[发明专利]基于晶振法的电容液面探测系统

权利要求书

1.一种基于晶振法的电容液面探测系统，其特征在于，包括信号发生电路、前端电路、后端信号处理电路以及连接在所述前端电路和所述后端信号处理电路之间的去耦电路，所述去耦电路包括同相放大器U5B，所述同相放大器U5B的同相输入端连接所述前端电路的液面探测信号输出端，所述同相放大器U5B的反相输入端连接其输出端，所述同相放大器U5B的输出端连接所述后端信号处理电路的信号输入端。

2.根据权利要求1所述的基于晶振法的电容液面探测系统，其特征在于，所述前端电路包括探针电容分压电路、选频电路和整流滤波电路，所述信号发生电路产生固定频率的方波或正弦波信号以驱动所述探针电容分压电路，所述探针电容分压电路由探针寄生电容、分压电容C1和分压电容C8组成，所述分压电容C1的一端作为所述探针电容分压电路的信号输入端连接所述信号发生电路的信号输出端，另一端连接所述分压电容C8，所述分压电容C8的另一端通过磁珠FB7连接探针；

所述选频电路对所述分压电容C1和所述分压电容C8分压得到的信号进行带通滤波后输出与所述信号发生电路同频率的正弦波；

所述整流滤波电路对所述选频电路输出的正弦波作峰值检测得到正弦波的峰值信号后输出给所述后端信号处理电路；

所述后端信号处理电路将接收到的所述峰值信号转换为脉冲信号输出给微处理器，所述微处理器根据所述脉冲信号识别探针是否探测到液面。

3.根据权利要求1或2所述的基于晶振法的电容液面探测系统，其特征在于，所述信号发生电路包括有源晶振X2、电阻R2、施密特触发器U5、电容C37、电阻R15和电容C7，所述有源晶振X2的VCC输入端通过磁珠FB4连接3.3V工作电压，所述有源晶振X2的GND接地端接地，OUT输出端串接所述电阻R2后连接所述施密特触发器U5的管脚2；所述施密特触发器U5的管脚3接地，管脚4连接所述电阻R15的一端，所述电阻R15的另一端连接所述电容C7后接地并作为所述信号发生电路的输出端，所述施密特触发器U5的管脚5连接3.3V工作电压并连接所述电容C37后接地。

4.根据权利要求1或2所述的基于晶振法的电容液面探测系统，其特征在于，所述信号发生电路包括有源晶振X2、电阻R2、R5、R15、R16、电容C11、C7、C39、运算放大器U5A，所述有源晶振X2的VCC输入端通过磁珠FB4连接3.3V工作电压，所述有源晶振X2的GND接地端接地，OUT输出端依序串接所述电阻R2和所述电阻R5后连接在所述运算放大器U5A的同相输入端；所述电阻R15的一端连接所述运算放大器U5A的反相输入端，另一端接地；所述电容C7的一端连接所述运算放大器U5A的同相输入端，另一端接地；所述电容C11的一端连接在所述电阻R2和所述电阻R5的相交点A处，另一端连接所述运算放大器U5A的输出端；所述电阻R16的一端连接所述运算放大器U5A的反相输入端，另一端连接所述运算放大器U5A的输出端；所述电容C39的并接在所述电阻R16的两端。

5.根据权利要求1或2所述的基于晶振法的电容液面探测系统，其特征在于，所述信号发生电路包括MCU微处理器、无源晶振X、负载电容CL1、CL2和同相放大器Ux，所述MCU微处理器与所述无源晶振X、所述负载电容CL1、CL2组成振荡电路，通电后所述振荡电路起振并输出正弦波，所述振荡电路输出的正弦波通过所述同相放大器Ux作信号放大后驱动所述探针电容分压电路工作。

6.根据权利要求5所述的基于晶振法的电容液面探测系统，其特征在于，所述MCU微处理器外接5V工作电压，所述MCU微处理器的型号为ATSAMC21E18A。

7.根据权利要求2所述的基于晶振法的电容液面探测系统，其特征在于，所述选频电路为一晶振X3，所述晶振X3的一端连接在所述分压电容C1和所述分压电容C8的相交点B上，另一端作为所述选频电路的信号输出端连接所述整流滤波电路的信号输入端。