CN217765161U - 液位检测电路、液位计、储液箱和无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液位检测电路、液位计、储液箱和无人机，涉及液体液位测量领域。涉及液体液位测量领域。液位检测电路包括供电单元、检测支路、第一分压电阻和第二分压电阻；检测支路的两端分别与第一分压电阻和第二分压电阻串联，并分别通过第一分压电阻和第二分压电阻接入供电单元；检测支路包括检测电阻和若干检测单元，检测电阻和若干检测单元依次电连接于第一分压电阻和所述第二分压电阻之间；检测支路用于检测不同高度的液位，且两端分别形成用于输出液位检测信号的第一信号输出端和第二信号输出端。

Description

液位检测电路、液位计、储液箱和无人机

技术领域

本实用新型涉及液体液位测量领域，具体而言，涉及一种液位检测电路、液位计、储液箱和无人机。

背景技术

液位计广泛应用于石油、化工、食用油、饮料、酿造等行业的储运***，通过对各种罐体内储存液体的液位的测量，达到对储备及输送的液体进行计量的目的。

传统液位计包括浮子和液位检测电路，液位检测电路包括多个感应开关和多个连接电阻；浮子上装有磁性元件，且能够在液面上浮动，当感应开关感应到磁性元件时，电路导通，液位检测电路输出液位信号，通过液位检测信号即可得到液位信息。

但是如果液位检测电路中的某个感应开关发生故障，导致无磁性元件感应时也连接到地，那么即使当液位发生变化时，液位信号也不会发生变化，导致检测不到任何液位信息。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，例如，提供了一种液位检测电路、液位计、储液箱和无人机，在液位检测电路中的任意一个检测单元发生故障的情况下，仍然能够检测到正确的液位值。

为了实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种液位检测电路，所述液位检测电路包括供电单元、检测支路、第一分压电阻和第二分压电阻；所述检测支路的两端分别与所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联，并分别通过所述第一分压电阻和所述第二分压电阻接入所述供电单元；

所述检测支路包括检测电阻和若干检测单元，所述检测电阻和所述若干检测单元依次电连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间；所述检测支路用于检测不同高度的液位，且两端分别形成用于输出液位检测信号的第一信号输出端和第二信号输出端。

在一种可能的实施方式中，所述检测单元包括感应开关和连接电阻，所述若干检测单元依次电连接，且第1个所述检测单元的感应开关一端电连接于所述检测电阻与第1个所述检测单元的连接电阻之间，另一端接地；第i个所述检测单元的感应开关一端电连接于第i-1个所述检测单元的连接电阻和第i个所述检测单元的连接电阻之间，另一端接地，i为大于2的整数；所述检测电阻与所述第一分压电阻电连接。

在一种可能的实施方式中，所述液位检测电路还包括故障确定单元，所述故障确定单元分别与所述第一信号输出端和所述第二信号输出端电连接；

所述故障确定单元，用于根据所述第一信号输出端输出的第一液位信号和所述第二信号输出端输出的第二液位信号确定所述检测支路是否故障，并在确定所述检测支路故障时定位发生故障的检测单元。

在一种可能的实施方式中，所述液位检测电路还包括处理器，所述处理器分别与所述第一信号输出端和所述第二信号输出端电连接；

所述处理器用于对所述第一信号输出端输出的第一液位信号和所述第二信号输出端输出的第二液位信号进行处理得到第一液位信息和第二液位信息，和/或，所述处理器用于对所述第一信号输出端输出的第一液位信号和所述第二信号输出端输出的第二液位信号进行处理以得到被测液体的液位信息。

在一种可能的实施方式中，所述处理器为模/数转换器ADC或单片机。

在一种可能的实施方式中，所述故障确定单元为单片机。

在一种可能的实施方式中，所述感应开关为干簧管或霍尔传感器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种液位计，包括：

中空的浮子杆；

上述的液位检测电路，所述液位检测电路安装在所述浮子杆内部；

浮子，所述浮子安装在浮子杆外部，且所述浮子包括能够触发所述检测单元的磁性元件，且所述浮子能够随着液面的变化在竖直方向运动，以使所述磁性元件触发自身所在位置处的所述检测单元，从而测量液位。

第三方面，本实用新型实施例还提供了一种储液箱，包括：

箱体：

设置于箱体内的上述的液位检测电路或上述的液位计。

第四方面，本实用新型实施例还提供了一种无人机，包括：

机身；

设置于机身上的上述的液位检测电路或上述的液位计或上述的储液箱。

相对于现有技术，本实用新型实施例提供的液位检测电路、液位计、储液箱和无人机，液位检测电路包括供电单元、检测支路、第一分压电阻和第二分压电阻；检测支路的两端分别与第一分压电阻和第二分压电阻串联，并分别通过第一分压电阻和第二分压电阻接入供电单元；检测支路包括检测电阻和若干检测单元，检测电阻和若干检测单元依次电连接于第一分压电阻和所述第二分压电阻之间；检测支路用于检测不同高度的液位，且两端分别形成用于输出液位检测信号的第一信号输出端和第二信号输出端。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的传统液位计的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的传统液位检测电路的示意图。

图3为本实用新型实施例提供的液位检测电路的示意图之一。

图4为本实用新型实施例提供的液位检测电路的示意图之二。

图5为本实用新型实施例提供的液位检测电路的示意图之三。

图6为本实用新型实施例提供的液位检测电路的示意图之四。

图7为本实用新型实施例提供的液位检测电路的示例图。

图8为本实用新型实施例提供的储液箱的结构示意图。

图标：10-传统液位计；110-浮子杆；120-浮子；20-液位计；30-储液箱；100-传统液位检测电路；200-液位检测电路；300-箱体；210-供电单元；220-检测支路；230-故障确定单元；240-处理器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1，图1示出了传统液位计10的结构示意图。传统液位计10包括浮子杆110、套设于浮子杆110外的浮子120和安装于浮子杆内部的传统液位检测电路100。传统液位检测电路100包括若干竖直排列的感应开关，当浮子随着液位的改变在竖直方向上移动时，触发相应高度的感应开关，从而测量液位。

在图1的基础上，请参考图2，图2示出了传统液位计10中传统液位检测电路100的示意图。包括：n个感应开关：感应开关Q1～感应开关Qn、n个连接电阻：连接电阻R1～连接电阻Rn、一个分压电阻R0和一个供电元件。在分压电阻R0和连接电阻R1之间形成信号输出端，用于输出电压值，也即液位信号。根据液位信号即可得到液位值。

当不同高度的感应开关被触发时，信号输出端输出得到的液位信号不同。当某个感应开关被浮子触发时，通过预先建立的每个感应开关被触发时，信号输出端输出的电压值和该感应开关对应的液位值之间的对应关系，即可得到液位值。

例如，以图2为例，供电元件提供的电压大小为v，每个连接电阻的阻值均为r，那么当第m个感应开关Qm感应到浮子，使得液位检测电路导通时，信号输出端输出的电压值为：

上述中，m为大于0且小于n的整数。

再通过查询预先建立的电压值和液位值的转换表，从而得到电压值v_o对应的液位值。

当某个感应开关发生故障时，例如，以图2为列，假设开关Q2短路，则其一直处于导通状态并接地，进而导致Q3-Qn都被短路，此时若浮子120位于Q3-Qn之间，则传统液位检测电路100输出的信号始终是开关Q2对应的信号，即一直认为浮子120的位置不变，无法检测到浮子120实际所在的位置，进而导致输出的液位信息有误。

针对上述问题，本实施例提供了一种液位检测电路200，在传统液位检测电路100的基础上在增加一个检测电阻和一个分压电阻，并在增加的检测电阻和分压电阻之间形成用于输出液位信号的信号输出端，使得液位检测电路200对称，这样，在液位检测电路200中的任意一个感应开关发生故障的情况下，仍然能够检测到正确的液位信息。

请参考图3，图3示出了本实施例提供的液位检测电路200的结构示意图。液位检测电路200包括供电单元210、检测支路220、第一分压电阻Rl和第二分压电阻Rm；检测支路220的两端分别与第一分压电阻Rl和第二分压电阻Rm串联，并分别通过第一分压电阻Rl和第二分压电阻Rm接入供电单元210。

检测支路220包括检测电阻Rx和若干检测单元，检测电阻Rx和若干检测单元依次电连接于第一分压电阻Rl和第二分压电阻Rm之间；检测支路220用于检测不同高度的液位，且两端分别形成用于输出液位检测信号的第一信号输出端和第二信号输出端。

可以理解，供电单元210可以是一个电源元件，也可以为两个电源元件：第一电源元件和第二电源元件，第一电源元件和第一分压电阻Rl电连接，第二电源元件和第二分压电阻Rm电连接，在此不做限制。

需要说明的是，图3中的第一分压电阻Rl和第二分压电阻Rm的位置可以互换，相应的，检测电阻Rx位于若干检测单元的下方。

可选的，在图3的基础上，请参考图4，检测单元包括感应开关和连接电阻，若干检测单元依次电连接，且第1个检测单元的感应开关Q1一端电连接于检测电阻Rx与第1个检测单元的连接电阻R1之间，另一端接地；第i个检测单元的感应开关Qi一端电连接于第i-1个检测单元的连接电阻Ri-1和第i个检测单元的连接电阻Ri之间，另一端接地，i为大于2的整数；检测电阻Rx与第一分压电阻Rl电连接。

在本实施例中，检测电阻和若干个连接电阻的阻值可以相同，也可以不同。检测电阻和若干个连接电阻在竖直方向上可以等间距排列，也可以非等间距排列，在此不做限制。

可选的，感应开关为干簧管或霍尔传感器。

可选的，在图4的基础上，请参考图5，液位检测电路220还包括故障确定单元230，故障确定单元230分别与第一信号输出端和第二信号输出端电连接；

故障确定单元230，用于根据第一信号输出端输出的第一液位信号和第二信号输出端输出的第二液位信号确定检测支路220是否故障，并在确定检测支路220故障时定位发生故障的检测单元。

可选的，故障确定单元230为单片机等。

可选的，在图4的基础上，请参考图6，液位检测电路200还包括处理器240，处理器240分别与第一信号输出端和第二信号输出端电连接；

处理器240用于对第一信号输出端输出的第一液位信号和第二信号输出端输出的第二液位信号进行处理得到第一液位信息和第二液位信息，和/或，处理器240用于对第一信号输出端输出的第一液位信号和第二信号输出端输出的第二液位信号进行处理以得到被测液体的液位信息。

可选的，处理器240可以为模数转换器或单片机。

在本实施例中，处理器240可以包括第一模数转换器ADC1和第二模数转换器ADC2，第一模数转换器ADC1和第一信号输出端电连接，用于将第一液位信号转换为第一液位信息并进行显示。第二模数转换器ADC2和第二信号输出端电连接，用于将第二液位信号转换为第二液位信息并进行显示。

其中，第一液位信号和第二液位信号为模拟电压信号，第一液位信息和第二液位信息为数字电压信号。

可以理解，处理器240也可以为单片机，用于对第一液位信号和第二液位信号进行处理得到被测液体的液位信息。

可选的，上述处理器240和上述故障确定单元230的功能可以合并到一个处理单元中，可以理解地，该处理单元可以对第一液位信号和第二液位信号进行处理得到被测液体的液位信息，还可以确定检测支路220是否故障，并在确定检测支路220故障时定位发生故障的检测单元。或者，可以将故障确定单元230的功能纳入到处理器240中，也可以将处理器240的功能纳入到故障确定单元中，而不进行区分。

下面以一个具体的例子，来对本实施例的工作原理进行说明。

如图7所示的液位检测电路200，检测支路220包括检测单元1-检测单元4和一个检测电阻Rx，其中检测电阻和连接电阻R1-连接电阻R4的阻值相等，均为1Ω，第一分压电阻Rl和第二分压电阻Rm的阻值均为1Ω。第一供电元件和第二供电元件提供的电压为5V。连接电阻和检测电阻等距离排列，间隔为5cm。液位检测电路200的量程最低点和连接电阻R5之间的间隔为5cm。

则预先建立的第一液位信息表可以如表1所示：

表1第一液位信息表

第二液位信息表可以如表2所示：

表2第二液位信息表

预先建立的第一故障信息表可以如下表3所示：

表3第一故障信息表

第二故障信息表可以如下表4所示：

表4第二故障信息表

在液位检测电路200中的检测单元均没有发生故障的情况下，浮子随着液面的改变触发检测支路220中的检测单元3时，使得液位检测电路220导通。此时第一信号输出端输出的是检测电阻Rx、连接电阻1和连接电阻R2的电压之和。第二信号输出端输出的是连接电阻R3和连接电阻R4的电压之和。

那么，第一液位信号为：

第二液位信号为：

若将第一液位信号作为目标液位信号，通过查询表1，可以确定出液位值为10cm。

若将第二液位信号作为目标液位信号，通过查询表2，同样可以确定出液位值为10cm。

在液位检测电路200中的检测单元2发生故障如感应开关Q2短路的情况下，即使浮子未处于感应开关Q2处，液位检测电路200也处于导通状态。此时，若浮子在检测单元2上方移动，则只有第一信号输出端输出的第一液位信号是变化的，而第二信号输出端输出的第二液位信号为固定值。

相应的，若浮子在检测单元2下方移动，则只有第二信号输出端输出的第二液位信号是变化的，而第一信号输出端输出的第一液位信号为固定值。

由此，通过采集第一液位信号和第二液位信号，并观察第一液位信号和第二液位信号是否变化，即可判断是否检测支路220发生故障。

当判断检测支路220发生故障时，则将发生变化的液位信号作为目标液位信号。

例如，浮子在检测单元2的上方移动，并触发检测单元1。此时，第一液位信号为变化的液位信号，第二液位信号为固定值。

第一液位信号为：

再通过查询表1中的信息，得到第一液位信号对应的液位值为20cm。

此外，还可以通过第二液位信号确定出发生故障的检测单元。

第二液位信号为：

再通过查询表4，得到发生故障的检测单元为检测单元2。

与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：

首先，本实施例提供的液位检测电路，通过增加检测电阻和第二液位信号输出端，使得液位检测电路对称，能够同时输出第一液位信号和第二液位信号，能够在检测支路中的其中一个检测单元故障时，检测出正确的液位信息。

此外，能够根据第一液位信号和第二液位信号，判断液位检测电路是否故障，并在确定液位检测电路时，定位出发生故障的检测单元，无需人工排查故障，且便于技术人员及时更换检测单元。

本实施例还提供了一种液位计20，包括：中空的浮子杆。上述液位检测电路200，液位检测电路200安装在浮子杆内部。浮子，浮子安装在浮子杆外部，且浮子包括能够触发检测单元的磁性元件，且浮子能够随着液面的变化在竖直方向运动，以使磁性元件触发自身所在位置处的检测单元，从而测量液位。

请参考图8，图8示出了本实施例提供的储液箱30，包括箱体300，以及设置于箱体300内的如上述的液位检测电路200或如上述的液位计20。本实施例还提供了一种无人机，包括机身，以及设置于机身上的如上述的液位检测电路200或如上述的液位计20或如上述的储液箱30。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液位检测电路，其特征在于，所述液位检测电路包括供电单元、检测支路、第一分压电阻和第二分压电阻；所述检测支路的两端分别与所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联，并分别通过所述第一分压电阻和所述第二分压电阻接入所述供电单元；

所述检测支路包括检测电阻和若干检测单元，所述检测电阻和所述若干检测单元依次电连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间；所述检测支路用于检测不同高度的液位，且两端分别形成用于输出液位检测信号的第一信号输出端和第二信号输出端。

2.根据权利要求1所述的液位检测电路，其特征在于，所述检测单元包括感应开关和连接电阻，所述若干检测单元依次电连接，且第1个所述检测单元的感应开关一端电连接于所述检测电阻与第1个所述检测单元的连接电阻之间，另一端接地；第i个所述检测单元的感应开关一端电连接于第i-1个所述检测单元的连接电阻和第i个所述检测单元的连接电阻之间，另一端接地，i为大于2的整数；所述检测电阻与所述第一分压电阻电连接。

3.根据权利要求1或2所述的液位检测电路，其特征在于，所述液位检测电路还包括故障确定单元，所述故障确定单元分别与所述第一信号输出端和所述第二信号输出端电连接；

所述故障确定单元，用于根据所述第一信号输出端输出的第一液位信号和所述第二信号输出端输出的第二液位信号确定所述检测支路是否故障，并在确定所述检测支路故障时定位发生故障的检测单元。

4.根据权利要求1所述的液位检测电路，其特征在于，所述液位检测电路还包括处理器，所述处理器分别与所述第一信号输出端和所述第二信号输出端电连接；

所述处理器用于对所述第一信号输出端输出的第一液位信号和所述第二信号输出端输出的第二液位信号进行处理得到第一液位信息和第二液位信息，和/或，所述处理器用于对所述第一信号输出端输出的第一液位信号和所述第二信号输出端输出的第二液位信号进行处理以得到被测液体的液位信息。

5.根据权利要求4所述的液位检测电路，其特征在于，所述处理器为模/数转换器ADC或单片机。

6.根据权利要求3所述的液位检测电路，其特征在于，所述故障确定单元为单片机。

7.根据权利要求2所述的液位检测电路，其特征在于，所述感应开关为干簧管或霍尔传感器。

8.一种液位计，其特征在于，包括：

中空的浮子杆；

权利要求1～7中任一项的所述液位检测电路，所述液位检测电路安装在所述浮子杆内部；

浮子，所述浮子安装在浮子杆外部，且所述浮子包括能够触发所述检测单元的磁性元件，且所述浮子能够随着液面的变化在竖直方向运动，以使所述磁性元件触发自身所在位置处的所述检测单元，从而测量液位。

9.储液箱，其特征在于，包括：

箱体：

设置于箱体内的权利要求1～7中任一项所述的液位检测电路或权利要求8所述的液位计。

10.无人机，其特征在于，包括：

机身；

设置于机身上的权利要求1～7中任一项所述的液位检测电路或权利要求8所述的液位计或权利要求9所述的储液箱。

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