[发明专利]一种水位检测装置

说明书

本发明提供一种水位检测装置，包括：数字式电容传感器FDC2214，所述数字式电容传感器FDC2214包括4个通道0‑3，其中，通道0用于检测当前空气环境下的电容值C_RE，通道1用于检测插入液体中的单面覆铜板上的电容值C_L，通道2用于检测被测量液体的电容值C_RL；所述数字式电容传感器FDC2214通过IIC接口与微处理器STM32连接，用于对测量得到的电容值进行计算，最终得到被检测的水位信息。本发明方法能够快速检测水位变化，精度可达1毫米。

技术领域

本发明涉及测量水位技术领域，尤其涉及一种水位检测装置。

背景技术

水位检测在水资源保护，灾情预报等方面有重要意义。目前的检测技术有： 通过对视频图像进行去噪声，提取边界，分段计算水位。或者根据标准双色水 尺的样式设计模板图像，设置阈值，对图像信息进行二值化，最终在二值图像 的水平投影曲线中检测水位线。或者通过改进各向异性扩散滤波(IADF)算法,对 水位采集图像信息进行智能读取。

然而，以上方法多数是基于图形图像处理和模式识别技术，需处理大量数 据，算法复杂度较高，识别率较低、成本较高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种精确、能够快 速检测水位变化的水位检测装置。

一种水位检测装置，包括：数字式电容传感器FDC2214，所述数字式电 容传感器FDC2214包括4个通道0-3，其中，通道0用于检测当前空气环境 下的电容值C_RE，通道1用于检测插入液体中的单面覆铜板上的电容值C_L， 通道2用于检测被测量液体的电容值C_RL；所述数字式电容传感器FDC2214 通过IIC接口与微处理器STM32连接，用于对测量得到的电容值进行计算， 最终得到被检测的水位信息L；

其中，C_L(0)为水位高度为0时FDC2214通道1测量的电容值。

进一步地，如上所述的水位检测装置，所述水位信息L，得到水位高度 x与测试水位信息L之间具有以下关系式：

L＝6534-6.301x。

进一步地，如上所述的水位检测装置，在所述数字式电容传感器 FDC2214上还外接有一个40MHz的有源晶振。

进一步地，如上所述的水位检测装置，在所述通道0-2上连接有LC振 荡电路。

进一步地，如上所述的水位检测装置，每个通道包括电感L、电容C、 感知板、感知板；

所述感知板、感知板与电感L、电容C串联后构成所述LC振荡电路与 数字式电容传感器FDC2214的输入脚、输出脚分别连接；所述感知板、感知 板之间的连接点接地。

进一步地，如上所述的水位检测装置，所述每个通道得到的28位二进制 数的数字DATA通过以下公式得到：

公式(2)中，c_x1为感知板(1)测量的达到的电容；c_x2为感知板(1)测 量的达到的电容；c_x为c_x1和c_x2串联后的等效电容；

公式(3)中，f_r为参考频率，f_clk为FDC2214的输入频率，是40MHz；ch0_sel 通过软件设置FDC2214内部寄存器0x14实现，实现对f_clk的分频，测试时， 设置为二分频；