交流电解式液位传感器制造技术

本实用新型专利技术公开一种交流电解式液位传感器，包括单片机、电极０和Ｘ个电极，还包括温度处理电路和Ｘ个液位处理电路，所述液位处理电路Ｘ包括电阻Ｒ１Ｘ、电阻Ｒ２Ｘ、二极管ＤＸ、光耦ＵＸ和电容ＣＸ，所述电阻Ｒ１Ｘ的一端与电极Ｘ相连，另一端分别与二极管ＤＸ的阳极和光耦ＵＸ的引脚Ｋ相连，所述二极管ＤＸ的阴极分别与光耦ＵＸ的引脚Ａ和交流电源相连，所述光耦ＵＸ的引脚Ｃ与单片机的Ｉ／Ｏ端口相连、引脚Ｅ接地，所述电阻Ｒ２Ｘ接在＋５Ｖ电源和光耦ＵＸ的引脚Ｃ之间，电容ＣＸ并接在光耦ＵＸ的引脚Ｃ和引脚Ｅ上；所述温度处理电路连接到单片机的Ｉ／Ｏ端口，电极０接地。本实用新型专利技术的传感器采用交流电检测，能保护电极材料不被腐蚀和结垢。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种交流电解式液位传感器，属于电子传感领域。
技术介绍
太阳能热水器在我国应用了很多年，因其节能、环保的特点，受很多消费者所喜 好。其中，太阳能热水器的水箱水量多少是使用一种液位传感器来检测实现的，但目前，该 液位传感器却制约着太阳能热水器的发展。太阳能热水器的液位传感器大约可以分为6 类(1)电阻式传感器，其通过电阻阻值的大小变化来判断水位的变化，缺陷精度和可靠 性易受水垢和水质影响；(2)触点式利用浮力来控制触点的闭合与断开来判断水位变化， 其缺陷容易受水中的杂质而影响正常工作；(3)电容式缺陷精度易受寄生电容影响；且 信号变送器必须安装在传感器端；(4)压力式缺陷容易受水温和水质的影响；(5)直流电 水位检测，存在结垢缺陷，且电极会被腐蚀；(6)计量式通过阻值、脉冲、频率、电容值、压 力等计算，其缺陷误差比较大，容易出错。
技术实现思路
本技术针对现有液位传感器存在结垢和电极腐蚀的缺陷，提供一种交流电解 式液位传感器。本技术可以通过采取以下技术方案予以实现一种交流电解式液位传感器，包括单片机、电极0和X个电极，还包括温度处理电 路和X个液位处理电路，所述液位处理电路X包括电阻Rix、电阻R2X、二极管DX、光耦UX和 电容CX，所述电阻RlX的一端与电极X相连，另一端分别与二极管DX的阳极和光耦UX的引 脚K相连，所述二极管DX的阴极分别与光耦UX的引脚A和交流电源相连，所述光耦UX的 引脚C与单片机的I/O端口相连、引脚E接地，所述电阻R2X接在+5V电源和光耦UX的引 脚C之间，电容CX并接在光耦UX的引脚C和引脚E上，所述温度处理电路连接到单片机的 I/O端口，电极0接地，其中，X为自然数。本技术所述温度处理电路包括热敏电阻R9、电阻RlO和电容C0，所述热敏电 阻R9并接电容CO后一端与单片机的I/O端口相连，另一端接地，电阻RlO的一端与+5V电 源相连，另一端接在热敏电阻R9与电容CO之间；所述电极X内设置有感温块，用于探测液 体温度。与现有技术相比较，本技术具有以下优点本技术的传感器采用交流电 进行检测，使电极在通电情况下的氧化还原反应达到动态平衡从而有效保护了电极材料不 被腐蚀和结垢，延长了太阳能热水器的使用寿命，进一步提高太阳能的实用效果；同时，液 位处理电路采用光耦的光电三极管进行信号的放大处理，外加电容进行低通滤波输出标准 的TTL信息，使得交流电源与单片机的直流电源有效的隔离，防止产生干扰，使得电路工作 更稳定。本技术结构简单，适应性广。附图说明图1是本技术的交流电解式液位传感器的结构示意图。图2是本技术的交流电解式液位传感器的探头结构。图3是本技术的交流电解式液位传感器的控制流程图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细描述。实施例1如图1所示，本技术的交流电解式液位传感器包括单片机、电极0和X个电 极，还包括温度处理电路和X个液位处理电路，所述液位处理电路X包括电阻Rix、电阻 R2X、二极管DX、光耦UX和电容CX，所述电阻RlX的一端与电极X相连，另一端分别与二极 管DX的阳极和光耦UX的引脚K相连，所述二极管DX的阴极分别与光耦UX的引脚A和交 流电源相连，所述光耦UX的引脚C与单片机的I/O端口相连、引脚E接地，所述电阻R2X接 在+5V电源和光耦UX的引脚C之间，电容CX并接在光耦UX的引脚C和引脚E上，所述温度 处理电路连接到单片机的I/O端口，电极0接地，其中，X为自然数。本实施例中，所述电极 有5个，相对应的液位处理电路是4个，用户可以根据需要增减电极及与其相对应的液位处 理电路的个数；所述单片机可以采用C51、AVR、PIC等系列单片机，光耦可以采用TLP521-1 等型号，感温块可以采用WRET-001等热电阻感温元件。如图2所示，本技术的传感器由电极0、电极1、电极2、电极3、电极4与底座 5—体注塑而成，各电极都相互不接触，以免短路，其中电极0内腔中装有感温块9。传感器 五个电极呈“L”型，使传感器底座5和外壳6不受水箱内高温，潮湿等恶劣环境的侵蚀，传 感器外壳6与底座5相互拧紧，出线口 7与传感器外壳6也拧紧，信号线8从外壳6底部引 出与电路板相连。本技术所述温度处理电路包括热敏电阻R9、电阻RlO和电容⑶，所述热敏电 阻R9并接电容CO后一端与单片机的I/O端口相连，另一端接地，电阻RlO的一端与+5V电 源相连，另一端接在热敏电阻R9与电容CO之间；所述电极X内设置有感温块，用于探测液 体温度。如图3所示，本技术的控制过程如下当系统开始运行时，单片机读取传感器 I/O端口的信息，当传感器的信号没有改变时，单片机上的计时器会进行时间累加，当其数 值超过500时，单片机根据传感器的信号计算出液位值；当传感器的信号改变时，单片机会 返回重新读取传感器I/O端口的信息；当计时器的数值没超过500时，单片机会返回开始状 态。本技术主要是使用50Hz交流电压进行检测，当电极通过正半周电压时，发生 氧化反应；当电极通过负半周电压时，发生还原反应。使之在整个周期内析出的金属离子又 不断地还原，达到一种动态平衡，从而有效保护了电极材料不被腐蚀和结垢；液位处理电路 采用光耦的光电三极管进行信号的放大处理，同时，该液位处理电路省去传统的模数转换 器ADC，直接输出数字信号，每一路的液位信号处理电路都将传输来的液位信息直接转换为 TTL数字信号，使得交流电源与单片机的直流电源有效的隔离，防止产生干扰，使得电路工 作更稳定。权利要求一种交流电解式液位传感器，包括单片机、电极(0)和X个电极，其特征在于还包括温度处理电路和X个液位处理电路，所述液位处理电路X包括电阻R1X、电阻R2X、二极管DX、光耦UX和电容CX，所述电阻R1X的一端与电极X相连，另一端分别与二极管DX的阳极和光耦UX的引脚K相连，所述二极管DX的阴极分别与光耦UX的引脚A和交流电源相连，所述光耦UX的引脚C与单片机的I/O端口相连、引脚E接地，所述电阻R2X接在+5V电源和光耦UX的引脚C之间，电容CX并接在光耦UX的引脚C和引脚E上，所述温度处理电路连接到单片机的I/O端口，电极(0)接地，其中，X为自然数。2.根据权利要求1所述的交流电解式液位传感器，其特征在于所述温度处理电路包括 热敏电阻R9、电阻RlO和电容C0，所述热敏电阻R9并接电容CO后一端与单片机的I/O端 口相连，另一端接地，电阻RlO的一端与+5V电源相连，另一端接在热敏电阻R9与电容CO 之间。3.根据权利要求2所述的交流电解式液位传感器，其特征在于所述电极X内设置有感 温块。专利摘要本技术公开一种交流电解式液位传感器，包括单片机、电极0和X个电极，还包括温度处理电路和X个液位处理电路，所述液位处理电路X包括电阻R1X、电阻R2X、二极管DX、光耦UX和电容CX，所述电阻R1X的一端与电极X相连，另一端分别与二极管DX的阳极和光耦UX的引脚K相连，所述二极管DX的阴极分别与光耦UX的引脚A和交流电源相连，所述光耦UX的引脚C与单片机的I/O端口相连、引脚E接地，所述电阻R2X接在+5V电源和光耦UX的引脚C之间，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流电解式液位传感器，包括单片机、电极（０）和Ｘ个电极，其特征在于还包括温度处理电路和Ｘ个液位处理电路，所述液位处理电路Ｘ包括电阻Ｒ１Ｘ、电阻Ｒ２Ｘ、二极管ＤＸ、光耦ＵＸ和电容ＣＸ，所述电阻Ｒ１Ｘ的一端与电极Ｘ相连，另一端分别与二极管ＤＸ的阳极和光耦ＵＸ的引脚Ｋ相连，所述二极管ＤＸ的阴极分别与光耦ＵＸ的引脚Ａ和交流电源相连，所述光耦ＵＸ的引脚Ｃ与单片机的Ｉ／Ｏ端口相连、引脚Ｅ接地，所述电阻Ｒ２Ｘ接在＋５Ｖ电源和光耦ＵＸ的引脚Ｃ之间，电容ＣＸ并接在光耦ＵＸ的引脚Ｃ和引脚Ｅ上，所述温度处理电路连接到单片机的Ｉ／Ｏ端口，电极（０）接地，其中，Ｘ为自然数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈业斌，郑际林，张科，
申请(专利权)人：陈业斌，
类型：实用新型
国别省市：81