一种高精度非接触液位传感器[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 212458548 U(45)授权公告日 2021.02.02

(21)申请号 202021641782.4(22)申请日 2020.08.10

(73)专利权人 深圳市星科创科技有限公司

地址 518000 广东省深圳市宝安区新桥街

道新桥社区新玉路48号十一层(72)发明人 林圳　

(74)专利代理机构 深圳市中智立信知识产权代

理有限公司 44427

代理人 丁丽琴(51)Int.Cl.

G01F 23/26(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)实用新型名称

一种高精度非接触液位传感器

(57)摘要

本实用新型公开了一种高精度非接触液位传感器，包括芯片U1，所述芯片U1为MCU，芯片U1连接有连接器P1和电容感应检测芯片U3，芯片U1的8脚连接并列设置的电阻R6、电阻R7，电阻R6和电阻R7分压构成内部电容值预设程序，电阻R7与外部电源VCC相连接；本实用新型采用电容式感应方案，采用高速度，高性能，低温飘，高可靠性的专用电容式传感器芯片，可以在任何场合任何应用，包括工业，农业医疗等一切需要高度可靠性的应用场景，由电容式传感器采集液位的电容值，经过传感器内部数据处理，然后传送到MCU进行比较，当读到的外部液体电容值在我们的预置范围内时，NPN信号与PNP信号同时有输出，输出接口可对接PLC，单片机，控制板等设备。

CN 212458548 UCN 212458548 U

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种高精度非接触液位传感器，包括芯片U1，所述芯片U1为MCU，其特征在于，芯片U1连接有连接器P1和电容感应检测芯片U3，芯片U1的8脚连接并列设置的电阻R6、电阻R7，电阻R6和电阻R7分压构成内部电容值预设程序，电阻R7与外部电源VCC相连接，所述连接器P1的1脚、2脚、3脚分别连接有MOS管T2、MOS管T1和三极管Q1，连接器P1的3脚还通过二极管D1与芯片U2的3脚相连接，三极管Q1还与MOS管T1相连接，MOS管T1与MOS管T2相连接，所述连接器P1和芯片U2均与外部电源VCC相连接，芯片U2的3脚连接电容C1和TVS浪涌吸收管D2，芯片U2的2脚连接C2和C3后与输出器件VDD相连接，所述电容感应检测芯片U3的2脚连接有P2形成电容检测电路，电容感应检测芯片U3的4脚与芯片U1的12脚相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度非接触液位传感器，其特征在于，所述芯片U1的9脚连接三极管Q1，MOS管T1还通过保险丝F1与连接器P1相连接，连接器P1的2脚和MOS管T1之间连接有二极管D3。

3.根据权利要求1所述的一种高精度非接触液位传感器，其特征在于，所述芯片U1的6脚连接MOS管T2。

4.根据权利要求3所述的一种高精度非接触液位传感器，其特征在于，所述MOS管T2还通过电阻R3接地。

5.根据权利要求1所述的一种高精度非接触液位传感器，其特征在于，所述MOS管T1更换为继电器。

6.根据权利要求1所述的一种高精度非接触液位传感器，其特征在于，所述芯片U1的18脚连接有存储芯片J1。

2

CN 212458548 U

说　明　书

一种高精度非接触液位传感器

1/3页

技术领域

[0001]本实用新型涉及传感器，具体是一种高精度非接触液位传感器。

背景技术

[0002]非接触式液位传感器的工作原理是通过发射信号与接收信号的时间，计算传感器与被测物之间的距离，由于在空气中的传播速度是一定的，液位传感器与容器的底部的距离是一定的，就可知道被测物的液位。

[0003]目前市场上现有的电容式非接触式液位传感器的信号输出，都是NPN输出或者PNP输出，只有其中一路输出。

[0004]并且市面上大部分传感器输出接口没有做过流，过压，浪涌，静电等保护，如果在客户不注意的情况下，容易造成传感器损坏。实用新型内容

[0005]本实用新型的目的在于提供一种高精度非接触液位传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：[0007]一种高精度非接触液位传感器，包括芯片U1，所述芯片U1为MCU，芯片U1连接有连接器P1和电容感应检测芯片U3，芯片U1的8脚连接并列设置的电阻R6、电阻R7，电阻R6和电阻R7分压构成内部电容值预设程序，电阻R7与外部电源VCC相连接，所述连接器P1的1脚、2脚、3脚分别连接有MOS管T2、MOS管T1和三极管Q1，连接器P1的3脚还通过二极管D1与芯片U2的3脚相连接，三极管Q1还与MOS管T1相连接，MOS管T1与MOS管T2相连接，所述连接器P1和芯片U2均与外部电源VCC相连接，芯片U2的3脚连接电容C1和TVS浪涌吸收管D2，芯片U2的2脚连接C2和C3后与输出器件VDD相连接，所述电容感应检测芯片U3的2脚连接有P2形成电容检测电路，电容感应检测芯片U3的4脚与芯片U1的12脚相连接。[0008]所述芯片U1的9脚连接三极管Q1，MOS管T1还通过保险丝F1与连接器P1相连接，连接器P1的2脚和MOS管T1之间连接有二极管D3；所述芯片U1的6脚连接MOS管T2，MOS管T2还通过电阻R3接地。

[0009]作为本实用新型的优选方案：所述MOS管T1更换为继电器。[0010]作为本实用再进一步新型的优选方案：所述芯片U1的18脚连接有存储芯片J1。[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型采用电容式感应方案，采用高速度，高性能，低温飘，高可靠性的专用电容式传感器芯片，可以在任何场合任何应用，包括工业，农业医疗等一切需要高度可靠性的应用场景，由电容式传感器采集液位的电容值，经过传感器内部数据处理，然后传送到MCU进行比较，当读到的外部液体电容值在我们的预置范围内时，NPN信号与PNP信号同时有输出，输出接口可对接PLC，单片机，控制板等设备；本发明可以同时兼容NPN与PNP输出，对于用户而言，不用考虑设备输入是哪种信号方式，因为接线方式都是一样的，可以直接兼容，减少出错的机率，并且兼容NPN与PNP的同时，

3

CN 212458548 U

说　明　书

2/3页

信号输出端同样做了过流过压保护，保证在接错线或者有异常的情况下，传感器不至损坏。附图说明

[0012]图1为本实用新型的电路连接图。

具体实施方式

[0013]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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。[0014]在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，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装置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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0015]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。[0016]实施例1：[0017]请参阅图1，一种高精度非接触液位传感器，包括芯片U1，所述芯片U1为MCU，芯片U1连接有连接器P1和电容感应检测芯片U3，芯片U1的8脚连接并列设置的电阻R6、电阻R7，电阻R6和电阻R7分压构成内部电容值预设程序，电阻R7与外部电源VCC相连接，通过外部电源VCC的电压脉冲协议经过电阻R6、电阻R7分压后，芯片U1读取电压值，进行电容值的预设，具体的，所述连接器P1的1脚、2脚、3脚分别连接有MOS管T2、MOS管T1和三极管Q1，连接器P1的3脚还通过二极管D1与芯片U2的3脚相连接，三极管Q1还与MOS管T1相连接，MOS管T1与MOS管T2相连接，所述连接器P1和芯片U2均与外部电源VCC相连接，芯片U2的3脚连接电容C1和TVS浪涌吸收管D2，芯片U2的2脚连接C2和C3后与输出器件VDD相连接，所述电容感应检测芯片U3的2脚连接有P2形成电容检测电路，电容感应检测芯片U3的4脚与芯片U1的12脚相连接。

[0018]在工作时，P2感应液体靠近时，P2和液体液面之间形成的电容量变大，电容感应检测芯片U3通过电容检测电路检测P2的感应电容变化，通过电容感应检测芯片U3自身内部的数据处理，把经过处理的数据传输到芯片U1中进行内部优化并比较，对于符合要求的信号进行两种不同的输出分别为PNP输出和NPN输出。[0019]所述芯片U1的9脚连接三极管Q1，MOS管T1还通过保险丝F1与连接器P1相连接，连接器P1的2脚和MOS管T1之间连接有二极管D3，进行PNP输出时，三极管Q1得电导通，把MOS管MOS管T1的栅极电压拉为0V，MOS管T1导通，外部电源VCC的电压信号通过保险丝F1，MOS管T1，二极管D3由连接器P1的2脚进行输出。

4

CN 212458548 U[0020]

说　明　书

3/3页

所述芯片U1的6脚连接MOS管T2，MOS管T2还通过电阻R3接地，进行NPN输出时，由芯

片U1的6脚输出一个高电平信号，MOS管T2得电导通，外部电压信号经过连接器P1的2脚进来，经过MOS管T2，电阻R4再通过连接器P1的1脚形成回路，当外部负载短路时，电流过大，将会在电阻R4上面产生较大的压降，芯片U1的2脚采集到较大的电压时，将会把6脚的高电平转为低电平，MOS管T2截止，防止电流过大，损坏传感器。[0021]整体信号变化为：液位变化→导致感应铜片与液体之间产生的电容量发生变化→电容感应检测芯片U3电容检测芯片检测到电容的变化→将电容变化信号转换为数字信号→传送到芯片U1进行内部数据处理和比较→驱动三极管Q1和MOS管T2输出驱动电压→达到了控制用户电器的功能。[0022]实施例2：

[0023]与实施例1的区别在于，将实施例1中的MOS管T1更换为继电器，使用继电器的干节点输出，可以使输出电流更大，可能性提高更多。[0024]实施例3：

[0025]在实施例1的基础之上，所述芯片U1的18脚连接有存储芯片J1。[0026]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。[0027]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

5

CN 212458548 U

说　明　书　附　图

1/1页

图1

6