CN212903453U - 基于555定时器和高精度adc的电容式液位传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，包括液位传感器本体，所述液位传感器本体包括外壳以及设置在外壳顶部的端盖和外壳底部的检测棒，所述检测棒内设置有检测电极，所述检测电极与外壳内设置的控制电路板连接，所述控制电路板上设置有电容器、处理器、A/D转换器和555定时器。本实用新型设计新颖、结构简单，使用方便、精确高，能够通过设置的检测电极将检测的信号发送给电容器，引起电容器内的电容变化，并由555定时器将其电容信号转换为单片机可以检测的信号，由单片机进行实时检测、处理，以精确计算出液位的高度，并通过A/D转换器将信号转换后通过RS232串口通信上传到显示屏进行液位显示。

Description

基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器。

背景技术

液位检测在许多控制领域已较为普遍，各种类型的液位检测传感器较多，按原理分有浮子式、压力式、超声波式、吹气式等。各种方式都根据其需要设计完成其结构、量程和精度适用于各自不同的场合，大多结构较为复杂，制造成本偏高，市面上也有现成的液位计，有投入式、浮球式、弹簧式等，多数产品价格惊人。

例如：申请号为：CN201611004665.5的发明专利，公开了一种智能液位传感器，包括压力传感器、A/D转换器、处理器、RS232串口通信和上位机，所述A/D转换器采用ADC0804采集和转换；所述处理器采用STC89C52单片机，通过STC89C52单片机来控制ADC0804的信号采集转换以及对RS232串口通信的控制；所述RS232串口通信主要通过USB转串口线来与PC机通信将ADC0804采集和转换的数据传给上位机显示出所测得液面高度。该发明的一种智能液位传感器，通过压力传感器测量液位的压强方式,ADC0804对压力传感器的输出的模拟电压进行采集和转换送入单片机然后通过RS232串口通信传送到上位机上显示液面的高度。申请号为CN201310625227.0的发明专利，公开了一种电容式智能液位测量仪，其组成包括传感器检测单元、555定时器电路、单片机控制***、显示报警单元四部分。采用电容式液位传感器(传感器为同轴圆柱形电极结构)作为液位检测探头，传感器的电容线性地反映液位高度变化，通过555定时器电路构成的多谐振荡器，将电容信号转变为脉冲信号的频率变化，输入给单片机进行实时检测，然后经过软件程序处理，计算出液位高度，并触发相应功能电路进行液位显示和报警的电容式智能液位测量仪。

随着生产活动的自动化程度的提高，液位测量正在向着越来越智能化﹑精确化的方向发展。液位检测的精确度对工业生产过程产生了重要的影响，通过对液位的检测，可以了解到生产过程中指定环节的原料﹑半成品以及成品的数量，从而可以第一时间掌握生产情况，完成对容器内的输入输出物料平衡的调节，以确保整个生产流程内各环节搭配得当，***稳定运行。因此，如何精确的进行液位测量是一个关键环节，直接影响着产品的质量品质。所以本实用新型提出了一种基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，本实用新型设计新颖、结构简单，使用方便、精确高，能够通过设置的检测电极将检测的信号发送给电容器，引起电容器内的电容变化，并由555定时器将其电容信号转换为单片机可以检测的信号，由单片机进行实时检测、处理，以精确计算出液位的高度，并通过A/D转换器将信号转换后通过RS232串口通信上传到显示屏进行液位显示。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，包括液位传感器本体，所述液位传感器本体包括外壳以及设置在外壳顶部的端盖和外壳底部的检测棒，所述检测棒内设置有检测电极，所述检测电极与外壳内设置的控制电路板连接，所述控制电路板上设置有电容器、处理器、A/D转换器和555定时器，所述处理器通过控制电路板与555定时器和A/D转换器连接，所述A/D转换器与端盖上设置的电气接口连接，所述555定时器与电容器连接，所述电容器与与检测电极连接。采用此技术方案，外壳用于保护控制电路板以及控制电路板上的电子元件；端盖用于电气接口的设置以及用于固定在外壳的顶部；检测棒用于检测电极的安装保护；检测电极用于检测液位；电容器是利用被测介质面的变化引起电容变化的一种变介质型电容器；555定时器构成的多谐振荡器作为信号发生电路，把传感器检测到的电容信号转换为单片机可以检测的矩形脉冲信号，从而实现电容频率转化。其中，555定时器是一种集成电路芯片，常被用于定时器、脉冲产生器和振荡电路，可被作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。

作为优选，所述A/D转换器采用ADC0804采集和转换。采用此技术方案，用于模拟数字信号的转换。

作为优选，所述处理器采用STC89C52单片机。采用此技术方案，通过STC89C52单片机来控制ADC0804的信号采集转换以及对RS232串口通信的控制。

作为优选，所述电气接口采用RS232串口通信。采用此技术方案， RS232串口通信主要通过USB转串口线来与PC机通信将ADC0804采集和转换的数据传给上位机显示出所测得液面高度。

作为优选，所述端盖可拆卸的安装在外壳的顶部；所述检测棒通过螺母与外壳底部设置的螺纹连接。采用此技术方案，结构简单，便于外壳与端盖和检测棒的连接。

作为优选，所述控制电路板上还设置有集成稳压器，所述集成稳压器与各电子元件连接。采用此技术方案，集成稳压器用于给各电子元件进行供电。

本实用新型的有益效果是：设计新颖、结构简单，使用方便、精确高，能够通过设置的检测电极将检测的信号发送给电容器，引起电容器内的电容变化，并由555定时器将其电容信号转换为单片机可以检测的信号，由单片机进行实时检测、处理，以精确计算出液位的高度，并通过A/D转换器将信号转换后通过RS232串口通信上传到显示屏进行液位显示。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型涉及的传感器结构示意图；

图2为本实用新型涉及的电路框架示意图。

图中标号说明：液位传感器本体1，外壳2，端盖3，检测棒4，电气接口5，螺母6。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：

参照图1至图2所示，基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，包括液位传感器本体1，所述液位传感器本体1包括外壳2以及设置在外壳2顶部的端盖3和外壳2底部的检测棒4，所述检测棒4内设置有检测电极，所述检测电极与外壳2内设置的控制电路板连接，所述控制电路板上设置有电容器、处理器、A/D转换器和555定时器，所述处理器通过控制电路板与555定时器和A/D转换器连接，所述A/D转换器与端盖3上设置的电气接口5连接，所述555定时器与电容器连接，所述电容器与与检测电极连接。采用此技术方案，外壳2用于保护控制电路板以及控制电路板上的电子元件；端盖3用于电气接口5的设置以及用于固定在外壳2的顶部；检测棒4用于检测电极的安装保护；检测电极用于检测液位；电容器是利用被测介质面的变化引起电容变化的一种变介质型电容器；555定时器构成的多谐振荡器作为信号发生电路，把传感器检测到的电容信号转换为单片机可以检测的矩形脉冲信号，从而实现电容频率转化。其中，555定时器是一种集成电路芯片，常被用于定时器、脉冲产生器和振荡电路，可被作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。

作为优选，所述A/D转换器采用ADC0804采集和转换。采用此技术方案，用于模拟数字信号的转换。

作为优选，所述处理器采用STC89C52单片机。采用此技术方案，通过STC89C52单片机来控制ADC0804的信号采集转换以及对RS232串口通信的控制。

作为优选，所述电气接口5采用RS232串口通信。采用此技术方案， RS232串口通信主要通过USB转串口线来与PC机通信将ADC0804采集和转换的数据传给上位机显示出所测得液面高度。

作为优选，所述端盖3可拆卸的安装在外壳2的顶部；所述检测棒4通过螺母6与外壳2底部设置的螺纹连接。采用此技术方案，结构简单，便于外壳2与端盖3和检测棒4的连接。

作为优选，所述控制电路板上还设置有集成稳压器，所述集成稳压器与各电子元件连接。采用此技术方案，集成稳压器用于给各电子元件进行供电。

具体实施例

在实际使用时，利用检测电极检测液位的高度，并将其信号发送给电容器，引起电容器内的电容变化，然后，由555定时器将其电容变化的信号转换为单片机可以识别检测的信号，再由单片机根据内部设置的程序进行实时检测、处理分析，以精确计算出液位的高度，并将其通过A/D转换器将信号转换后通过RS232串口通信上传到显示屏进行液位实时显示。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，包括液位传感器本体（1），其特征在于：所述液位传感器本体（1）包括外壳（2）以及设置在外壳（2）顶部的端盖（3）和外壳（2）底部的检测棒（4），所述检测棒（4）内设置有检测电极，所述检测电极与外壳（2）内设置的控制电路板连接，所述控制电路板上设置有电容器、处理器、A/D转换器和555定时器，所述处理器通过控制电路板与555定时器和A/D转换器连接，所述A/D转换器与端盖（3）上设置的电气接口（5）连接，所述555定时器与电容器连接，所述电容器与检测电极连接。

2.根据权利要求1所述的基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，其特征在于：所述A/D转换器采用ADC0804采集和转换。

3.根据权利要求1所述的基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，其特征在于：所述处理器采用STC89C52单片机。

4.根据权利要求1所述的基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，其特征在于：所述电气接口（5）采用RS232串口通信。

5.根据权利要求1所述的基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，其特征在于：所述端盖（3）可拆卸的安装在外壳（2）的顶部；所述检测棒（4）通过螺母（6）与外壳（2）底部设置的螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的基于555定时器和高精度ADC的电容式液位传感器，其特征在于：所述控制电路板上还设置有集成稳压器，所述集成稳压器与各电子元件连接。

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