[发明专利]一种液位检测系统及方法

说明书

本发明涉及液体检测技术领域，具体涉及一种液位检测系统及方法；本发明的运算放大器的2管脚外接金属片，所述金属片置入盛有液体的容器，包括反相器，所述反相器2管脚接上拉电阻，并通过电容与所述运算放大器5管脚相连输出直流脉冲信号，包括由R1、R2、R3和R4构成的RC振荡电路；当液面高于金属片时，所述RC振荡电路得到正弦波接入比较器后输出直流脉冲信号，并将所述直流脉冲输入FPGA中，所述FPGA根据算法认定为液面达到或高于金属片所在位置；本发明用简单的电路就实现了液位检测的功能，算法实现简单，只需要测得输出是否有直流脉冲；精确度高，受环境影响小，无任何机械结构，不易损坏，寿命长，可移植性好。

技术领域

本发明涉及液体检测技术领域，具体涉及一种液位检测系统及方法。

背景技术

对于当前液位检测，大多数使用的是浮球检测，浮球式水位传感器是一种古老的检测的仪器，因使用简单，价格便宜，所以受大众欢迎，使用范围广泛。广泛应用于化工、石油、家电、轻工业和污水处理等行业。浮球检测水位精度较低，不能满足高精度的仪器上，比如医疗器械等。常见的应用有水塘检测水位等，相对精度要求低，安装、计算简便。浮球式水位是靠液体的浮力推动带磁铁的浮子上下运动，从而发布信号的。其机械结构，会影响产品寿命。若是在使用在黏稠的液体中，可能导致浮子卡死无法检测。例如在检测墨水的高度时，由于液体比较粘稠，容易出现卡死这种现象。

目前市面上液位检测装置主要有浮球式，其价格便宜，但寿命较短，精确度不高。目前也有一些电容式液位检测装置，但它们普遍存在输出非线性；寄生电容、分布电容的灵敏度、测量精确度易受影响。因此本申请公开一种系统及方法予以解决。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种液位检测系统及方法，用于解决目前市面上液位检测装置主要有浮球式，其价格便宜，但寿命较短，精确度不高。目前也有一些电容式液位检测装置，但它们普遍存在输出非线性；寄生电容、分布电容的灵敏度、测量精确度易受影响的问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种液位检测系统，包括运算放大器，所述运算放大器的2管脚外接金属片，所述金属片置入盛有液体的容器，包括反相器，所述反相器2管脚接上拉电阻，并通过电容与所述运算放大器5管脚相连输出直流脉冲信号，包括由R1、R2、R3和R4构成的RC振荡电路；当液面高于金属片时，所述RC振荡电路得到正弦波接入比较器后输出直流脉冲信号，并将所述直流脉冲输入FPGA中，所述FPGA根据算法认定为液面达到或高于金属片所在位置。

更进一步的，所述RC振荡电路的振荡频率为：

，

更进一步的，当液体漫过所述金属片时，电阻R1并联的电容高于实际C1电容标注的容值，测量出R1两端的电容值，其等于C1实际电容值，根据公式计算谐振频率。

更进一步的，当液体低于金属片时，电阻R1两端并联的电容容值等于C1的容值，根据公式计算谐振频率。

更进一步的，当液面低于金属片时，无法得到正弦波，低电平输入比较器，经上拉电阻R7，输出高电平，此时FGPA或主机接收到恒为高电平的信号时，认定液面未达到该位置。

一种液位检测方法，所述检测方法使用上述的液位检测系统，所述检测方法包括以下步骤：

S1通过FPGA输入固定的脉冲信号IPWM；

S2通过反相器增强驱动，参与RC振荡，并判断RC振荡电路是否发生振荡；

S3若RC振荡电路产生振荡生成正弦波，通过比较器与设定电压比较输出直流脉冲至FPGA。

S4若RC振荡电路不产生振荡，通过比较器与设定电压比较输出低电平至FPGA。