[发明专利]一种非接触式液位检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式液位检测装置，用以解决智能尿便处理装置中的尿便处理腔体内部冲洗水液位的检测问题。

背景技术

现有技术中，智能尿便处理装置中的尿便处理腔体内部冲洗水液位的检测方法是用一对导电不锈钢螺钉作为电极，将这对电极安装在腔体内适当的位置，然后用导线将这对电极连接至控制器。当液位高度不足时，电极回路断开。当液位达到电极安装位置时，电极回路导通。这样控制器就可以根据电极回路的通断来判断液位是否达到指定的高度。

上述方法存在以下缺点：首先，冲洗水可能飞溅到导电电极上从而产生误导通，影响液位检测的稳定性。其次，由于冲洗水中混有大便和尿液等具有盐分和腐蚀性的物质，在长期使用过程中导电电极势必生锈，影响导电性能，还可能因为生锈导致电极安装孔水泄露。另外，此方法由于导电电极安装外露，容易给使用者造成心理负担，不够美观。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺点，提供一种非接触式液位检测装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：在智能尿便处理装置的尿便处理腔体的出水口管道的正对侧的适当高度位置安装非接触电容式液位传感器。当尿便处理腔体的冲洗水液面位置到达非接触电容式液位传感器的中心线位置时，非接触电容式液位传感器的指示灯点亮，表明冲洗水液位已经达到警戒线位置。

本发明包括冲洗水液位检测部分和单片机控制部分，其结构由智能尿便处理装置的尿便处理腔体、出水口管道、非接触电容式液位传感器、非接触电容式液位传感器与单片机的连接线路、进水管道、单片机控制部分组成；非接触电容式液位传感器与进水出口管道安装于尿便处理腔体的一侧，另一侧下部安装出水管道，液位传感器通过连线与单片机控制部分接连。

非接触电容式液位传感器包括：输出插座、指示灯、基准调校孔、输出插座包括：5V工作电源端VCC 、传感器信号输出端、接地端GND。当被检测液面超过非接触电容式液位传感器面积的一半时，指示灯点亮，传感器信号输出端输出低电平。基准调校孔用于调整非接触电容式液位传感器的灵敏度，即调整被检测液面的所占非接触电容式液位传感器面积的比值。

非接触电容式液位传感器的5V工作电源端VCC 、传感器信号输出端、接地端GND 三根线连接至单片机控制部分中的传感器连接插座P2，其中非接触电容式液位传感器的5V工作电源端VCC 1连接至传感器连接插座P2的1脚，非接触电容式液位传感器的传感器信号输出端连接至传感器连接插座P2的2脚，非接触电容式液位传感器的接地端GND 连接至传感器连接插座P2的3脚。

单片机控制部分包括：单片机U1、传感器连接插座P2、信号上拉电路R3、R4、传感器信号输入管脚PD0、单片机U1晶振电路Y1、C29、C30，单片机U1电源滤波电路C27、C28、电源VCC_5V和接地，单片机控制部分的上拉电路R3，R4是用来保证来自传感器输入信号至单片机U1的PD0输入管脚的稳定性。单片机U1采用ATmega128-16AC,由Y1，C29，C30连接成的电路为单片机U1提供系统时钟，由C27，C28连接成的电路为单片机U1的工作电源提供滤波，防止外界干扰而导致工作电源不稳定。

单片机U1首先完成初始化，其主要目的是完成输入输出管脚、中断定时器的配置，设置为低电平触发中断。当冲洗水液面位置到达非接触电容式液位传感器的中心线位置时，传感器信号输出端输出低电平，单片机控制部分的插座P2的2脚也为低电平，经过上拉电路R3，R4后输入到单片机U1的PD0脚，此时PD0脚为低电平，由于PD0脚为单片机U1的INT0，在初始化时设置了低电平触发中断，所以单片机U1触发中断，判断冲洗水液面位置到达警戒线位置。此时触发中断服务子程序，关断进水管道前端的电磁阀，并开启气泵将尿便处理腔体内的水强制从出水口管道排出，避免冲洗水溢出到床上。当冲洗水液面位置未到达警戒线位置时，PD0脚为高电平，单片机U1的INT0不被触发，系统循环继续检测。

本发明的有益效果：

采用非接触电容式液位传感器作为前段位置信号的采集，由于该传感器采用纯电子电路式结构，非机械工作方式，性能稳定寿命耐久，高稳定，高敏感度，抗干扰性好，不受外界电磁干扰，适合复杂环境使用，所以该装置可以克服现有技术中容易受外界干扰的不足，为物体相对位置的检测提供较好的稳定性和可靠性。

由于采用了非接触式的液位检测的方式，所以不会出现冲洗水飞溅到导电电极上产生误导通的现象，提高了液位检测电路的可靠性。