[發明專利]基于MCU的液面探測電路模塊

在審

• 申請號: 202011076394.0
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112067082A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王超;耿瑞峰;王聰;劉森;王棟;孫海陽;聶晶晶;劉聰;魏文娟
• 申請（專利權）人: 安圖實驗儀器（鄭州）有限公司
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26;G01N1/38;G01N35/10;G05B19/042;H03B28/00
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

1.一種基于MCU的液面探測電路模塊，其特征在是，包括下述單元：

正弦波發生單元，用于接收MCU輸出的PWM方波，并將所述PWM方波經帶通濾波器變為正弦波信號輸出給電壓分壓單元；

所述電壓分壓單元，用于接收所述正弦波發生單元輸出的所述正弦波信號，并將正弦波信號與被探測液面的電容值信號經電阻分壓后輸出給電壓跟隨和帶通濾波器單元；

所述電壓跟隨和帶通濾波器單元，用于將接收的經電阻分壓后的正弦波信號進行帶通濾波輸出給第一整流濾波單元；

所述第一整流濾波單元，用于將接收的經帶通濾波器濾波的正弦波信號進行整流濾波變成直流信號，為儀表運算放大器單元提供參考電壓；

所述儀表運算放大器單元，用于接收第一整流濾波單元輸出的所述直流信號，執行MCU發送的液面探測指令，向第二整流濾波單元輸出被探測液面的電容值信號；

所述第二整流濾波單元，用于將接收的所述電容值信號進行整流濾波后發送至MCU的模數轉換接口，供MCU判斷加樣針是否接觸液；

加樣針電機控制單元，用于接收MCU發送的控制指令，控制加樣針電機正轉、停止、反轉。

2.根據權利要求1所述基于MCU的液面探測電路模塊，其特征在于：

所述正弦波發生單元包括第一運算放大器U1，所述第一運算放大器U1正向輸入端通過濾波電容C2、濾波電阻R1構成的串聯電路與所述MCU的PWM方波輸出端連接；

所述電壓分壓單元包括數據線接口J1和分壓電阻R7,所述數據線接口J1輸入端用于接收被探測液面的電容值信號，所述分壓電阻R7高電位端與第一運算放大器U1輸出端連接，分壓電阻R7低電位端與數據線接口J1輸出端連接；

所述電壓跟隨和帶通濾波器單元包括第二運算放大器U2，所述第二運算放大器U2正向輸入端經電阻R8與數據線接口J1輸出端連接，第二運算放大器U2第一輸出端與所述第一整流濾波單元輸入端連接，第二運算放大器U2第二輸出端經濾波器電阻R13、濾波器電阻R11與第二運算放大器U2第一輸出端連接；

所述第一整流濾波單元包括第一整流二極管D1，由電容C10、C11、電感L1組成的第一π形濾波器，第一整流濾波單元輸出端分別與所述儀表運算放大器單元輸入端、MCU的第一模數轉換接口連接；

所述儀表運算放大器單元包括差分運算放大器U3，所述差分運算放大器U3反向輸入端與第一整流濾波單元輸出端連接，差分運算放大器U3正向輸入端與MCU的數模轉換接口連接，差分運算放大器U3輸出端與所述第二整流濾波單元輸入端連接；

所述第二整流濾波單元包括第二整流二極管D2，由電容C16、C17、電感L2組成的第二π形濾波器和電壓嵌位二極管D3；

所述第二整流二極管D2、第二π形濾波器和電壓嵌位二極管D3串聯后與MCU的第二模數轉換接口連接；MCU的控制輸出端與所述加樣針電機控制單元輸入端連接；

所述加樣針電機控制單元由三極管Q1和光電耦合器U4構成；所述三極管Q1基極經電阻R19與MCU的控制輸出端連接，三極管Q1集電極與所述光電耦合器U4輸入端連接，光電耦合器U4輸出端用于控制加樣針電機正轉、停止、反轉。