專利名稱：一種電容式液位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液位控制領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電容式液位傳感器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)液位控制領(lǐng)域，有一種電容式傳感器，其原理如下，從物理學(xué)可知，當(dāng)忽略兩 塊平行金屬板的邊緣效應(yīng)時(shí)，兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器，如圖1示，其電容量C為C=eoe rS/D(1)ε。真空介電常數(shù)，ε。= 8. 85*10_12 (F/m)；ε r 極板間介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，真空介質(zhì)，、=1 ；S =極板相互遮蓋的面積(m2)；D =極板間距(m)；現(xiàn)有的電容式傳感器就是根據(jù)公式(1)中三個(gè)參量(S、D、ε r)中任意一個(gè)量發(fā)生 變化，引起電容量C發(fā)生改變。也就是說(shuō)，如果被檢測(cè)參數(shù)(如位移、壓力、液位等)的變化 引起S、D、、三個(gè)參量中之一發(fā)生變化，就可利用相應(yīng)的電容量的改變實(shí)現(xiàn)參數(shù)測(cè)量。因 此，常用的電容式傳感器通常可分為三大類極距變化型電容傳感器(改變D)、面積變化型 電容傳感器(改變幻和介質(zhì)變化型電容傳感器(改變、)。這種傳感器有個(gè)共同的特點(diǎn)， 需要兩個(gè)感應(yīng)電極，所測(cè)電容值是都兩個(gè)感應(yīng)電極之間的電容量。在有些密閉的容積、管道 或者器皿中，安裝另外一個(gè)感應(yīng)電極非常困難或者長(zhǎng)時(shí)間將感應(yīng)電極放在溶液中，感應(yīng)電 極會(huì)發(fā)生腐蝕等情況。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有液位傳感器的上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)的電容式液位傳感 器，是一種采用“電容電荷轉(zhuǎn)移”的工作方式的單感應(yīng)電極，同時(shí)體積小，造價(jià)低的電容式液 位傳感器。本實(shí)用新型的一種電容式液位傳感器，包括液位感應(yīng)開關(guān)00)以及微處理器 (21)；其中所述液位感應(yīng)開關(guān)00)具有感應(yīng)電極O01)；感應(yīng)電極(201)連接所述微處理 器；微處理器通過(guò)輸入/輸出端口(210)連接液位感應(yīng)開關(guān)(20)，對(duì)所述液位 感應(yīng)開關(guān)00)反復(fù)充放電并檢測(cè)所述感應(yīng)電極O01)的感應(yīng)電容(Cf)生成液位檢測(cè)信號(hào) (ADO, ADf)。優(yōu)選的，所述微處理器進(jìn)一步包括電容電荷轉(zhuǎn)移電路011)，對(duì)所述液位感 應(yīng)開關(guān)00)及微處理器的寄生電容(Ch)反復(fù)充放電和電荷轉(zhuǎn)移；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(212)， 反復(fù)采樣獲得電荷轉(zhuǎn)移后液位感應(yīng)開關(guān)00)的輸入信號(hào)值(AD1，ADh)；數(shù)字處理模塊 013)，對(duì)反復(fù)采樣采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器(21 轉(zhuǎn)換后所獲得的所述輸入信號(hào)值(ADl，ADh) 進(jìn)行寄存、差分比較運(yùn)算和數(shù)字濾波處理取得液位檢測(cè)信號(hào)(ADO，ADf)。優(yōu)選的，所述電荷轉(zhuǎn)移電路011)包括第一充放電端子(RA0)，第一控制開關(guān) (Kl)，第二充放電端子(RAl)，第二控制開關(guān)(K2)以及電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)(KO)；其中第一充放電端子(RAO)通過(guò)所述第一控制開關(guān)(Kl)連接所述液位感應(yīng)開關(guān)00)；第二充放電端子 (RAl)通過(guò)第二控制開關(guān)(以)連接微處理器的寄生電容(Ch)；電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)(KO)連接所 述液位感應(yīng)開關(guān)00)和所述寄生電容(Ch)并控制二者的電荷轉(zhuǎn)移。優(yōu)選的，所述數(shù)字處理模塊(21 包括寄存器(2131)，寄存經(jīng)反復(fù)采樣保持模數(shù) 轉(zhuǎn)換器(21 轉(zhuǎn)換后所獲得的所述輸入信號(hào)值(ADl，ADh)；差分比較運(yùn)算模塊(2132)，對(duì)反 復(fù)采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器(21 轉(zhuǎn)換后所獲得的若干對(duì)所述輸入信號(hào)值(ADl，ADh)進(jìn)行差分 比較運(yùn)算得到若干個(gè)差分信號(hào)(ADn)；數(shù)字濾波處理模塊(2133)，對(duì)所述若干個(gè)差分信號(hào) (ADn)進(jìn)行數(shù)字濾波處理獲得所述液位檢測(cè)信號(hào)(AD0，ADf)。優(yōu)選的，所述感應(yīng)電極O01)為一金屬片。優(yōu)選的，所述感應(yīng)電極O01)設(shè)有密封很薄的絕緣外殼。本實(shí)用新型的電容式液位傳感器采用了“電容電荷轉(zhuǎn)移”的工作原理，當(dāng)容器內(nèi)的 液體超過(guò)或低于所述感應(yīng)電極時(shí)，會(huì)使微處理器輸入/輸出端口連接的電容值發(fā)生改變， 從而準(zhǔn)確的檢測(cè)出容器內(nèi)部液位的變化，本實(shí)用新型電容式液位傳感器采用一個(gè)感應(yīng)電 極，放置在密閉的容積、管道或者器皿的表面，利用電容式觸摸感應(yīng)原理進(jìn)行液位檢測(cè)。與 傳統(tǒng)的“液位傳感器”相比，只有一個(gè)感應(yīng)電極，體積很小，準(zhǔn)確度高，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾 能力強(qiáng)，增加了產(chǎn)品的可靠性和壽命，降低了產(chǎn)品成本，并且為非接觸式，安裝、使用、維修 均簡(jiǎn)單方便。

圖1是電容器的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的電容式液位傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是數(shù)字處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是應(yīng)用上述電容式液位傳感器的液位智能控制器的示意圖。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體 實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。實(shí)施例1，圖2、圖3和圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的電容式液位傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。一種電 容式液位傳感器，包括液位感應(yīng)開關(guān)00)以及微處理器；其中所述液位感應(yīng)開關(guān)OO) 具有感應(yīng)電極O01)；感應(yīng)電極O01)為一金屬片，其設(shè)有密封很薄的絕緣外殼202。所述 金屬片和絕緣外殼202都放置在盛裝液體的容積、管道或者器皿的表面。感應(yīng)電極(201)連接所述微處理器；微處理器通過(guò)輸入/輸出端口 (210)連接液位感應(yīng)開關(guān)(20)，其連接線路中存在固定的外部分散雜散電容(Co)，當(dāng)容器 32中的液體31的液位與液位感應(yīng)開關(guān)OO)平齊或者超過(guò)時(shí)，感應(yīng)電極(201)與液體31之 間間隔絕緣層(202)和器皿的外殼，感應(yīng)電極O01)與液體31之間形成感應(yīng)電容(Cf)，當(dāng) 液體31液位低于感應(yīng)開關(guān)OO)時(shí)，感應(yīng)電容Cf值為零。所述微處理器進(jìn)一步包括電容電荷轉(zhuǎn)移電路(211)、微處理器的寄生 電容(Ch)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(21 和數(shù)字處理模塊013)。所述電荷轉(zhuǎn)移電路011)包括第一充放電端子(RAO)，第一控制開關(guān)(Kl)，第二充放電端子(RAl)，第二控制開關(guān)(以)以及電 荷轉(zhuǎn)移開關(guān)(KO)；其中第一充放電端子(RAO)通過(guò)所述第一控制開關(guān)(Kl)連接所述液位 感應(yīng)開關(guān)00)；第二充放電端子(RAl)通過(guò)第二控制開關(guān)(以)連接微處理器的寄生電容 (Ch)；電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)(KO)連接所述液位感應(yīng)開關(guān)00)和所述寄生電容(Ch)并控制二者的 電荷轉(zhuǎn)移。電容電荷轉(zhuǎn)移電路011)，對(duì)所述液位感應(yīng)開關(guān)00)及微處理器的寄生電 容(Ch)反復(fù)充放電和電荷轉(zhuǎn)移；模數(shù)轉(zhuǎn)換器012)，反復(fù)采樣獲得電荷轉(zhuǎn)移后液位感應(yīng)開 關(guān)OO)的輸入信號(hào)值(ADl，ADh)；數(shù)字處理模塊013)，對(duì)反復(fù)采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器(212) 轉(zhuǎn)換后所獲得的所述輸入信號(hào)值(AD1，ADh)進(jìn)行寄存、差分比較運(yùn)算和數(shù)字濾波處理取得 液位檢測(cè)信號(hào)(ADO，ADf)。所述數(shù)字處理模塊(21 包括寄存器0131)，寄存經(jīng)反復(fù)采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (212)轉(zhuǎn)換后所獲得的所述輸入信號(hào)值(ADl，ADh)；差分比較運(yùn)算模塊(2132)，對(duì)反復(fù)采樣 保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器(21 轉(zhuǎn)換后所獲得的若干對(duì)所述輸入信號(hào)值(ADl，ADh)進(jìn)行差分比較運(yùn) 算得到若干個(gè)差分信號(hào)(ADn)；數(shù)字濾波處理模塊(2133)，對(duì)所述若干個(gè)差分信號(hào)(ADn)進(jìn) 行數(shù)字濾波處理獲得所述液位檢測(cè)信號(hào)(ADO，ADf)。本實(shí)用新型的電容式液位傳感器采用“電容電荷轉(zhuǎn)移”工作方式，由微處理器 (CPU)與液位感應(yīng)開關(guān)中的感應(yīng)電極直接相連，所述微處理器帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換器212(A/D)轉(zhuǎn) 換功能的輸入/輸出(I/O)端口。當(dāng)介電常數(shù)較高的導(dǎo)體(如水、甲酸、甲醇、乙醇、丙酮、 液態(tài)氨、正己醇、甘油、礦石、或膠乳等在容器、管道或者器皿中時(shí)，介電常數(shù)較高的導(dǎo)體在 絕緣體(絕緣外殼202和器皿外殼)和感應(yīng)電極201之間耦合產(chǎn)生感應(yīng)電容Cf，會(huì)使微處 理器21的輸入/輸出端口 210連接的電容值發(fā)生改變，微處理器21檢測(cè)液位變化造成的 液體與感應(yīng)電極201之間所產(chǎn)生的感應(yīng)電容Cf，從而生成表示液位狀態(tài)的檢測(cè)信號(hào)。由于 在液位感應(yīng)開關(guān)20具有外部分布雜散電容Co，并且微處理器芯片內(nèi)部具有寄生電容Ch，液 體31與感應(yīng)電極201之間所產(chǎn)生的感應(yīng)電容Cf與外部分布雜散電容Co和寄生電容Ch的 相差都不大，為了消除Ch和Co對(duì)液位檢測(cè)的影響，微處理器21采用差分A/D比較運(yùn)算法 來(lái)檢測(cè)感應(yīng)電容Cf，從而達(dá)到偵測(cè)液位的目的。如圖2所示，本實(shí)用新型的電容式液位傳感器包括液位感應(yīng)開關(guān)20以及微處理器 21 ；其中所述液位感應(yīng)開關(guān)20具有感應(yīng)電極201 ；感應(yīng)電極201連接所述微處理器21。當(dāng) 容器32中液位從感應(yīng)電極下方上升至平齊或者超過(guò)感應(yīng)電極201時(shí)，液體31與感應(yīng)電極 201之間所產(chǎn)生的感應(yīng)電容Cf會(huì)從零上升到某個(gè)值，當(dāng)容器32中液位降低至感應(yīng)電極下 方時(shí)，則感應(yīng)電容Cf = 0。液位感應(yīng)開關(guān)20還具有外部分布雜散電容Co。如圖2，微處理 器21通過(guò)其輸入/輸出端口 210連接液位感應(yīng)開關(guān)20。微處理器21通過(guò)其輸入/輸出端 口 210對(duì)所述液位感應(yīng)開關(guān)20進(jìn)行反復(fù)充放電，并反復(fù)檢測(cè)所述感應(yīng)電極201的感應(yīng)電容 Cf，根據(jù)感應(yīng)電容Cf的變化生成液位檢測(cè)信號(hào)ADO或Adf。其中，所述微處理器21的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括電容電荷轉(zhuǎn)移電路211，模數(shù)轉(zhuǎn)換器 212以及數(shù)字處理模塊213，并且，微處理器21的芯片內(nèi)部還具有寄生電容Ch。電容電荷轉(zhuǎn)移電路211通過(guò)輸入/輸出端口 210連接到外部的所述液位感應(yīng)開關(guān) 20，并控制對(duì)所述液位感應(yīng)開關(guān)20及微處理器21的寄生電容Ch反復(fù)進(jìn)行充放電和電荷轉(zhuǎn) 移。具體地，所述電荷轉(zhuǎn)移電路211包括第一充放電端子RA0，第一控制開關(guān)K1，第二充放電端子RA1，第二控制開關(guān)K2以及電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)KO ；其中第一充放電端子RAO通過(guò)所述第 一控制開關(guān)Kl連接所述液位感應(yīng)開關(guān)20 ；第二充放電端子RAl通過(guò)第二控制開關(guān)K2連接 微處理器的寄生電容Ch ；電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)KO連接所述液位感應(yīng)開關(guān)20的感應(yīng)電容Cf和外 部分布雜散電容Co以及所述寄生電容Ch，并控制二者的電荷轉(zhuǎn)移，從而使感應(yīng)電容Cf和外 部分布雜散電容Co以及所述寄生電容Ch達(dá)到電荷平衡。模數(shù)轉(zhuǎn)換器212反復(fù)采樣、保持、模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)，獲得經(jīng)過(guò)電荷轉(zhuǎn)移達(dá)到電 荷平衡之后，液位感應(yīng)開關(guān)20的若干對(duì)輸入信號(hào)值A(chǔ)Dl和ADh，也即感應(yīng)電容Cf和外部分 布雜散電容Co上的輸入信號(hào)值。數(shù)字處理模塊213，對(duì)反復(fù)采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器(21 轉(zhuǎn)換后所獲得的所述若干 對(duì)輸入信號(hào)值進(jìn)行寄存、差分比較運(yùn)算和數(shù)字濾波處理，取得液位檢測(cè)信號(hào)ADO或ADf。在正常工作時(shí)，電荷轉(zhuǎn)移電路211中的電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)KO斷開，第一控制開關(guān)Kl和 第二控制開關(guān)K2閉合；第一充放電端子RAO的電平置為“0”，使感應(yīng)電容Cf和外部分布雜 散電容Co放電；第二充放電端子RAl的電平置為“1”，使寄生電容Ch充電。然后，第一控制 開關(guān)Kl和第二控制開關(guān)K2斷開，電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)K閉合，使寄生電容Ch對(duì)感應(yīng)電容Cf和外 部分布雜散電容Co進(jìn)行充電，當(dāng)三者電荷平衡后，模數(shù)轉(zhuǎn)換器212進(jìn)行采樣、保持、A/D轉(zhuǎn) 換，獲得感應(yīng)電容Cf和外部分布雜散電容Co上的第一輸入信號(hào)值A(chǔ)Dh。之后，電荷轉(zhuǎn)移電路211中的電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)KO斷開，第一控制開關(guān)Kl和第二控制 開關(guān)K2閉合；第一充放電端子RAO的電平置為“1”，使感應(yīng)電容Cf和外部分布雜散電容Co 充電；第二充放電端子RAl的電平置為“0”，使寄生電容Ch放電。然后，第一控制開關(guān)Kl和 第二控制開關(guān)K2斷開，電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)KO閉合，使感應(yīng)電容Cf和外部分布雜散電容Co對(duì)寄 生電容Ch進(jìn)行充電，當(dāng)三者電荷平衡后，模數(shù)轉(zhuǎn)換器212再次進(jìn)行采樣、保持、A/D轉(zhuǎn)換，獲 得感應(yīng)電容Cf和外部分布雜散電容Co上的第二輸入信號(hào)值A(chǔ)Dl。、數(shù)字處理模塊213的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括寄存器2131，差分比較運(yùn)算模塊2132 以及數(shù)字濾波處理模塊2133。寄存器2131寄存經(jīng)反復(fù)采樣、保持、A/D轉(zhuǎn)換，所獲得的所 述輸入信號(hào)值A(chǔ)Dh和ADl ；差分比較運(yùn)算模塊2132對(duì)以上經(jīng)過(guò)采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器(212) 轉(zhuǎn)換后所獲得的若干對(duì)第一和第二輸入信號(hào)值A(chǔ)Dh和ADl進(jìn)行差分比較運(yùn)算，獲得若干個(gè) 差分信號(hào)ADn。數(shù)字濾波處理模塊2133，再對(duì)經(jīng)過(guò)反復(fù)采樣、保持、A/D轉(zhuǎn)換，所獲得的若干 個(gè)差分信號(hào)ADn進(jìn)行進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤和數(shù)字濾波處理，濾除共模、差模干擾，并獲得最終的液 位檢測(cè)信號(hào)ADO或ADf，該液位檢測(cè)信號(hào)ADO或ADf反映了液位感應(yīng)開關(guān)20的電容量。其 中，如果容器中液體高度在感應(yīng)電極201下方，即Cf為0，Co保持不變，此時(shí)獲得的液位檢 測(cè)信號(hào)ADO也是不變的；如果容器中液體高度齊平或者超過(guò)感應(yīng)電極201，則液體與感應(yīng)電 極201之間生成感應(yīng)電容Cf，就會(huì)改變液位感應(yīng)開關(guān)20的電容量，即電容量值為(Cf+Co)， 此時(shí)生成的液位檢測(cè)信號(hào)ADf也會(huì)與ADO有較大的不同，從而能夠達(dá)到無(wú)接觸偵測(cè)容器中 液體液位的目的。如圖4所示，本實(shí)用新型還提供了一種應(yīng)用上述電容式液位傳感器的液位智能控 制器，包括液位感應(yīng)開關(guān)20、微處理器21、LED顯示器22以及驅(qū)動(dòng)控制電路23 ；其中所 述液位感應(yīng)開關(guān)20具有感應(yīng)電極201 ；感應(yīng)電極201連接所述微處理器21 ；微處理器21通 過(guò)輸入/輸出端口 210連接液位感應(yīng)開關(guān)20，對(duì)所述液位感應(yīng)開關(guān)20充放電并檢測(cè)所述感 應(yīng)電極201的感應(yīng)電容Cf，從而生成液位檢測(cè)信號(hào)ADO或ADf ；LED顯示器22在微處理器21的控制下進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示；驅(qū)動(dòng)控制電路23在微處理器21的控制下進(jìn)行液體31泵入或 泵出的驅(qū)動(dòng)控制。其中，微處理器21的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方式與圖2和圖3相關(guān)內(nèi)容相同， 在此不再贅述。實(shí)施例2，其余和實(shí)施例1相同，不同之處在于，所述感應(yīng)電極201為長(zhǎng)條片狀，其外覆蓋絕 緣層202，所述絕緣層202為PET、PC、PE或者PS等絕緣材料制成，可采用熱壓膠粘在感應(yīng)電 極201上，其厚度一般不超過(guò)0. 2mm。感應(yīng)電極201被絕緣層202完全包裹覆蓋，將其放置 在容器表面，其長(zhǎng)度方向與水平面垂直，當(dāng)介電常數(shù)較高的導(dǎo)體(如水、甲酸、甲醇、乙醇、 丙酮、液態(tài)氨、正己醇、甘油、礦石、或膠乳等)在容器、管道或者器皿中時(shí)，介電常數(shù)較高的 導(dǎo)體在絕緣體(絕緣層202和器皿外殼)和感應(yīng)電極201之間耦合產(chǎn)生感應(yīng)電容Cf，會(huì)使 微處理器21的輸入/輸出端口 210連接的電容值發(fā)生改變，該電容值隨液體31和感應(yīng)電 極201之間的耦合面積變化而變化，微處理器21檢測(cè)液位變化造成的液體31與感應(yīng)電極 201之間所產(chǎn)生的感應(yīng)電容Cf，從而生成表示液位狀態(tài)的檢測(cè)信號(hào)。由于在液位感應(yīng)開關(guān) 20具有外部分布雜散電容Co，并且微處理器芯片內(nèi)部具有寄生電容Ch，液體31與感應(yīng)電 極201之間所產(chǎn)生的感應(yīng)電容Cf與外部分布雜散電容Co和寄生電容Ch的相差都不大，為 了消除Ch和Co對(duì)液位檢測(cè)的影響，微處理器21采用差分A/D比較運(yùn)算法來(lái)檢測(cè)感應(yīng)電容 Cf，從而達(dá)到偵測(cè)液位的目的。本實(shí)施例可以實(shí)時(shí)顯示液位的數(shù)值，而不是只是監(jiān)控某一個(gè) 液位點(diǎn)。本實(shí)用新型的電容式液位傳感器采用了“電容電荷轉(zhuǎn)移”的工作原理，當(dāng)容器內(nèi)的 液體液位超過(guò)或低于所述感應(yīng)電極時(shí)，會(huì)使微處理器輸入/輸出端口連接的電容值發(fā)生改 變，從而準(zhǔn)確的檢測(cè)出容器內(nèi)部液位的變化。本實(shí)用新型電容式液位傳感器采用一個(gè)感應(yīng) 電極，放置在密閉的容積、管道或者器皿的表面，利用電容式觸摸感應(yīng)原理進(jìn)行液位檢測(cè)。 與傳統(tǒng)的“液位傳感器”相比，只有一個(gè)感應(yīng)電極，體積很小，準(zhǔn)確度高，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干 擾能力強(qiáng)，增加了產(chǎn)品的可靠性和壽命，降低了產(chǎn)品成本，并且為非接觸式，安裝、使用、維 修均簡(jiǎn)單方便。以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是 利用本實(shí)用新型說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在 其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電容式液位傳感器，其特征在于，包括液位感應(yīng)開關(guān)00)以及微處理器； 其中所述液位感應(yīng)開關(guān)OO)具有感應(yīng)電極(201)；感應(yīng)電極O01)連接所述微處理器 (21)；微處理器通過(guò)輸入/輸出端口(210)連接液位感應(yīng)開關(guān)(20)，對(duì)所述液位感應(yīng) 開關(guān)OO)的感應(yīng)電極O01)反復(fù)充放電并檢測(cè)所述感應(yīng)電極O01)的感應(yīng)電容(Cf)生成 液位檢測(cè)信號(hào)(ADO，ADf)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述微處理器進(jìn)一步 包括電容電荷轉(zhuǎn)移電路011)，對(duì)所述液位感應(yīng)開關(guān)OO)及微處理器的寄生電容 (Ch)反復(fù)充放電和電荷轉(zhuǎn)移；模數(shù)轉(zhuǎn)換器012)，反復(fù)采樣獲得電荷轉(zhuǎn)移后液位感應(yīng)開關(guān) (20)的輸入信號(hào)值(ADl，ADh)；數(shù)字處理模塊013)，對(duì)反復(fù)采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器(212)轉(zhuǎn) 換后所獲得的所述輸入信號(hào)值(AD1，ADh)進(jìn)行寄存、差分比較運(yùn)算和數(shù)字濾波處理取得液 位檢測(cè)信號(hào)(ADO，ADf)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述電荷轉(zhuǎn)移電路(211)包 括第一充放電端子(RAO)，第一控制開關(guān)(Kl)，第二充放電端子(RAl)，第二控制開關(guān)(K2) 以及電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)(KO)；其中第一充放電端子(RAO)通過(guò)所述第一控制開關(guān)(Kl)連接所 述液位感應(yīng)開關(guān)OO)；第二充放電端子(RAl)通過(guò)第二控制開關(guān)(以)連接微處理器的寄 生電容(Ch)；電荷轉(zhuǎn)移開關(guān)(KO)連接所述液位感應(yīng)開關(guān)OO)和所述寄生電容(Ch)并控 制二者的電荷轉(zhuǎn)移。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述數(shù)字處理模塊(213)包 括寄存器(2131)，寄存經(jīng)反復(fù)采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器(21 轉(zhuǎn)換后所獲得的所述輸入信號(hào)值 (ADl,ADh)；差分比較運(yùn)算模塊(2132)，對(duì)反復(fù)采樣保持模數(shù)轉(zhuǎn)換器(21 轉(zhuǎn)換后所獲得的 若干對(duì)所述輸入信號(hào)值(ADl，ADh)進(jìn)行差分比較運(yùn)算得到若干個(gè)差分信號(hào)(ADn)；數(shù)字濾 波處理模塊(2133)，對(duì)所述若干個(gè)差分信號(hào)(ADn)進(jìn)行數(shù)字濾波處理獲得所述液位檢測(cè)信 號(hào) _，ADf)。1
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)電極 (201)為一金屬片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容式液位傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)電極(201)設(shè)有密 封很薄的絕緣外殼002)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電容式液位傳感器，包括液位感應(yīng)開關(guān)(20)以及微處理器(21)；其中所述液位感應(yīng)開關(guān)(20)具有感應(yīng)電極(201)；感應(yīng)電極(201)連接所述微處理器(21)；本實(shí)用新型電容式液位傳感器采用一個(gè)感應(yīng)電極，放置在密閉的容積、管道或者器皿的表面，利用電容式觸摸感應(yīng)原理進(jìn)行液位檢測(cè)。與傳統(tǒng)的“液位傳感器”相比，只有一個(gè)感應(yīng)電極，體積很小，準(zhǔn)確度高，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，增加了產(chǎn)品的可靠性和壽命，降低了產(chǎn)品成本，并且為非接觸式，安裝、使用、維修均簡(jiǎn)單方便。
文檔編號(hào)G01F23/26GK201917376SQ20112001023
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者丁央舟, 吳金炳, 周榮, 惠濱華, 肖強(qiáng), 諶清平 申請(qǐng)人:蘇州路之遙科技股份有限公司