[发明专利]一种液面检测系统及方法

说明书

本发明提供了一种液面检测系统，包括液面探测针以及对应的检测电路，所述检测电路通过读取液面探测针的针尖液面的电容变化所对应的电压变化确定是否检测到液面。为了实现上述目的，本发明还提供了一种液面检测方法。本发明通过检测电路读取电容的偏差所对应产生的电压变化，通过电压变化确定是否检测到液面，有效防止液面出现持续抖动或者不稳定时而导致检测失误，从而提高了液面检测的准确性。

技术领域

本发明涉及液面探测技术领域，特别涉及一种液面检测系统及方法。

背景技术

液面探测针的内外壁采用的是非直接连接方式，中间有空气作为介质，形成一个容值范围在30pf-60pf内的电容，正常国内生产厂家的精度可以保证在±10pf以内。上述现有技术中，电路设计的方案是以检测探测针针尖的电容为方向，由于液面探测针的电容容值非常小，因此，对于精度要求较高，检测结果会存在不确定性，检测结果难以保证准确性。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提出一种液面检测系统及方法，通过检测出电容的偏差所对应产生的电压变化，通过电压变化确定是否检测到液面，从而提高了液面检测的准确性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种液面检测系统，包括液面探测针以及对应的检测电路，所述检测电路通过读取液面探测针的针尖液面的电容变化所对应的电压变化确定是否检测到液面。

进一步的，所述检测电路设有时钟电路用于提供基本的时钟源。

进一步的，所述检测电路设有压控锁相环检测电路以及数字电位器，所述压控锁相环检测电路通过数字电位器改变压控锁相环检测电路的输出中心频率值从而输出压控电压值。

进一步的，所述检测电路设有输出控制电路，所述输出控制电路通过低通滤波器、反馈控制电压、高通滤波器、运算放大电路实现激励放大从而实现电压值变化转换为电容变化检测。

进一步的，所述检测电路的检测间隔设定为0.5-2秒用于提高检测精度。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种液面检测方法，包括以下步骤：

S1、初次装上液面检测板，单片机通过调整数字电位器，使得内部VCO的输出频率和外部晶振提供的时钟源处于锁相状态；

S2、当针尖触碰到液面后，产生电容变化，此时，内部VCO的输出频率变化，导致锁相失衡，PC2out端口出现电压跳变；

S3、经过带通滤波器、电压跟随器，该跳变电压值可以用单片机读取，从而判断针尖是否检测到了液面。

进一步的，所述液面检测板装配完毕时，在仪器出厂时将试剂瓶灌入3ml的水，将试剂针运行至液面处并记录试剂针步进电机所走过的步数为零值，在仪器使用时试剂针会向下运行，当试剂针电容信号发生跳变，则将停止运行并记录试剂针步进电机所走过的步数与零值步数相比较得出当前试剂瓶内的量。

进一步的，所述试剂针包含试剂针内芯、试剂针挡片、弹簧挡片和热缩套管，试剂针内芯与试剂针挡片套入热缩套管进行绝缘，试剂针挡片连接地信号，试剂针内芯与液面接触产生电容信号，试剂针表面采用特氟龙涂层。

有益效果：本发明通过检测电路读取电容的偏差所对应产生的电压变化，通过电压变化确定是否检测到液面，有效防止液面出现持续抖动或者不稳定时而导致检测失误，从而提高了液面检测的准确性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的液面检测系统的时钟电路；

图2为本发明实施例所述的液面检测系统的压控锁相环检测电路；