[發明專利]一種探測不同深度介質的方法及電路

有效

• 申請號: 201510380864.5
• 申請日: 2015-07-02
• 公開（公告）號: CN105158576B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 郭明峰;陳志宏;曾繁建;黃海林
• 申請（專利權）人: 漳州市東方智能儀表有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種探測不同深度介質的方法及電路。

背景技術

介質探測器，作為一種產品，早已經上市很多年。其核心部件是由平行板電容器（參考美國專利：US4099118）構成的探測傳感器。當平行板電容器之間的電介質發生變化時，平行板電容器的容值會發生變化，可以根據這個變化可以判斷介質的存在情況。現有技術方法都是采用頻率固定的探測信號施加到傳感器上，當探測深度比較深時，傳感器穿透能力變弱，信號非常微弱，后級需要增加運算放大器進行放大。本專利技術，不需要增加運算放大器即可以實現不同深度介質的探測。

發明內容

本發明的目的在于提供一種探測不同深度介質的方法及電路，實現了不需要增加運算放大器即可以實現不同深度介質的探測。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種探測不同深度介質的方法，包括如下步驟，

S01：提供一傳感器，該傳感器由一組PCB銅箔構成，即由一大片銅箔和兩小片銅箔構成，其中，大片銅箔作為大極板，小片銅箔作為小極板；

S02：提供一可隨著探測深度的變化而能夠改變探測頻率的深度探測信號Ftest，施加至所述步驟S01中傳感器的大、小極板上，使得大、小極板形成電磁場；

S03：提供一作用于大極板的自校準信號Fcal，以調整大、小極板的相位差，從而提高探測靈敏度；

S04：對經深度探測信號Ftest驅動后的大、小極板輸出的信號進行整形及相位比較，并對相位比較后的信號進行濾波后輸出的信號進行處理，從而判斷當前探測深度下的介質情況。

在本發明一實施例中，所述大、小極板分別連接有第一、第二電阻，以形成第一、第二RC電路。

在本發明一實施例中，所述自校準信號Fcal作用于大極板前還需經過一二階RC濾波電路進行濾波處理。

在本發明一實施例中，所述自校準信號Fcal為由一PWM校準電路產生的頻率固定占空比變化的PWM信號，通過改變PWM信號的占空比即可改變大、小極板的相位差。

在本發明一實施例中，所述步驟S04中對相位比較后的信號進行濾波后輸出的信號進行處理是通過MCU或者模擬比較器對該信號進行處理。

本發明還提供了一種探測不同深度介質的電路，包括MCU、傳感器、電位器、第一至第三電阻、信號整形及相位比較電路、濾波電路、第一至第二二階RC濾波電路；

所述傳感器由一組PCB銅箔構成，即由一大片銅箔和兩小片銅箔構成，其中，大片銅箔作為大極板，小片銅箔作為小極板；所述傳感器的大、小極板分別與第一、第二電阻構成第一、第二RC電路；

所述MCU輸出一可隨著探測深度的變化而能夠改變探測頻率的深度探測信號Ftest，深度探測信號Ftest經所述電位器至所述第一、第二RC電路的輸入端；所述MCU還輸出一用于調整所述大、小極板相位差的自校準信號Fcal，并經第一二階RC濾波電路、第三電阻至大極板；

所述第一、第二RC電路產生的RC信號經所述信號整形及相位比較電路、濾波電路反饋至所述MCU，經MCU處理后，判斷當前探測深度下的介質情況。

在本發明一實施例中，所述信號整形及相位比較電路包括第一、第二與非門，所述第一與非門的第一輸入端與大極板連接，第一與非門的第二輸入端與第二與非門的輸出端連接，并作為所述信號整形及相位比較電路的輸出端，第一與非門的輸出端與第二與非門的第二輸入端連接，第二與非門的第一輸入端與小極板連接。

在本發明一實施例中，所述濾波電路為第三與非門。

在本發明一實施例中，所述自校準信號Fcal為由MCU產生的頻率固定占空比變化的PWM信號，通過改變PWM信號的占空比即可改變大、小極板的相位差。

相較于現有技術，本發明具有以下有益效果：

1、本發明探測電路相比較傳統電路，省去了運算放大器等模擬器件，電路非常簡潔且完全數字化；前期只要參數調整好，大批量生產一致性非常好；

2、配合MCU軟件，可以實現更靈活的功能。

附圖說明

圖1為本發明電路的原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的技術方案進行具體說明。

本發明一種探測不同深度介質的方法，包括如下步驟，

S01：提供一傳感器，該傳感器由一組PCB銅箔構成，即由一大片銅箔和兩小片銅箔構成，其中，大片銅箔作為大極板，小片銅箔作為小極板；