[发明专利]一种三线串联式电子水尺电路

说明书

本发明公开了一种三线串联式电子水尺电路，电路由等间距串联排列的多级水位检测子电路级联、分压电路、微处理器等组成。水位检测子电路由PMOS管、电阻、检测电极和公共极组成。利用水体是否接触检测电极来决定PMOS管的导通与截止，进而确定是否给检测信号传递提供一条低阻抗路径，经过多级串联传递，最后微处理器MCU使用AD进行模数转换得到电压值并与参考电压进行比较，得到水位信息。本发明的三线制取代以往的四线制，模拟信号取代数字信号，具有超低功耗、供电电压范围广、工作温度范围广、重量轻、尺寸小、响应速度快、抗扰强、防腐性强等特点，通过软灌胶做防水处理可以达到IP68，进一步加工成柔性电子水尺。

技术领域

本发明涉及水位测量技术领域，尤其涉及一种三线串联式电子水尺电路。

背景技术

电子水尺(电极式水位传感器)是一种水位测量传感器，利用水的导电性，通过等间距串联排列的信号检测电极来采集水深信息，采集电路的信号检测电极可根据电位高低来判断电极是否接触水体。根据没入水中电极的数量多少来判断水深。市面上的电子水尺多由电路板、公共极、检测电极、环氧树脂、金属外壳等组成，其中公共极连接金属外壳，检测电极与PCB电路板连接，公共极和检测电极裸露，以便与水良好接触。

电子水尺一般采用数字逻辑芯片、电阻、电容等元器件组成，芯片功耗为数百微安级，成本低，表贴面积大(属于集成电路)，易于集成在PCB板上，与电压比较器一样，也属于一种低功耗遇水监测电路，具体如下：

(1)遥测电子水尺，发明专利，公开(公告)号为CN201520716037.4：电路部分包含数字逻辑电路板、无线传输模块、充电电池以及稳压电路板，以及数字逻辑电路板电气连接的探针(电极)。

(2)一种新型电子水尺，发明专利，公开(公告)号为CN201721276232.5：传感测量体利用机械方法定位感应水位变化，经模数转换模块进行数字编码处理，实现数字化分度、数字化采样、数字化传输，将模拟信号转换成数字信号后传送至中央控制器。

(3)一体化多段检索式智能电子水尺，发明专利，公开(公告)号为CN201520468625.0：数据采集单元传感采集模块包含多个触点(电极)，触点包含触点供电模块、触点电平高低采集模块、信号回传模块。

由于上述方案采用数字逻辑芯片：需要较为复杂的时序电路和微处理器(MCU)多个接口引脚，检测电极级联级数过多会降低水位采集速度，降低抗干扰性能，难以适应数据更新频率高的场合，需要研制一种新型电子水尺，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种三线串联式电子水尺电路，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供了一种三线串联式电子水尺电路，包括等间距串联排列的水位检测子电路级联、分压电路、微处理器组成；所述水位检测子电路级联的第一级水位检测子电路由PMOS管M1，电阻S1、R1、R2，检测电极X1和公共极G1组成，所述检测电极X1同时连接电阻R1和R2一脚，R1另一脚连接PMOS管源极(S极)同时连接电源V0，R2另一脚连接PMOS管栅极(G极)，PMOS管漏极(D极)为水位检测信号V1，限流电阻S1连接PMOS管源极和漏极；所述第一级水位检测子电路的后续各级水位检测子电路与第一级水位检测子电路结构相同。当第一级水位检测子电路检测电极X1未接触到水时，M1管截止，V0经过S1变成水位检测信号V1(有衰减)；反之X1接触到水时，M1管导通，V0经过M1管变成水位检测信号V1(几乎无衰减)；......其它级水位检测子电路依此类推。

优选的，所述各级水位检测子电路的前一级PMOS管的漏极连接后一级的源极。

优选的，所述水位检测子电路级联的末级水位检测子电路的水位检测信号Vn为分压电路提供电源，且分压电路的分压处连接微处理器。

优选的，所述微处理器集成AD转换电路。