非接触式水位检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种非接触式水位检测装置及方法。所述装置包括：可变电容模块，根据水位状态产生电容值，形成谐波信号；滤波模块，与所述可变电容模块连接，过滤所述谐波信号中的低频信号；信号放大模块，接收通过所述过滤模块过滤后的谐波信号进行放大及滤波处理；负反馈模块，与所述信号放大模块连接，进行电路采样，获取幅度信息；并根据所述幅度信息调整所述信号放大模块的工作点；采样信号产生模块，与信号放大模块连接，获取谐波信号进行耦合、整流以及滤波，形成直流信号，供ＭＣＵ采样获取水位状态。所述方法，利用电容变化体现水位变化，从而产生不同谐波信号，在经过处理后进行采样，从采样值中获得水位状态，可达到检测水位的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到水位检测领域，特别涉及到一种。
技术介绍
现有技术中检测水位通常使用水位传感器，且水位传感器的电路通常分为机械开关式和电子振荡式两种。其中机械开关式简单且容易实现，成本较低，但档位识别比较粗糙；档位由用户选定，一般只有高中低三档，易造成对水资源的浪费。而电子振荡式成本较高，但水位识别很精确，可实现无级水位调节。 机械式水位传感器电路采用简单的弹片模拟开关，当水位达到档位时，弹片闭合；再通过改变弹片闭合的行程就形成高中低不同档水位的要求。电子振荡式水位传感器内置一个振荡电路(LC电路)，水位的变化引起气压变化，气压的变化引起水位传感器内置电感的电感量(L)变化，L的变化引起振荡频率变化，即单位时间内的脉冲数发生变化，MCU (Micro Control Unit，微控制单元)检测到频率信号后，通过查表方式得到对应的水压量，既而得出相应的水位量。 现有技术中对水位的检测，需要单独设置接触式的水位传感器，使得整个检测电路结构较为复杂，提高了生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的之一为提供一种，降低了生产成本。本专利技术提出一种非接触式水位检测装置，包括 可变电容模块，根据水位状态产生电容值，形成谐波信号； 滤波模块，与所述可变电容模块连接，过滤所述谐波信号中的低频信号； 信号放大模块，接收通过所述过滤模块过滤后的谐波信号进行放大及滤波处理； 负反馈模块，与所述信号放大模块连接，进行电路采样，获取幅度信息；并根据所述幅度信息调整所述信号放大模块的工作点； 采样信号产生模块，与信号放大模块连接，获取谐波信号进行耦合、整流以及滤波，形成直流信号，供MCU采样获取水位状态。 优选地，所述可变电容模块包括 电容，与水接触形成可变电容，在不同的水位状态产生不同的电容值，形成谐波信号。 优选地，所述滤波模块为RC并联电路。 优选地，所述信号放大模块进一步包括 —次放大单元，与所述滤波模块连接，接收过滤后的谐波信号进行一次放大并滤波； 二次放大单元，与所述一次放大单元连接，接收通过一次放大并滤波的谐波信号，进行二次放大并滤波。 优选地，所述二次放大单元还与所述滤波模块连接，形成滤波模块、一次放大单元以及二次放大单元三者之间的回路，对谐波信号进行反复放大。 优选地，所述负反馈模块进一步包括 取样电路，与所述信号放大模块连接，获取幅度信号； 反馈电路，与采样电路连接，接收幅度信号并反馈至信号放大模块进行工作点调整。 优选地，所述采样信号产生模块进一步包括 耦合单元，与所述信号放大模块连接，进行耦合处理； 整流单元，与所述耦合单元连接，进行整流处理； 滤波单元，与所述整流单元连接，过滤高频信号，形成直流信号，供MCU采样获取水位状态。 本专利技术还提出一种非接触式水位检测方法，包括步骤 根据水位状态产生电容值，形成谐波信号； 过滤所述谐波信号中的低频信号； 接收过滤后的谐波信号进行放大及滤波处理； 获取幅度信息，并根据所述幅度信息进行信号幅度调整； 获取谐波信号进行耦合、整流以及滤波，形成直流信号，供MCU采样获取水位状态。 优选地，所述根据水位状态产生电容值，形成谐波信号的步骤包括步骤 通过与水接触形成可变电容，在不同的水位状态产生不同的电容值，形成谐波信号。 优选地，所述接收过滤后的谐波信号进行放大及滤波处理的步骤进一步包括步骤 接收过滤后的谐波信号进行一次放大并滤波； 接收通过一次放大并滤波的谐波信号，进行二次放大并滤波。 本专利技术，利用电容变化体现水位变化，从而产生不同谐波信号，在经过处理后进行采样，从采样值中获得水位状态，可达到检测水位的目的。附图说明图1是本专利技术一实施例的非接触式水位检测装置的结构示意图2是本专利技术一实施例的非接触式水位检测装置的电路结构示意图3是本专利技术一实施例的非接触式水位检测装置信号放大模块的结构示意图4是本专利技术一实施例的非接触式水位检测装置负反馈模块的结构示意图5是本专利技术一实施例的非接触式水位检测装置采样信号产生模块的结构示意图6是本专利技术另一实施例的非接触式水位检测方法的步骤流程示意图7是本专利技术另一实施例的非接触式水位检测方法的步骤S22的流程示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施例方式本专利技术通过在检测电路中设置电容Cl(图未示出)与被测的水接触，该被测的水相当于一个一端接地，另一端与该电容C1串联的电容C2(图未示出)。电容C1与电容C2串联后的效果相当于一可变的电容Cx(参照图2)。当被测的水的水位状态变化，则该电容C2的值将变化；检测产生的谐波信号，进行处理后产生直流信号，供MCU(Micro ControlUnit，微控制单元)进行AD(Analog Digital,模拟/数字)采样，获取水位状态信息，判断水位状态，达到检测水位状态的目的。 参照图l，提出本专利技术一实施例的一种非接触式水位检测装置IO，可包括 可变电容模块ll，根据水位状态产生电容值，形成谐波信号； 滤波模块12，与上述可变电容模块11连接，过滤上述谐波信号中的低频信号； 信号放大模块13，接收通过上述过滤模块过滤后的谐波信号进行放大及滤波处理； 负反馈模块14，与上述信号放大模块13连接，进行电路采样，获取幅度信息；并根据上述幅度信息调整上述信号放大模块13的工作点； 采样信号产生模块15，与信号放大模块13连接，获取谐波信号进行耦合、整流以及滤波，形成直流信号，供MCU采样获取水位状态。 参照图2，在本实施例的一实施方式中，上述可变电容模块11可包括电容C1，与水接触形成可变电容C2，在不同的水位状态产生不同的电容值，形成谐波信号。电容C1与被测的水接触，该被测的水相当于一个一端接地、另一端与该电容Cl串联的电容C2，当被测的水的水位状态变化，则该电容C2的值将变化，使得串联的总电容(Cx)变化，而形成了相应变化的谐波信号。 上述滤波模块12可为RC并联电路；由电阻R12以及电容C7构成，接收上述谐波信号衰减掉其中的低频信号。 参照图3，在本实施例的另一实施方式中，上述信号放大模块13可进一步包括一次放大单元131以及二次放大单元132 ;该一次放大单元131，与上述滤波模块12连接，接收过滤后的谐波信号进行一次放大并滤波；该二次放大单元132，与上述一次放大单元131连接，接收通过一次放大并滤波的谐波信号，进行二次放大并滤波。 上述一次放大单元131可为三极管Q4，其可通过基极接收衰减后的信号，放大并过滤后传送至二次放大单元132。 上述二次放大单元132可为三极管Q3，接收上述三极管Q4传送的信号，进行再次放大并过滤后输出。 上述二次放大单元132 (Q3)还与上述滤波模块12连接，形成滤波模块12、一次放大单元131(Q4)以及二次放大单元132(Q3)三者之间的回路，对过滤掉低频信号后的谐波信号进行反复放大。 参照图4，在本实施例的另一实施方式中，上述负反馈模块14进一步包括取样电路141以及反馈电路142 ;该取样电路141，与上述信号放大模块13连接，获取幅度信号；该反馈电路142，与采样电路连接，接收幅度信号并反馈至信号放大模块13进行工作点调整，进行限幅。 上述取样电路141可包括电阻R13以及电阻R14，当信号幅度通过三极管Q3放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式水位检测装置，其特征在于，包括：可变电容模块，根据水位状态产生电容值，形成谐波信号；滤波模块，与所述可变电容模块连接，过滤所述谐波信号中的低频信号；信号放大模块，接收通过所述过滤模块过滤后的谐波信号进行放大及滤波处理；负反馈模块，与所述信号放大模块连接，进行电路采样，获取幅度信息；并根据所述幅度信息调整所述信号放大模块的工作点；采样信号产生模块，与信号放大模块连接，获取谐波信号进行耦合、整流以及滤波，形成直流信号，供ＭＣＵ采样获取水位状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙益红，皮林林，董晓勇，刘建伟，
申请(专利权)人：深圳和而泰智能控制股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]