全文摘要
本实用新型公开了一种水位测量电路，包括检测单元和处理单元，所述检测单元由九个电极构成，所述处理单元由八路达林顿管阵列、优先编码器和单片机构成；所述检测单元的输出端与所述处理单元的输入端相连；所述九个电极中，第一电极至第八电极的输出端与所述八路达林顿管阵列中的一路输入端相连，所述第九电极与单片机的电源引脚相连，所述八路达林顿管阵列的输出端与所述优先编码器的输入端相连，所述优先编码器的输出端与所述单片机的输入端相连。该水位测量电路原理简单，易于实现，便于与加湿器、挂烫机、水塔等需要水位测量功能的设备集成，不会增加相应设备的复杂度，制造成本低，能够很有效的进行推广使用。
主设计要求
1.一种水位测量电路，所述水位测量电路包括检测单元和处理单元，其特征在于，所述检测单元由九个电极构成，所述处理单元由八路达林顿管阵列、优先编码器和单片机构成；所述检测单元的输出端与所述处理单元的输入端相连；所述九个电极中，第一电极至第八电极的输出端与所述八路达林顿管阵列中的一路输入端相连，第九电极与单片机的电源引脚相连，所述八路达林顿管阵列的输出端与所述优先编码器的输入端相连，所述优先编码器的输出端与所述单片机的输入端相连。
设计方案
1.一种水位测量电路，所述水位测量电路包括检测单元和处理单元，其特征在于，所述检测单元由九个电极构成，所述处理单元由八路达林顿管阵列、优先编码器和单片机构成；所述检测单元的输出端与所述处理单元的输入端相连；所述九个电极中，第一电极至第八电极的输出端与所述八路达林顿管阵列中的一路输入端相连，第九电极与单片机的电源引脚相连，所述八路达林顿管阵列的输出端与所述优先编码器的输入端相连，所述优先编码器的输出端与所述单片机的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种水位测量电路，其特征在于，所述八路达林顿管阵列采用ULN2803芯片。
3.根据权利要求1所述的一种水位测量电路，其特征在于，所述优先编码器采用74LS148芯片。
4.根据权利要求1所述的一种水位测量电路，其特征在于，所述单片机采用AT89C2051芯片。
5.根据权利要求1所述的一种水位测量电路，其特征在于，所述电极由探头和连接导线组成，所述电极的探头和连接导线为铜材质，所述连接导线的外侧由聚氯乙烯材料包裹。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及水位测量技术领域，具体涉及一种水位测量电路。
背景技术
在现实生活中，水位测量电路的应用十分广泛。大到水塔，小到加湿器、挂烫机等，当人们不方便通过人眼观测水位或者忘记观测时，水位测量电路能够提供给人们水位信息，从而起到水位监控、保护设备等重要作用。
现有技术中，水位测量电路都十分复杂，且不具有很好的移植性，即不同设备的水位测量电路往往不能通用。以加湿器为例，市面上的加湿器常采用两种方法来测量水位。一种方法是采用干簧管和套设于簧管外围的磁浮体进行测量。使用时，磁浮体浮在水体的水面，通过磁浮体靠近或远离干簧管上的触点，使触点闭合或断开，实现水位的判断。但是，当加湿器带电倒置时，容易使所述的磁浮体发生倒转，造成干簧管误动作；同时，还受到水质状况的影响，浮子长期浸于水中，受到水垢或重量的改变导致误动判作；加湿器的另一种水位测量方式是采用等效电容充放电的水位控制开关，该水位控制开关虽然能够达到避免倒转误判的现象发生，但是电路结构复杂、装配困难并且灵敏度低。可以看出上述两种方式都存在缺陷，并且这两种方法不适用于测量水塔这种大型设备的水位，所以需要设计出一款结构简单，移植性好，普遍适用的水位测量电路。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种水位测量电路，本实用新型所采取的技术方案如下：
一种水位测量电路，所述水位测量电路包括检测单元和处理单元，所述检测单元由九个电极构成，所述处理单元由八路达林顿管阵列、优先编码器和单片机构成；所述检测单元的输出端与所述处理单元的输入端相连；所述九个电极中，第一电极至第八电极的输出端与所述八路达林顿管阵列中的一路输入端相连，所述第九电极与单片机的电源引脚相连，所述八路达林顿管阵列的输出端与优先编码器的输入端相连，所述优先编码器的输出端与所述单片机的输入端相连。
优选地，所述八路达林顿管阵列采用ULN2803芯片。
优选地，所述优先编码器采用74LS148芯片。
优选地，所述单片机采用AT89C2051芯片。
优选地，所述电极由探头和连接导线组成，所述电极的探头和连接导线为铜材质，所述连接导线的外侧由聚氯乙烯材料包裹。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型原理简单，灵敏度高，易于实现，便于与加湿器、挂烫机、水塔等需要水位测量功能的设备集成，不会增加相应设备的复杂度，制造成本低，能够很有效的进行推广使用。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为本实用新型中九个电极安装位置示意图。
附图标记：1-检测单元，2-处理单元，10-第一电极，11-第二电极，12-第三电极，13-第四电极，14-第五电极，15-第六电极，16-第七电极，17-第八电极，18-第九电极，20-ULN2803芯片，30-74LS148芯片，40-AT89C2051芯片。
具体实施方式
为了便于技术人员理解本实用新型的技术方案，现结合说明书附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1和图2所示的一种水位测量电路，包括检测单元1和处理单元2，所述检测单元1由九个电极10-18构成，所述处理单元2由八路达林顿管阵列、优先编码器和单片机构成，所述八路达林顿管阵列采用ULN2803芯片20，所述优先编码器为74LS148芯片30，所述单片机采用AT89C2051芯片40。
所述检测单元1的输出端与所述处理单元2的输入端相连；所述九个电极10-18中，第一电极10至第八电极17的输出端分别与所述八路达林顿管阵列(ULN2803芯片20)中的一路输入端相连，所述第九电极18与单片机(AT89C2051芯片40)的电源引脚相连，所述八路达林顿管阵列(ULN2803芯片20)的输出端与优先编码器(74LS148芯片30)的输入端相连，所述优先编码器(74LS148芯片30)的输出端与所述单片机(AT89C2051芯片40)的输入端相连。
如图3所示，使用该水位测量电路时，需要将九个电极10-18按照图示位置固定于设备中盛水容器内部，将第一电极10到第八电极17固定于容器内侧壁，将第九电极18固定于容器内侧底部。第一电极10要设置在容器中的水满位置，第八电极17要设置在容器侧壁底部，电极之间距离可根据需要设定，电极可通过结构胶或者玻璃胶固定。每一个电极由探头和连接导线(图中未示出)组成，所述电极的探头为铜材质，连接导线的外侧由聚氯乙烯材料包裹。
我们对该水位测量电路的工作原理进行详细介绍。由图2的电路原理图可知，对于第一电极10到第八电极17，每一个电极的连接导线与ULN2803芯片20中对应的一个输入端相连，第九电极18和ULN2803芯片20的COM端均与AT89C2051芯片40的电源引脚VCC连接；ULN2803芯片20的输出端与74LS148芯片30的输入端相连，74LS148芯片30的使能输入端EI和片优先编码输出端GS接地，74LS148芯片30的输出端与AT89C2051芯片40的P1口的三个引脚相连，在本实施例中，选用P1.2、P1.3和P1.4三个引脚。AT89C2051芯片40的VCC引脚接电源，电压为+5V；GND引脚接地(图中未示出)。
第一电极10的信号经过ULN2803芯片20后的输出端要与74LS148芯片30中优先级最高端口I7相连，第二电极11对应的输出端要与74LS148芯片30中的优先级次高端口I6相连，以此类推。由于水为导体，当容器中的水注满时，第一电极10到第八电极17均与第九电极18导通，此时ULN2803芯片20的输入端全部接入高电平，输出均为低电平，即74LS148芯片30的八个输入端均为低电平，尽管此时输入的电平均是有效电平，但优先编码器74LS148芯片30只对优先级最高的输入端进行编码，即I7端口(对应于第一电极10)，将此时编码值发送至AT89C2051芯片40的P1口，并与“水位最高”状态进行对应。若液面高过第二电极11的位置而没有到达第一电极10的位置，第二电极11到第八电极17均与第九电极18导通，第一电极10未导通，此时74LS148芯片30的I7端口接入的是高电平(是无效电平)，I6-I0端口接入的是低电平，由于比I6端口优先级高的I7端口是无效电平，故此时74LS148芯片30只对输入端I6进行编码，将此时编码值发送至AT89C2051芯片40的P1口，并与“水位次高”状态进行对应，其他情况同理。
AT89C2051芯片40上设有多个I\/O口可供使用，通过在AT89C2051芯片40中烧入程序，可以将74LS148芯片30的编码值与水位状态设置为一一对应关系，当AT89C2051芯片40的P1口接收到74LS148芯片30发送的编码值时，会通过该对应关系判断出当前水位高低状态。将该水位测量电路集成于其他设备的电路中时，可以利用AT89C2051芯片40进行水位显示、水位报警等其他功能的扩展。也可以选择性能更好、片上资源更多的其他型号的单片机芯片。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920072571.4
申请日:2019-01-07
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209326737U
授权时间:20190830
主分类号:G01F 23/22
专利分类号:G01F23/22
范畴分类:31H;
申请人:淮阴师范学院
第一申请人:淮阴师范学院
申请人地址:223300 江苏省淮安市淮阴区长江西路111号
发明人:刘恋;郭立强
第一发明人:刘恋
当前权利人:淮阴师范学院
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计