[发明专利]一种探测不同深度介质的方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种探测不同深度介质的方法及电路。

背景技术

介质探测器，作为一种产品，早已经上市很多年。其核心部件是由平行板电容器（参考美国专利：US4099118）构成的探测传感器。当平行板电容器之间的电介质发生变化时，平行板电容器的容值会发生变化，可以根据这个变化可以判断介质的存在情况。现有技术方法都是采用频率固定的探测信号施加到传感器上，当探测深度比较深时，传感器穿透能力变弱，信号非常微弱，后级需要增加运算放大器进行放大。本专利技术，不需要增加运算放大器即可以实现不同深度介质的探测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种探测不同深度介质的方法及电路，实现了不需要增加运算放大器即可以实现不同深度介质的探测。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种探测不同深度介质的方法，包括如下步骤，

S01：提供一传感器，该传感器由一组PCB铜箔构成，即由一大片铜箔和两小片铜箔构成，其中，大片铜箔作为大极板，小片铜箔作为小极板；

S02：提供一可随着探测深度的变化而能够改变探测频率的深度探测信号Ftest，施加至所述步骤S01中传感器的大、小极板上，使得大、小极板形成电磁场；

S03：提供一作用于大极板的自校准信号Fcal，以调整大、小极板的相位差，从而提高探测灵敏度；

S04：对经深度探测信号Ftest驱动后的大、小极板输出的信号进行整形及相位比较，并对相位比较后的信号进行滤波后输出的信号进行处理，从而判断当前探测深度下的介质情况。

在本发明一实施例中，所述大、小极板分别连接有第一、第二电阻，以形成第一、第二RC电路。

在本发明一实施例中，所述自校准信号Fcal作用于大极板前还需经过一二阶RC滤波电路进行滤波处理。

在本发明一实施例中，所述自校准信号Fcal为由一PWM校准电路产生的频率固定占空比变化的PWM信号，通过改变PWM信号的占空比即可改变大、小极板的相位差。

在本发明一实施例中，所述步骤S04中对相位比较后的信号进行滤波后输出的信号进行处理是通过MCU或者模拟比较器对该信号进行处理。

本发明还提供了一种探测不同深度介质的电路，包括MCU、传感器、电位器、第一至第三电阻、信号整形及相位比较电路、滤波电路、第一至第二二阶RC滤波电路；

所述传感器由一组PCB铜箔构成，即由一大片铜箔和两小片铜箔构成，其中，大片铜箔作为大极板，小片铜箔作为小极板；所述传感器的大、小极板分别与第一、第二电阻构成第一、第二RC电路；

所述MCU输出一可随着探测深度的变化而能够改变探测频率的深度探测信号Ftest，深度探测信号Ftest经所述电位器至所述第一、第二RC电路的输入端；所述MCU还输出一用于调整所述大、小极板相位差的自校准信号Fcal，并经第一二阶RC滤波电路、第三电阻至大极板；

所述第一、第二RC电路产生的RC信号经所述信号整形及相位比较电路、滤波电路反馈至所述MCU，经MCU处理后，判断当前探测深度下的介质情况。

在本发明一实施例中，所述信号整形及相位比较电路包括第一、第二与非门，所述第一与非门的第一输入端与大极板连接，第一与非门的第二输入端与第二与非门的输出端连接，并作为所述信号整形及相位比较电路的输出端，第一与非门的输出端与第二与非门的第二输入端连接，第二与非门的第一输入端与小极板连接。

在本发明一实施例中，所述滤波电路为第三与非门。

在本发明一实施例中，所述自校准信号Fcal为由MCU产生的频率固定占空比变化的PWM信号，通过改变PWM信号的占空比即可改变大、小极板的相位差。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明探测电路相比较传统电路，省去了运算放大器等模拟器件，电路非常简洁且完全数字化；前期只要参数调整好，大批量生产一致性非常好；

2、配合MCU软件，可以实现更灵活的功能。

附图说明

图1为本发明电路的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

本发明一种探测不同深度介质的方法，包括如下步骤，

S01：提供一传感器，该传感器由一组PCB铜箔构成，即由一大片铜箔和两小片铜箔构成，其中，大片铜箔作为大极板，小片铜箔作为小极板；