一种带红外线自识别液位控制和超低水位控制的装置的制作方法

本发明涉及需要检测水位的供水系统或排洪系统的领域，尤其涉及一种带红外线自识别液位控制和超低水位控制的装置。

背景技术：

现有技术中，水位控制装置通过采用电阻式、电容式、传感器式和浮子开关式的控制装置。但是还存在以下不足之处：

1.电阻式.蒸馏水无法检测，抗雷击不好，探针上容易粘连杂物导致误动作，而且探针时间长了容易被腐蚀，停止水位偏高；

2.电容式.检测极片侧有附着物后经常误动作，停止水位偏高；

3.传感器式.成本高；

4.浮子开关式.存在浮子运动的机械摩擦，运动机构容易卡住，停止水位偏高。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种带红外线自识别液位控制和超低水位控制的装置，采用非接触式检测，电路部分不直接接触被测物，杜绝了由于外界的影响损坏电路器件，通过红外光的折射与反射原理检测水位，对水质无要求，适应更多的水质，通过电流判断水位，防止水泵长时间空转，使用寿命长。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种带红外线自识别液位控制和超低水位控制的装置，包括传感器在内的电源电路、单片机控制电路、模拟量采集电路、输出电路以及红外线解码/编码电路，所述的单片机控制电路分别与模拟量采集电路、输出电路和红外线解码/编码电路相连接，所述的电源电路分别与模拟量采集电路和输出电路相连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述的控制装置的传感器硬件结构包括传感器壳体、透光面、红外发射管、红外接收管和挡板，所述的透光面包裹在传感器壳体的液位检测面，所述的红外发射管和红外接收管分别设置在传感器壳体内部的左右两边，所述的挡板竖向设置在红外发射管和红外接收管之间。

在本发明一个较佳实施例中，所述的红外发射管和红外接收管分别与单片机控制电路和红外线解码/编码电路相连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述的液位检测面为90度的棱镜结构，红外发射管发射的红外线通过棱镜结构反射到红外接收管。

在本发明一个较佳实施例中，所述的传感器壳体的透光面采用半圆形结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述的透光面为透明耐腐蚀材料所制成的。

在本发明一个较佳实施例中，所述的单片机控制电路通过控制红外发射管编码，红外接收管通过液位检测面接收编码并通过单片机控制电路解码，当没有水接触到液位检测面时，解码成功，当有水接触到液位检测面时，红外接收管检测不到编码信号，此时切换为恒流模式，再采集红外接收管的ad值，通过ad值再次判断是否为有水，如果达到设定的检测值以下，此时判断为水位达到启动水位。

在本发明一个较佳实施例中，所述的控制装置安装在水泵上，当水泵启动后，通过模拟量采集电路监测当前电流值，当水位高于水泵的叶轮时，此时监测电路采集到的电流值大于水位低于叶轮时的电流，当水位低于叶轮以下时，此时监测电路采集到的电流值达到水泵停止的门阀值。

本发明的有益效果是：本发明的带红外线自识别液位控制和超低水位控制的装置，采用非接触式检测，电路部分不直接接触被测物，杜绝了由于外界的影响损坏电路器件，通过红外光的折射与反射原理检测水位，对水质无要求，适应更多的水质，通过电流判断水位，防止水泵长时间空转，使用寿命长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图，其中：

图1是本发明带红外线自识别液位与超低水位的控制装置的一较佳实施例的结构框图；

图2是图1的硬件结构示意图；

附图中的标记为:1、传感器壳体，2、透光面，3、挡板，4、液位检测面，5、红外发射管，6、红外发射管。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例包括：

一种带红外线自识别液位控制和超低水位控制的装置，包括传感器在内的电源电路、单片机控制电路、模拟量采集电路、输出电路以及红外线解码/编码电路，所述的单片机控制电路分别与模拟量采集电路、输出电路和红外线解码/编码电路相连接，所述的电源电路分别与模拟量采集电路和输出电路相连接。

采用交替式编码和多种识别水位，所述的单片机控制电路通过控制红外发射管编码，红外接收管通过液位检测面接收编码并通过单片机控制电路解码，当没有水接触到液位检测面时，解码成功，当有水接触到液位检测面时，红外接收管检测不到编码信号，此时切换为恒流模式，再采集红外接收管的ad值，通过ad值再次判断是否为有水，如果达到设定的检测值以下，此时判断为水位达到启动水位。

通过电流判断水位：所述的控制装置安装在水泵上，当水泵启动后，通过模拟量采集电路监测当前电流值，当水位高于水泵的叶轮时，，此时监测电路采集到的电流值大于水位低于叶轮时的电流，当水位低于叶轮以下时，此时为给水排水系统的最大给水排水能力，如果长时间不停止水泵，水泵会因为长时间空转导致密封损坏，此时监测电路采集到的电流值达到水泵停止的门阀值。通过电流判断水位：当水位低于叶轮最低位时，通过电流判断出当前为水泵能抽最低水位，从而停止工作，防止水泵长时间空转。

如图2所示，所述的控制装置的传感器硬件结构包括传感器壳体1、透光面2、红外发射管5、红外接收管6和挡板3，所述的透光面2包裹在传感器壳体1的液位检测面4，所述的红外发射管5和红外接收管6分别设置在传感器壳体1内部的左右两边，所述的挡板3竖向设置在红外发射管5和红外接收管6之间。其中，所述的挡板采用黑色挡板，不局限任何材质。

上述中，所述的红外发射管5、红外接收管6分别与红外线解码/编码电路相连接。

本实施例中，所述的透光面2、液位检测面4和传感器壳体1为一整体。所述的传感器壳体1的液位检测面4设置为90度的棱镜结构,以至于红外发射管5发射的红外线能够通过棱镜结构反射到红外接收管6；所述的透光面2采用半圆形结构。其中，所述的透光面2为透明耐腐蚀材料所制成的。

本控制装置利用红外线的编码和解码来识别水位，当透光面2没有接触水面时，编码红外发射管5通过单片机控制电路和红外线解码/编码电路，进行编码发射，此时通过液位检测面4的棱镜结构反射到解码红外接收管6进行接收解码，单片机控制电路通过红外线解码/编码电路接收到和发射端一样波形，此时判断为无水状态。当水面上升至透光面2的一半左右，此时红外发射管5发出的红外编码光，因为水的折射作用导致红外编码光不能完全反射至接收端，从而解码不成功，此时单片机控制电路将解码的i/o口从中断模式切换成ad模式，读取当前的ad值，如果ad值小于当前的设置值，判断为有水状态。

当此时为有水状态时，启动水泵，水位此时持续下降，当水位达到水泵的极限排水水位时，此时电流值会小于正常排水的电流值，单片机控制电路通过模拟量采集电路检测此时电流达到空载值时，这时水泵停止工作。

本实施例中，带红外线自识别液位控制和超低水位控制的装置的前端部采用棱镜结构。

本发明提供的相比于现有技术具有如下优点：

1、采用非接触式检测，电路部分不直接接触被测物，杜绝了由于外界的影响损坏电路器件；

2、通过红外光的折射与反射原理检测水位，对水质无要求，适应更多的水质；

3、无机械运动带来的机构损坏，使用寿命更长；

4、通过自编码和ad值双重判断当前水位，更好的抑制误动作；

5、特有的棱镜结构，更好的抑制因水中的附着物导致的误动作。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。