(AC)电路，交流电 源的原理如图2所示。

首先由LMC555定时器(本实施例的LMC555定时器原理如图3所示)生成一个方波信号，方波信号的频率为f＝1.44/(R_A+2R_B)C)，占空比D＝R_B/(R_A+2R_B)。此方波信号分别和正电压信号经过一个与门和与非门，得到两个相位相反的方波信号，由此相反的方波信号控制H桥芯片，如DRV8872输出交流电源信号。当IN1＝1，IN2＝0时，SW1闭合，SW2断开，SW3 断开，SW4闭合，此时CH+为+10V，CH-为地。当IN1＝0，IN2＝1时，SW1断开，SW2闭 合，SW3闭合，SW4断开，此时CH+为地，CH-为+10V。

(2)采集电路

本实施例的采集电路的目的是将差分信号转换为单端信号，具体芯片的选型，由设计实 际需要进行选择。采集电路原理如图6所示。

(3)绝对值电路

本实施例的输入信号经差分采集后为正负单端信号，由绝对值电路将其处理为正信号。 绝对值电路由双运放芯片OPA2140AIDGKT进行处理，此芯片具有高精度、低噪声、低失调、 轨到轨输出等特点。绝对值具体电路如图4所示。

当输入为正信号时，二极管D4导通，根据运放虚短、虚断的原理：

根据公式1、公式2计算可得：VOUT＝VIN。

当输入信号VIN为负信号时，二极管D4截止，根据运放虚短、虚断的原理：

根据公式3计算可得：VOUT＝-VIN。

(4)滞回电路

本实施例的滞回电路根据需求，对液位传感器信号设置滞回比较，防止来回抖动。模块 需求滞回区间可调，具体为：

档位1：80kΩ～400kΩ：≤80kΩ时在液面下，≥400kΩ时在液面上，其它为不确定态。

档位2：160kΩ～700kΩ：≤160kΩ时在液面下，≥700kΩ时在液面上，其它为不确定态。

分析如下：

档位1：当液位探头接触液面时，等效电阻小于80kΩ，当探头往液面上波动时，等效电 阻会发生改变，当等效电阻接近400kΩ时，模块输出状态翻转，当等效电阻大于400kΩ时， 确定模块输出状态翻转。当探头往液面下波动时，接近80kΩ时，输出状态翻转，小于80kΩ 时，确定输出状态翻转。

档位2：当液位探头接触液面时，等效电阻小于160kΩ，当探头往液面上波动时，等效 电阻会发生改变，当等效电阻接近700kΩ时，模块输出状态翻转，当等效电阻大于700kΩ时， 确定模块输出状态翻转。当探头往液面下波动时，接近160kΩ时，输出状态翻转，小于160kΩ 时，确定输出状态翻转。

说明：在选择档位时需注意，确定在液面下探头等效电阻小于80kΩ才能选择档位1，确 定在液面下探头等效电阻小于160kΩ才能选择档位2。

如图5所示：此电路为滞回电路，滞回门限的计算方法如下：

VREF_COM为基准源产生的基准电压4.096V。

根据公式4、公式5计算可得：VTH≈4.7V，VTL≈2.46V。

当选择档位1时：滞回区间为80kΩ～400kΩ，为满足滞回区间的要求，需要对液位传感 器串联的电阻进行选择，如图6所示，即确定R30、R31的阻值。

液位传感器的等效电阻为R_传。

当VTH＝4.7V，R_传＝80kΩ，交流供电的绝对值为10V时，R30+R31＝70.9kΩ。考虑到器件、 电源误差、电阻的选择，确保在R_传＜80kΩ的情况下，输出为一个固定的状态，将R30+R31 的阻值按100kΩ设计，此时的情况为当R_传≤112kΩ时，传感器在液面下。所以在选择档位1 时，R_传＜80kΩ时肯定在液面下。

当VTL＝2.46V，R30+R31＝100kΩ时，R_传＝306kΩ，即R_传＞306kΩ时，模块输出状态翻 转为液面上的状态，满足需求大于400kΩ时，确定在液面上。

当选择档位2时：滞回区间为160kΩ～700kΩ，为满足滞回区间的要求，需要对液位传感 器串联的电阻进行选择，如图6所示，即确定R32、R33的阻值。

当VTH＝4.7V，R_传＝160kΩ，交流供电的绝对值为10V时，R32+R33＝141.8kΩ。考虑到 器件、电源误差、电阻的选择，确保在R_传＜160kΩ的情况下，输出为一个固定的状态，将R32+R33的阻值按182kΩ设计，此时的情况为当R_传≤205kΩ时，传感器在液面下。所以在 选择档位2时，R_传＜160kΩ时肯定在液面下。

当VTL＝2.46V，R32+R33＝182kΩ时，R_传＝557kΩ，即R_传＞557kΩ时，模块输出状态翻 转为液面上的状态，满足需求大于700kΩ时，确定在液面上。

(5)输出电路

本实施例的输出电路与输入信号相对应，输入信号在液位下对应一种输出状态，输入信 号在液位上对应一种输出状态。输出的状态通过拨码开关可配置，可根据后级设备的实际需 求，灵活配置输出的状态，具体可配置为：

输入在液面下时，输出可配置为触点闭合或触点断开；输入在液面上时，输出也可配置 为触点闭合或触点断开。

本实施例按照设计需求，当传感器在液面下时，输出触点可配置。输出触点通过拨码开 关SW2进行控制。

当SW2的1、8脚和2、7脚闭合时：Vout信号经过限流电阻直接控制AQY222R1S隔离芯片。当Vout为高电平时，此时传感器在液面下，经过AQY222R1S控制端的电流为：I＝(15V-1.1V)/2.7kΩ＝5.148mA，根据芯片手册可得：AQY222R1S的3、4脚闭合。当Vout 为低电平时，无电流经过AQY222R1S控制端，此时AQY222R1S的3、4脚断开。

当SW2的3、6脚和4、5脚闭合时：Vout信号控制三极管Q3的开断，此三极管工作在饱和状态，当Vout为高电平时，Q3导通，即AQY222R1S的控制端为低电平，即AQY222R1S 的3、4脚断开。当Vout为低电平时，Q3断开，即AQY222R1S的控制端为高电平，即 AQY222R1S的3、4脚闭合。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。 因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的 形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储 介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和 /或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和 /或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指 令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一 个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流 程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工 作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制 造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指 定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或 其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编 程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多 个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。