智能水位傳感器控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及測量液體高度的裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能水位傳感器控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前汽車燃油濾清器的油水分離器均安裝水位傳感器對汽車行駛過程中產(chǎn)生的水量進(jìn)行監(jiān)測，提醒駕駛員及時(shí)放水，以防影響到燃油系統(tǒng)正常供油，損壞燃油系統(tǒng)部件。水位傳感器大多為電極式的，需要有一個(gè)公共電極長期處于高電平，才能在探針上獲得高電平以達(dá)到正常檢測水位的目的。但是長期處于高電平狀態(tài)的公共電極會(huì)產(chǎn)生電化腐蝕，并且對不同環(huán)境的水質(zhì)，其水電阻有很大差別，嚴(yán)重影響傳感器檢測的精度和使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能水位傳感器控制電路，所述控制電路采用交變窄脈沖頻率信號驅(qū)動(dòng)探針的方式檢測水位，克服了探針的電化腐蝕，提高了控制電路的使用壽命以及檢測精度。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:一種智能水位傳感器控制電路，其特征在于所述控制電路包括:電源保護(hù)電路、電壓轉(zhuǎn)換電路以及水位監(jiān)測與信號輸出電路，所述電源保護(hù)電路的電源輸出端與電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，用于防止電源兩端接反，防止線路短接或元器件故障引起大電流的過流保護(hù)以及防止大電源電壓輸入的過壓保護(hù)；所述電壓轉(zhuǎn)換電路的電源輸出端與所述水位監(jiān)測與信號輸出電路的電源輸入端連接，用于將電源調(diào)整到水位監(jiān)測與信號輸出電路中微控制器正常工作的穩(wěn)定電壓；所述水位監(jiān)測與信號輸出電路用于產(chǎn)生兩路水位監(jiān)測的窄脈沖頻率信號以及輸出水位狀態(tài)信號。
[0005]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述水位監(jiān)測與信號輸出電路包括微控制器U1、探針A、探針B、電容C1-C2以及電阻R1-R3 ;電阻R3的一端接微控制器Ul的一個(gè)信號輸入端，電阻R3的另一端接探針B ;電阻R2的一端接微控制器Ul的第一個(gè)信號輸出端，電阻R2的另一端接探針B ;電阻Rl的一端接微控制器Ul的第二個(gè)信號輸出端，電阻Rl的另一端接探針A ;電容Cl和電容C2分別與電阻Rl和電阻R2構(gòu)成RC電路，電容Cl的一端接探針A，電容C2的一端接探針B，電容Cl和電容C2的另一端均接地；微控制器Ul的第三個(gè)信號輸出端輸出水位狀態(tài)信號。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述微控制器Ul采用8引腳小封裝單片機(jī)PIC12F510。
[0007]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述電壓轉(zhuǎn)換電路使用高壓差三端穩(wěn)壓芯片LM217。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述電源保護(hù)電路包括防止電源兩端接反的防反接電路、防止線路短接或元器件故障引起大電流的過流保護(hù)電路以及防止大電源電壓輸入的過壓保護(hù)電路。
[0009]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述控制電路采用交變窄脈沖頻率信號驅(qū)動(dòng)探針的方式檢測水位，克服了探針的電化腐蝕，提高了控制電路的使用壽命和檢測精度。微控制器采集輸入信號并控制信號輸出，可對不同水質(zhì)的水位進(jìn)行監(jiān)測，應(yīng)用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低，工作穩(wěn)定可靠。
【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0011]圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖；
[0012]圖2是圖1中水位監(jiān)測與信號輸出電路的原理圖；
[0013]圖3是本實(shí)用新型水位正常時(shí)探針監(jiān)測信號波形圖；
[0014]圖4是本實(shí)用新型水位超限時(shí)探針監(jiān)測信號波形圖；
[0015]圖5是本實(shí)用新型的軟件流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0017]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種智能水位傳感器控制電路，所述控制電路包括:電源保護(hù)電路、電壓轉(zhuǎn)換電路以及水位監(jiān)測與信號輸出電路。所述電源保護(hù)電路的電源輸出端與電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，包括防反接電路、過流保護(hù)電路以及過壓保護(hù)電路，用于防止電源兩端接反，防止線路短接或元器件故障引起大電流的過流保護(hù)以及防止大電源電壓輸入的過壓保護(hù)，所述控制電路在電源保護(hù)電路的輸入端使用二極管防止電源的兩端接反，使用限流電阻進(jìn)行過流保護(hù)，使用壓敏電阻進(jìn)行過壓保護(hù)。
[0019]所述電壓轉(zhuǎn)換電路的電源輸出端與所述水位監(jiān)測與信號輸出電路的電源輸入端連接，用于將電源調(diào)整到水位監(jiān)測與信號輸出電路中微控制器正常工作的穩(wěn)定電壓，所述電壓轉(zhuǎn)換電路使用高壓差三端穩(wěn)壓芯片LM217，將電源電壓轉(zhuǎn)換為5V，并供給微控制器；所述水位監(jiān)測與信號輸出電路用于產(chǎn)生兩路水位監(jiān)測的窄脈沖頻率信號以及輸出水位狀態(tài)信號。
[0020]如圖2所示，所述水位監(jiān)測與信號輸出電路包括微控制器U1、探針A、探針B、電容C1-C2以及電阻R1-R3，在本申請中所述微控制器Ul采用8引腳小封裝單片機(jī)PIC12F510 ；電阻R3的一端接微控制器Ul的一個(gè)信號輸入端，電阻R3的另一端接探針B ；電阻R2的一端接微控制器Ul的第一個(gè)信號輸出端，電阻R2的另一端接探針B ;電阻Rl的一端接微控制器Ul的第二個(gè)信號輸出端，電阻Rl的另一端接探針A ;電容Cl和電容C2分別與電阻Rl和電阻R2構(gòu)成RC電路，電容Cl的一端接探針A，電容C2的一端接探針B，電容Cl和電容C2的另一端均接地；微控制器Ul的第三個(gè)信號輸出端輸出水位狀態(tài)信號。
[0021]單片機(jī)的I/O 0、I/O I和I/O 3引腳功能設(shè)置為輸出，I/O 2引腳功能設(shè)置為輸入。I/O O和I/O I分別通過RC電路接探針A和探針B。I/O 2通過保護(hù)電阻R3接探針B，用于檢測探針B上信號的變化，由微控制器判斷水位是否正常。I/O 3用于水位狀態(tài)信號輸出，當(dāng)水位正常時(shí)，I/O 3輸出低電平，當(dāng)水位超過限定位置時(shí)，1/03輸出高電平，見附圖3。
[0022]所述控制電路上電后，單片機(jī)在復(fù)位后運(yùn)行上電自檢程序，檢測相關(guān)引腳功能是否正常:如果引腳功能正常，引腳I/o 3輸出寬度為2S的高電平后變?yōu)榈碗娖剑駝t一直保持低電平輸出。然后單片機(jī)輸出兩路用于監(jiān)測水位的窄脈沖頻率信號。本實(shí)施例中兩路頻率信號的周期均為2S，相位相差180°。I/O O首先輸出高電平信號，持續(xù)150uS后變?yōu)榈碗娖?。I/O I再輸出高電平信號，持續(xù)150uS后變?yōu)榈碗娖?，I/O 2監(jiān)測探針B上的信號變化。
[0023]檢測分為兩種情況:
[0024]I)如果水位正常，探針A和探針B之間為開路，探針A和探針B上的信號波形即為兩個(gè)RC電路中電容的充放電波形，如附圖3所示。在I/O O保持輸出高電平期間，I/O 2檢測探針B的電位接近于電源地，I/O 3輸出低電平；
[0025]2)如果水位超限，探針A和探針B之間存在水電阻，探針A和探針B上的信號波形發(fā)生變化，如附圖4所示。在I/O O保持輸出高電平期間，I/O 2檢測探針B的電位高于一定的電壓值時(shí)，I/O 3輸出高電平。用于判定水位是否正常的探針B的電位標(biāo)準(zhǔn)由實(shí)際監(jiān)測的水質(zhì)決定。
[0026]單片機(jī)的軟件流程圖如附圖5所示，若水位傳感器上電自檢后即檢測到水位超限，I/o 3輸出高電平的水位超限信號；如果水位傳感器原來處于水位正常狀態(tài)，一旦檢測到水位超限，軟件延時(shí)1S后，再次檢測水位仍然處于超限狀態(tài)，I/O 3才會(huì)輸出高電平的水位超限信號；同樣，如果水位傳感器原來處于水位超限狀態(tài)，一旦檢測到水位正常，軟件延時(shí)1S后，再次檢測水位仍然正常，I/O 3才會(huì)輸出低電平的水位正常信號。
[0027]所述控制電路采用交變窄脈沖頻率信號驅(qū)動(dòng)探針的方式檢測水位，克服了探針的電化腐蝕，提高了控制電路的使用壽命和檢測精度。微控制器采集輸入信號并控制信號輸出，可對不同水質(zhì)的水位進(jìn)行監(jiān)測，應(yīng)用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡單，功耗低，工作穩(wěn)定可靠。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能水位傳感器控制電路，其特征在于所述控制電路包括:電源保護(hù)電路、電壓轉(zhuǎn)換電路以及水位監(jiān)測與信號輸出電路，所述電源保護(hù)電路的電源輸出端與電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，用于防止電源兩端接反，防止線路短接或元器件故障引起大電流的過流保護(hù)以及防止大電源電壓輸入的過壓保護(hù)；所述電壓轉(zhuǎn)換電路的電源輸出端與所述水位監(jiān)測與信號輸出電路的電源輸入端連接，用于將電源調(diào)整到水位監(jiān)測與信號輸出電路中微控制器正常工作的穩(wěn)定電壓；所述水位監(jiān)測與信號輸出電路用于產(chǎn)生兩路水位監(jiān)測的窄脈沖頻率信號以及輸出水位狀態(tài)信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能水位傳感器控制電路，其特征在于:所述水位監(jiān)測與信號輸出電路包括微控制器U1、探針A、探針B、電容C1-C2以及電阻R1-R3 ;電阻R3的一端接微控制器Ul的一個(gè)信號輸入端，電阻R3的另一端接探針B ;電阻R2的一端接微控制器Ul的第一個(gè)信號輸出端，電阻R2的另一端接探針B ;電阻Rl的一端接微控制器Ul的第二個(gè)信號輸出端，電阻Rl的另一端接探針A ;電容Cl和電容C2分別與電阻Rl和電阻R2構(gòu)成RC電路，電容Cl的一端接探針A，電容C2的一端接探針B，電容Cl和電容C2的另一端均接地；微控制器Ul的第三個(gè)信號輸出端輸出水位狀態(tài)信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能水位傳感器控制電路，其特征在于:所述微控制器Ul采用8引腳小封裝單片機(jī)PIC12F510。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能水位傳感器控制電路，其特征在于:所述電壓轉(zhuǎn)換電路使用高壓差三端穩(wěn)壓芯片LM217。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能水位傳感器控制電路，其特征在于:所述電源保護(hù)電路包括防止電源兩端接反的防反接電路、防止線路短接或元器件故障引起大電流的過流保護(hù)電路以及防止大電源電壓輸入的過壓保護(hù)電路。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種智能水位傳感器控制電路，涉及測量液體高度的裝置技術(shù)領(lǐng)域。所述控制電路包括：電源保護(hù)電路、電壓轉(zhuǎn)換電路以及水位監(jiān)測與信號輸出電路，所述電源保護(hù)電路的電源輸出端與電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的電源輸出端與所述水位監(jiān)測與信號輸出電路的電源輸入端連接，所述水位監(jiān)測與信號輸出電路的信號輸出端輸出水位狀態(tài)信號。所述控制電路采用交變窄脈沖頻率信號驅(qū)動(dòng)探針的方式檢測水位，克服了探針的電化腐蝕，提高了控制電路的使用壽命以及檢測精度。
【IPC分類】G05B19-042, G01F23-26
【公開號】CN204373737
【申請?zhí)枴緾N201520062836
【發(fā)明人】周水杉, 姜海波, 李陽, 于策, 趙玲, 沈立川, 馮麗玲, 賈淑琴
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月29日