一种液箱液位检测报警电路的制作方法

1.本实用新型涉及液位检测报警技术领域，具体是一种液箱液位检测报警电路。


背景技术：

2.液位检测系统可以智能的检测出液箱内液位的情况，有效提高对液箱状态的监测和控制，保证液箱的正常使用，但是目前高精度的液位检测大都采用超声波传感器、雷达传感器和图像检测的方式检测液箱液位信息，虽然准确性高，但是成本高且计算量较大，普通程度的液位检测大都采用浮标式和探针式检测液位，浮标法智能检测高低俩位置的水位，检测精度有限，探针式则需取决于探针的数量，在设计复杂的液箱中容易导致线路布局麻烦，并且在触发报警时，只能通过统一的报警声进行报警提示，因此有待改进。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种液箱液位检测报警电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.依据本实用新型实施例中，提供一种液箱液位检测报警电路，该液箱液位检测报警电路包括：电容式液位检测模块，压力检测模块，信号调理模块，主控制模块，正弦激励模块，报警驱动模块，报警模块；
5.所述电容式液位检测模块，用于通过分段式电容传感器检测液箱内液位情况并输出电容信号；
6.所述压力检测模块，用于检测液箱的质量并输出压力信号；
7.所述信号调理模块，与所述电容式液位检测模块连接，用于接收所述电容信号并将电容信号转换为第一电压信号，用于将所述第一电压信号进行放大，用于将放大的第一电压信号与参考信号进行乘法处理和滤波处理并输出第二电压信号，与所述压力检测模块连接，用于放大所述压力信号并输出；
8.所述主控制模块，与所述信号调理模块连接，用于接收所述信号调理模块输出的第二电压信号和压力信号，用于输出控制信号和数据信息并控制各个模块的工作；
9.所述正弦激励模块，与所述主控制模块连接，用于接收所述主控制模块输出的控制信号并产生正弦激励电源，与所述电容式液位检测模块连接，用于将所述正弦激励电源进行放大并传输给所述电容式液位检测模块；
10.所述报警驱动模块，与所述主控制模块连接，用于接收所述主控制模块输出的控制信号并调节输入报警模块的电压；
11.所述报警模块，与所述报警驱动模块连接，用于报警。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型液箱液位检测报警电路采用电容式液位检测模块检测液箱的液位情况，利用分段式电容传感器检测液箱内液位的不同位置信息，并通过正弦激励模块为电容式液位检测模块提供激励电源，提高对液位检测的精度，并且采用压力检测模块检测液箱的质量，一方面可以通过计算大致得出液位情
况，也可作为判断电容式液位检测模块是否正常工作，并且检测的信号都通过主控制模块进行处理分析，当液位达到不同位置时，主控制模块会根据液位信息的不同输出不同的占空比的控制信号，从而实现不同音量的报警，且电路控制简单易行。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
14.图1为本实用新型实例提供的一种液箱液位检测报警电路的原理方框示意图。
15.图2为本实用新型实例提供的一种液箱液位检测报警电路的电路图。
16.图3为本实用新型实例提供的报警驱动模块的电路图。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.实施例1：参见图1，本实用新型实施例提供一种液箱液位检测报警电路，该液箱液位检测报警电路包括：电容式液位检测模块1，压力检测模块2，信号调理模块3，主控制模块4，正弦激励模块5，报警驱动模块6，报警模块7；
19.具体地，所述电容式液位检测模块1，用于通过分段式电容传感器检测液箱内液位情况并输出电容信号；
20.压力检测模块2，用于检测液箱的质量并输出压力信号；
21.信号调理模块3，与所述电容式液位检测模块1连接，用于接收所述电容信号并将电容信号转换为第一电压信号，用于将所述第一电压信号进行放大，用于将放大的第一电压信号与参考信号进行乘法处理和滤波处理并输出第二电压信号，与所述压力检测模块2连接，用于放大所述压力信号并输出；
22.主控制模块4，与所述信号调理模块3连接，用于接收所述信号调理模块3输出的第二电压信号和压力信号，用于输出控制信号和数据信息并控制各个模块的工作；
23.正弦激励模块5，与所述主控制模块4连接，用于接收所述主控制模块4输出的控制信号并产生正弦激励电源，与所述电容式液位检测模块1连接，用于将所述正弦激励电源进行放大并传输给所述电容式液位检测模块1；
24.报警驱动模块6，与所述主控制模块4连接，用于接收所述主控制模块4输出的控制信号并调节输入报警模块7的电压；
25.报警模块7，与所述报警驱动模块6连接，用于报警。
26.进一步地，所述液箱液位检测报警电路还包括通信模块8；
27.具体地，所述通信模块8，用于建立无线通信网络实现所述主控制模块4与监控终端的无线数据通信；
28.该通信模块8与所述主控制模块4连接。
29.在具体实施例中，上述电容式液位检测模块1可采用分段式电容传感器检测液箱的液位情况；上述压力检测模块2可采用压力传感器u3检测液箱的质量情况；上述信号调理模块3可依次采用运算放大器组成的电容/电压转换电路、乘法器电路和低通滤波电路对电容式液位检测模块1输出的电容信号进行转换、相乘和滤波处理，还可采用放大电路对上述压力检测模块2输出的压力信号进行放大处理；上述主控制模块4可采用单片机、微控制单元(mcu)等微控制器实现输入信号的处理和模块的控制；上述正弦激励模块5可采用电容数字转换器u2提供正弦激励电源，并通过放大电路放大正弦激励电源信号；上述报警驱动模块6可采用隔离驱动电路的方式控制输入报警模块7的电压，以此达到控制报警模块7以不同的音量报警；上述报警模块7可采用扬声器j1，具体不做赘述；上述通信模块8可采用，但并不限于gprs通信、gsm通信等通信装置实现主控制模块4与监控终端的无线数据通信与报警。
30.实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，在本实用新型所述的一种液箱液位检测报警电路的一个具体实施例中，如图2所示，所述电容式液位检测模块1包括电容式传感器；所述信号调理模块3包括第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第一电阻r1、第一运放a1和放大解调单元301；
31.具体地，所述放大解调单元301，用于将输入的电压信号与参考信号进行乘法处理和滤波处理并输出第二电压信号；
32.该电容式传感器的一端连接第一电容c1的一端和第二电容c2的一端，第二电容c2的另一端连接第三电容c3的一端、第一运放a1的反相端、第一电阻r1的一端和第四电容c4的另一端，第一电容c1的另一端、第三电容c3的另一端和第一运放a1的同相端均接地，第四电容c4的另一端、第一电阻r1的另一端和第一运放a1的输出端均连接放大解调单元301的输入端，放大解调单元301的输出端与所述主控制模块4连接。
33.进一步地，所述压力检测模块2包括压力传感器u3、第三电源vcc3；所述信号调理模块3还包括第七电阻r7、第六电阻r6、第五电阻r5、第四电阻r4、第六电容c6、第三运放a3和第一电位器rp1；所述主控制模块4包括第一控制器u1；
34.具体地，所述压力传感器u3的第一端连接第三电源vcc3，压力传感器u3的第二端通过第七电阻r7连接第三运放a3的第三端，压力传感器u3的第三端通过第六电阻r6连接第五电阻r5的一端和第三运放a3的第二端，压力传感器u3的第四端接地，第三运放a3的第七端连接第二电源和第一电位器rp1的滑片端，第三运放a3的第一端通过第一电位器rp1连接第三运放a3的第八端，第五电阻r5的另一端连接第三运放a3的第六端并通过第四电阻r4连接第六电容c6的一端和第一控制器u1的第二io端，第六电阻r6的另一端接地。
35.进一步地，所述正弦激励模块5包括电容数字转换器u2、第二电阻r2、第三电阻r3、第二运放a2、第五电容c5和第一电源vcc1；
36.具体地，所述电容数字转换器u2的输入输出端连接所述第一控制器u1的第一io端，电容数字转换器u2的第一输出端通过第二电阻r2连接第三电阻r3的一端和第二运放a2的第三端，电容数字转换器u2的第二输出端连接第三电阻r3的另一端，第二运放a2的第五端连接第一电源vcc1并通过第五电容c5接地，第二运放a2的第二端接地，第二运放a2的第一端连接所述电容式传感器的另一端。
37.在具体实施例中，上述第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第一电阻r1、第一运放a1组成电容/电压转换电路，将输入的电容值转换为对应的交流电压信号；所述第一运放a1可选用ad817运算放大器；上述放大解调单元301可采用可增益放大电路放大输入的交流电压信号，具体电路不做赘述，还可采用乘法器电路和低通滤波电路将输入的交流信号转换为直流信号并去除噪声；上述压力传感器u3可采用应变式压力传感器u3，具体型号不做限定；上述第三运放a3可选用op07系列运算放大器；上述电容数字转换器u2可选用ad7745，提供正弦激励电源；上述第二运放a2可选用ad8615运算放大器，上述主控制模块4可选用stc89系列单片机。
38.进一步地，如图2所示，所述报警驱动模块6包括第四电源vcc4、第五电源vcc5、第一光耦u4、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第一功率管m1、第四运放a4、第十三电阻r13、第七电容c7、第八电容c8；所述报警模块7包括扬声器j1；
39.具体地，所述第一光耦u4的第一端通过第八电阻连接第四电源vcc4，第一光耦u4的第二端连接所述第一控制器u1的第三io端，第一光耦u4的第三端通过第九电阻连接第五电源vcc5，第一光耦u4的第四端通过第十电阻r10连接第十一电阻r11的一端和第一功率管m1的栅极，第一功率管m1的源极、第四运放a4的反相端和第十一电阻r11的另一端均接地，第一功率管m1的漏极连接第四运放a4的同相端并通过第十二电阻r12连接第五电源vcc5，第四运放a4的输出端连接第十三电阻r13的一端并通过第七电容c7连接扬声器j1的一端，第十三电阻r13的另一端通过第八电容c8连接扬声器j1的另一端和地端。
40.在具体实施例中，上述第一光耦u4可采用tlp521光电耦合器，实现第一控制器u1的隔离控制；上述第一功率管m1可选用n沟道增强型金氧半场效应管(mosfet)；上述第四运放a4可选用lm386音频放大器。
41.本实用新型一种液箱液位检测报警电路通过电容式液位检测模块1中的电容式传感器对液箱液位进行分段式检测，其中主控制模块4通过控制正弦激励模块5为电容式传感器提供正弦激励电源，通过对电容式传感器进行激励来测量液箱的液位高度，电容式传感器输出的电容信号通过信号调理模块3中的电容/电压转换电路、乘法器电路和低通滤波电路依次进行转换、相乘和滤波处理，压力检测模块2通过压力传感器u3检测液箱的质量情况，输出的信号都将传输给主控制模块4中的第一控制器u1进行分析处理和计算，输入压力信号经过相关计算可得到大致的液位信息，当电容式传感器检测的液位信息达到液箱的不同位置分段时，主控制模块4都将输出不同的脉冲调制信号，且该脉冲调制信号对应液箱相应的液位位置，报警驱动模块6中，由于接收到不同的脉冲调制信号，第一功率管m1的导通程度不同，输入报警模块7的电压则不同，报警装置发出的报警声不同，需注意的是，水位越低，报警声越低，且报警声随检测液位位置的增加而增加，同时，当根据压力检测模块2检测的压力信号判断出的液位信息与电容式液位检测模块1输出的液位信息之差的绝对值较大时，则压力检测模块2或者电容式液位检测模块1发生故障，此时报警模块7以最大声进行报警，并且通信模块8将检测的数据信息都传输给监控终端，由监控终端进行报警和显示。
42.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含
义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
43.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。