CN202853680U - 一种液位传感***芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液位传感***芯片，涉及一种半导体集成电路，其特征在于：所述芯片的管脚通过基板管脚与1个以上的液位传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、输入输出模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。优点，可同时测量多个单一液体的物理量信息或者同时测量不同液体混合物的物理量信息或者液体与固体混合物的液位物理量信息与固体的高度物理量信息进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输。同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，适用于各个工业领域中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半导体集成电路，具体的说是一种能够将多种液体混合物的不同物理参量的信息通过一个***集成芯片同时进行数据采集，处理并以不同形式进行传输的一种液位传感***芯片。
背景技术
传统的液位传感器有很多局限性，只能提供模拟信号输出，且在大多数应用中输出端都需要另外配置比较器、数模转换器或放大器等。因此还受到封装体积以及准确度的制约，限制了其在微型化高端电子产品中的应用。随着集成工艺的发展，半导体集成温度液位传感器将辅助电路中的元件和传感元件同时集成在一块芯片上，具有价格低廉，设计简单，测量精确，高度集成等优点，在计算机、电信、工业控制等领域得到广泛的应用。同时，可以有效的节省了空间降低成本。但是目前的液位传感器芯片只能单一的实现某一个液位传感器的输出问题，不能同时实现可以同时测量多种不同液体混合物的物理量信息并且输出。目前有少数的大专院校和科研机构试验性的研制液位传感***，但是都是处于研发阶段由于研发过程中采用多个芯片***集成度较低，稳定性较差，传输数据误差较大。目前，还没有一种可以同时测量不同液体混合物的物理量进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本，适用于化工，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的集成芯片。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种液位传感***芯片，该结构可以测量单一液体的物理量信息或者同时测量不同液体混合物的物理量进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本的功能，适用于化工，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的功能。
根据本实用新型第一方面，一种液位传感***芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有多个管脚，其特征在于：所述芯片的管脚通过基板管脚与1个以上的液位传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、输入输出模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
一种液位传感***芯片，其中，所述芯片内部的各个功能模块的连接关系为：可编程放大模块通过管脚与1个以上的液位传感器进行连接并将其进行放大后传输到模数转换模块中进行模拟信号输入切换后将模拟信号传输至数据处理模块中，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给模数转换模块实现信号的稳定；经过模数转换后的稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了不同物理量信息，实现各个物理量的采集和变换，处理后的物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，电源模块为各个功能模块提供所需电源；可调时钟模块分别于连接模数转换模块，信号处理模块和通讯模块连接；其中，可调时钟模块分别为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，为通讯模块提供了通讯速率；输入输出模块的一端与数据处理模块连接，实现数据的实时操作和显示。
一种液位传感***芯片，其中，所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；
其中，
所述存储***：用于存储不同液位传感器所需的不同运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成各种物理量。
一种液位传感***芯片，其中，所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；
其中，
所述接收***用于接收其它模块和/或***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的不同物理量信息以约定的协议进行传输。
一种液位传感***芯片，其中，所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***。
一种液位传感***芯片，其中，所述通讯总线接口可以同时输出电流信号，电压信号和通讯协议。
一种液位传感***芯片，其中，所述集成芯片与所述单个液位传感器进行连接的方式可以为恒压方法、恒流方法中的一种。
一种液位传感***芯片，其中，所述液位传感器中可含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
一种液位传感***芯片，其中，所述可调时钟模块连接通道切换模块，为通道模块提供可调节的时间切换，其可调时间范围为10μs-10s；
所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间范围为0.1kHz-100kHz；
所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间范围为1MHz-100MHz；
所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率范围为300bps-1Mbps。
一种液位传感***芯片，其中，该***芯片实现同时测量多种液体混合物的液位物理量信息；单一液体液位物理量信息；液体与固体混合物的液位物理量信息与固体的高度物理量信息。
与现有技术相比具有以下优点，该结构可以同时测量多个单一液体的物理量信息或者同时测量不同液体混合物的物理量信息或者液体与固体混合物的液位物理量信息与固体的高度物理量信息进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本的功能，适用于化工，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的功能。
附图说明
图1是本实用新型一种液位传感***芯片的整体模块示意图；
图2是本实用新型一种液位传感***芯片中数据处理模块的模块示意图；
图3是本实用新型一种液位传感***芯片中通讯模块的模块示意图；
图4是本实用新型一种液位传感***芯片中通讯总线接口的模块示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1，图1显示了本实用新型的液位传感***芯片的整体模块示意图；
如图1所示：一种液位传感***芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有20个管脚，其特征在于：所述芯片的6个管脚通过基板管脚与3个液位传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、输入输出模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
如图1所示：一种液位传感***芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有20个管脚，其特征在于：所述芯片的6个管脚通过基板管脚与液位传感器1、液位传感器2，液位传感器3进行连接，其中液位传感器1用于测量原油的物理参量，液位传感器2用于测量水位的物理参量，液位传感器3用于测量土质的物理参量，在芯片上的可编程放大模块通过6个管脚与3个液位传感器进行连接并将其进行放大后传输到模数转换模块中进行模拟信号输入切换后将模拟信号传输至数据处理模块中，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给模数转换模块实现信号的稳定；经过模数转换后的稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了原油，水位和土质3组不同物理量信息，实现3组物理量的采集和变换，处理后的3组物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，电源模块为各个功能模块提供所需电源；可调时钟模块分别于连接模数转换模块，信号处理模块和通讯模块连接；其中，可调时钟模块分别为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，为数据处理模块 提供了数据处理模块的工作速率，为通讯模块提供了通讯速率；输入输出模块的一端与数据处理模块连接，实现数据的实时操作和显示。
具体实施例中，电源模块为各个功能模块提供所需电源。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器1进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器2进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器3进行连接。
具体实施例中，芯片上：有1个管脚与参考基准模块的一端进行连接，2个管脚的一端与电源模块的一端进行连接，2个管脚与数据处理模块的一端进行连接，6个管脚与通信总线接口的一端进行连接。
具体实施例中，芯片上，输入输出模块有2个管脚与输入输出设备进行连接；其中，该2个管脚的另一端与数据处理模块中的控制模块连接，用于输入键盘信息和输出显示设备信息，便于原油，水位和土质3组不同物理量信息的监测。
如图2所示：一种液位传感***芯片，所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；其中，
所述存储***：用于存储液位传感器1、液位传感器2，液位传感器3所需的3种运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成原油，水位和土质3组不同物理量信息。
如图3所示：一种液位传感***芯片，所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；其中，
所述接收***用于接收其它模块和***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的原油，水位和土质3组不同物理量信息以约定的协议进行传输。
如图4所示：一种液位传感***芯片，所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***；其中，
所述总线驱动***用于增强通讯距离；
所述静电防护***增加了芯片的抗冲击能力，提高了芯片的电气性能和可靠性。
具体实施例中，所述通讯总线接口同时输出电流信号，电压信号和通讯协议。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器1进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器2进行连接的方式为恒流方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器3进行连接的方式恒流方法。
具体实施例中，所述液位传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间为0.3kHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间为2.5MHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率为500bps。
具体实施例中，该***芯片同时与3个传感器进行连接，测量原油，水位和土质3组不同物理量信息。在进行运算后将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输。
实施例2，图1显示了本实用新型的液位传感***芯片的整体模块示意图；
如图1所示：一种液位传感***芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有16个管脚，其特征在于：所述芯片的4个管脚通过基板管脚与2个液位传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、输入输出模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
如图1所示：一种液位传感***芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有16个管脚，其特征在于：所述芯片的4个管脚通过基板管脚与液位传感器1、液位传感器2进行连接，其中液位传感器1用于测量原油的物理参量，液位传感器2用于测量水位的物理参量，在芯片上的可编程放大模块通过4个管脚与2个液位传感器进行连接并将其进行放大后传输到模数转换模块中进行模拟信号输入切换后将模拟信号传输至数据处理模块中，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给模数转换模块实现信号的稳定；经过模数转换后的稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了原油，水位2组不同物理量信息，实现2组物理量的采集和变换，处理后的2组物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，电源模块为各个功能模块提供所需电源；可调时钟模块分别于连接模数转换模块，信号处理模块和通讯模块连接；其中，可调时钟模块分别为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，为通讯模块提供了通讯速率；输入输出模块的一端与数据处理模块连接，实现数据的实时操作和显示。
具体实施例中，电源模块为各个功能模块提供所需电源。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器1进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器2进行连接。
具体实施例中，芯片上：有1个管脚与参考基准模块的一端进行连接，2个管脚的一端与电源模块的一端进行连接，2个管脚与数据处理模块的一端进行连接，4个管脚与通信总线接口的一端进行连接。
具体实施例中，芯片上，输入输出模块有2个管脚与输入输出设备进行连接；其中，该2个管脚的另一端与数据处理模块中的控制模块连接，用于输入键盘信息和输出显示设备信息，便于原油，水位2组不同物理量信息的监测。
如图2所示：一种液位传感***芯片，所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；其中，
所述存储***：用于存储液位传感器1、液位传感器2所需的2种运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成原油，水位2组不同物理量信息。
如图3所示：一种液位传感***芯片，所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；其中，
所述接收***用于接收其它模块和***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的原油，水位2组不同物理量信息以约定的协议进行传输。
如图4所示：一种液位传感***芯片，所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***；其中，
所述总线驱动***用于增强通讯距离；
所述静电防护***增加了芯片的抗冲击能力，提高了芯片的电气性能和可靠性。
具体实施例中，所述通讯总线接口同时输出电压信号和通讯协议。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器1进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器2进行连接的方式为恒流方法。
具体实施例中，所述液位传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间为20kHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间为8MHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率为1500bps。
具体实施例中，该***芯片同时与2个传感器进行连接，测量原油，水位2组不同物理量信息，在进行运算后将数据信息以电压信号和通讯协议的形式进行传输。
实施例3，图1显示了本实用新型的液位传感***芯片的整体模块示意图；
如图1所示：一种液位传感***芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有16个管脚，其特征在于：所述芯片的4个管脚通过基板管脚与2个液位传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、输入输出模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
如图1所示：一种液位传感***芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有16个管脚，其特征在于：所述芯片的4个管脚通过基 板管脚与液位传感器1、液位传感器2进行连接，其中液位传感器1用于测量化工液体液位1的物理参量，液位传感器2用于测量化工液体液位2的物理参量，在芯片上的可编程放大模块通过4个管脚与2个液位传感器进行连接并将其进行放大后传输到模数转换模块中进行模拟信号输入切换后将模拟信号传输至数据处理模块中，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给模数转换模块实现信号的稳定；经过模数转换后的稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了化工液体液位1，化工液体液位2的两组物理量信息，实现2组物理量的采集和变换，处理后的两组物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，电源模块为各个功能模块提供所需电源；可调时钟模块分别于连接模数转换模块，信号处理模块和通讯模块连接；其中，可调时钟模块分别为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，为通讯模块提供了通讯速率；输入输出模块的一端与数据处理模块连接，实现数据的实时操作和显示。
具体实施例中，电源模块为各个功能模块提供所需电源。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器1进行连接。
具体实施例中，芯片中的2个管脚与液位传感器2进行连接。
具体实施例中，芯片上：有1个管脚与参考基准模块的一端进行连接，2个管脚的一端与电源模块的一端进行连接，2个管脚与数据处理模块的一端进行连接，4个管脚与通信总线接口的一端进行连接。
具体实施例中，芯片上，输入输出模块有2个管脚与输入输出设备进行连接；其中，该2个管脚的另一端与数据处理模块中的控制模块连接，用于输入键盘信息和输出显示设备信息，便于化工液体液位1，化工液体液位2两组物理量信息的监测。
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所述存储***：用于存储液位传感器1、液位传感器2所需的运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成化工液体液位1，化工液体液位2两组物理量信息。
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所述总线驱动***用于增强通讯距离；
所述静电防护***增加了芯片的抗冲击能力，提高了芯片的电气性能和可靠性。
具体实施例中，所述通讯总线接口同时输出电压信号和通讯协议。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器1进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述集成芯片与所述液位传感器2进行连接的方式为恒压方法。
具体实施例中，所述液位传感器中含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
具体实施例中，所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间为22kHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间为36MHz；
具体实施例中，所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率为850bps。
具体实施例中，该***芯片同时与2个传感器进行连接，测量化工液体液位1，化工液体液位2两组物理量信息，在进行运算后将数据信息以电压信号和通讯协议的形式进行传输。
综上所述，与现有技术相比具有以下优点，该结构可以同时测量多个单一液体的物理量信息或者同时测量不同液体混合物的物理量信息或者液体与固体混合物的液位物理量信息与固体的高度物理量信息进行运算后并且根据不同的客户需求将数据信息以电流信号，电压信号和通讯协议的形式进行传输；同时具有集成度高，稳定性高，传输数据准确，价格低廉，同时可以有效的节省了空间，降低成本的功能，适用于电力，水利，热力，石油，石化，交通等各个工业领域中，可对设备仪器实时监测和远程监控的功能。
尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本技术领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种液位传感***芯片，是由基板构成，芯片焊接在基板上，在芯片上设有多个管脚，其特征在于：所述芯片的管脚通过基板管脚与1个以上的液位传感器进行连接；在芯片上设有参考基准模块、电源模块、可编程放大模块、模数转换模块、数据处理模块、通信模块、输入输出模块、可调时钟模块和通信总线接口，各个功能模块之间通过电连接方式进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种液位传感***芯片，其特征在于，所述芯片内部的各个功能模块的连接关系为：可编程放大模块通过管脚与1个以上的液位传感器进行连接并将其进行放大后传输到模数转换模块中进行模拟信号输入切换后将模拟信号传输至数据处理模块中，同时参考基准模块提供一个稳定的电压信号给模数转换模块实现信号的稳定；经过模数转换后的稳定的数字信号传输至数据处理模块中进行处理，分别得到了不同物理量信息，实现各个物理量的采集和变换，处理后的物理量信息传输到通信模块中进行通讯并通过通信总线进行传输，电源模块为各个功能模块提供所需电源；可调时钟模块分别于连接模数转换模块，信号处理模块和通讯模块连接；其中，可调时钟模块分别为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，为通讯模块提供了通讯速率；输入输出模块的一端与数据处理模块连接，实现数据的实时操作和显示。
3.根据权利要求1或2所述的一种液位传感***芯片，其特征在于：所述数据处理模块包括3个子***，分别是存储***，控制***和处理***；其中，
所述存储***：用于存储不同液位传感器所需的不同运行程序；
所述控制***：用于控制通道切换的切换时序和可编程放大模块的放大倍数；
所述处理***：用于将数字信号还原成各种物理量。
4.根据权利要求1或2所述的一种液位传感***芯片，其特征在于：所述通讯模块包含2个子***，分别是发射***和接收***；其中，
所述接收***用于接收其它模块和/或***发射的命令；
所述发射***用于将采集到的不同物理量信息以约定的协议进行传输。
5.根据权利要求1或2所述的一种液位传感***芯片，其特征在于：所述通讯总线接口包含2个子***，分别是总线驱动***和静电防护***。
6.根据权利要求1、2或5所述的一种液位传感***芯片，其特征在于：所述通讯总线接口可以同时输出电流信号，电压信号和通讯协议。
7.根据权利要求1或2所述的一种液位传感***芯片，其特征在于：所述液位传感器中可含有惠更斯电路并通过该电路中的电阻与芯片的管脚进行连接。
8.根据权利要求1或2所述的一种液位传感***芯片，其特征在于：
所述可调时钟模块连接通道切换模块，为通道模块提供可调节的时间切换，其可调时间范围为10μs-10s；
所述可调时钟模块连接模数转换模块，为模数转换模块提供了模数转换取样的频率，其取样频率时间范围为0.1kHz-100kHz；
所述可调时钟模块连接信号处理模块，为数据处理模块提供了数据处理模块的工作速率，其工作速率时间范围为1MHz-100MHz；
所述可调时钟模块连接通讯模块，为通讯模块提供了通讯速率，其通讯速率范围为300bps-1Mbps。
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|---|---|---|---|
| CN 201220319178 CN202853680U (zh) | 2012-07-04 | 2012-07-04 | 一种液位传感***芯片 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105222850A (zh) * | 2015-10-18 | 2016-01-06 | 内蒙古科技大学 | 基于LabVIEW的液位非接触测量*** |
| CN107966187A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-04-27 | 广州奥格智能科技有限公司 | 一种液位仪超低功耗处理电路及其节能检测方法 |
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2012
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