[实用新型]一种电容式液位检测电路

说明书

本实用新型了公开了一种电容式液位检测电路，由特形液位感应电极和自容检测模块构成；特形液位感应电极由N块子感应电极拼接而成(N为大于等于2的整数),拼接得到的特形液位感应电极形状包括但不限于类长方形、类平行四边形和类梯形；子感应电极形状包括但不限于三角形和梯形，N个子感应电极分别接入自容检测模块的N个检测通道；自容检测模块能将其检测端口上的电容值大小转换为其内部计数值；通过特定的算法，由自容检测模块的内部计数值，可得待测液位值；本实用新型可以在使用较少的感应电极和自容检测模块资源的情况下，实时测量和输出连续精确的液位数据。

技术领域

本实用新型涉及电容式液位检测技术领域，特别涉及一种电容式液位检测电路。

背景技术

目前，液位检测电路在家电、智能家居、工业控制等领域得到广泛的应用。现有的技术是通过将电容感应电极贴在容器外壁，通过感应电极上的寄生电容变化来感知是否有液体没过感应电极。每个感应电极对应一个电平输出，如果感应到液体没过电极某个位置，输出端口会输出一个有效电平。这种方式只能检测某个或某几个电容感应电极所在位置是否有液体没过，不能精准连续的检测液位变化情况。如需精确连续测量液位变化，现有技术需要设置大量电容感应电极和占用大量自容检测模块检测通道，成本极高。

实用新型内容

为克服现有的电容式液位检测技术缺陷和降低成本。本实用新型提出一种在使用较少的电容感应电极、自容检测模块检测通道和计算资源的情况下，对液位进行精准连续检测的技术方案。

本实用新型提出了一种电容式液位检测电路，由特形液位感应电极和自容检测模块构成检测电路；通过特定的算法，在待测液体液面处于特形液位感应电极的高度范围中时，实时测量和输出连续精确的液位数据。

电容式液位检测电路中的特形液位感应电极，是由N块子感应电极拼接而成(N为大于等于2的整数),中间留有一定缝隙；拼接后的特形液位感应电极形状包括但不限于类长方形、类平行四边形和类梯形；子感应电极形状包括但不限于三角形和梯形，N个子感应电极分别接入自容检测模块的N个检测通道。将特形液位感应电极置于待检测液体的容器壁，其高度覆盖液面的预计变化高度。

电容式液位检测电路中的自容检测模块，具有N个检测通道，分别连接特形液位感应电极的N个子感应电极。自容检测模块能将其检测通道上的电容值大小转换为其内部计数值，由计数值大小来反应电容值大小。

本实用新型公开本电容式液位检测电路液位计算方法为：

当特形液位感应电极由2块直角三角形子感应电极斜边相邻拼接成类长方形时，在液位变化时，自容检测模块的2个检测通道测得的计数值变化量为ΔN1、ΔN2，ΔN1/(ΔN1+ ΔN2)比值只与待测液位变化有关，而与容器水平截面面积、容器壁情况、液体情况等无关；并且在理想状态下，液位高度H＝H_init+2*ΔN1*H_total/(ΔN1+ΔN2)，其中，H_total为特形液位感应电极总高度，H_init为特形液位感应电极底边高度。

在非理想状态的实际应用中，可以使用更简单的实施方法。可以在液位变化时，预先测量和记录自容检测模块在不同液位时包括但不限于ΔN1/(ΔN1+ΔN2)的值或者ΔN1/ΔN2 的值，测量和记录这些比值其中之一，将这个比值与液位值一一对应建立表格。实测过程中，通过反查这个表格，就可以通过实际测量得到的计数差值ΔN1、ΔN2，查到从而获得精确的液位值。