專利名稱：不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液位測(cè)量裝置，特別是涉及一種不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)，屬于自動(dòng)化儀表技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)的結(jié)構(gòu)是，采用直流或低頻低壓交流給測(cè)量電極，持續(xù)通電，然后再通過三極管運(yùn)放或其它電子元件組成信號(hào)檢測(cè)電路，如果檢測(cè)的電流大或電阻小，則視為電極已接通，否則視為電極斷開。使用一般電子元器件使對(duì)應(yīng)接通電極的位置指示出來，就可側(cè)知對(duì)應(yīng)液體的液位。其缺點(diǎn)是1、對(duì)插入液體的電極持續(xù)通電，會(huì)很快使測(cè)量電極被電解腐蝕和極化而失去測(cè)量作用，一般的電極材料只能使用6個(gè)月。
2、如果使用特殊材料制成的電極，價(jià)格昂貴、電路和結(jié)構(gòu)具有局限性，安裝中電極接線復(fù)雜，調(diào)試維修麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種以單片機(jī)為控制核心，間斷通電，測(cè)量電極的使用壽命長(zhǎng)，操作安全可靠，制造成本低的不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案該裝置由顯示控制電路、電源電路、單片機(jī)電路構(gòu)成。單片機(jī)電路的輸出端與由開關(guān)器件構(gòu)成的去極化電路、電極通電電路相連，與顯示及控制電路連接，其輸入端與由開關(guān)器件構(gòu)成的電壓、電流檢測(cè)電路相連，電極通電控制電路與液位電極連接，液位電極與電流電壓檢測(cè)電路連接。
由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型可使普通測(cè)量電極的使用壽命可達(dá)到10年以上。本裝置可使用普通電線電纜作為電極材料使系統(tǒng)成本降低，提高了經(jīng)濟(jì)適用性。除此之外，本裝置具有對(duì)電極電阻的自動(dòng)初始化測(cè)試存儲(chǔ)和自補(bǔ)償功能，在連接線路的操作過程中，不需要區(qū)別線號(hào)可任意接線，操作方便可靠性強(qiáng)。調(diào)試維修方便。適用于家庭、商業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域使用。


圖1是本實(shí)用新型硬件原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型原理圖。圖中SW0、SW1和SW2分別為測(cè)量電極的兩端。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1參見圖1。本實(shí)用新型由顯示控制電路、電源電路、單片機(jī)電路、去極化電路、通電開關(guān)電路、電壓電流檢測(cè)電路組成。單片機(jī)根據(jù)測(cè)量電極的數(shù)量及成本、質(zhì)量諸方面的要求選定。本實(shí)用新型的單片機(jī)采用MEGA8配以輔助器件電容組成單片機(jī)電路。單片機(jī)電路的輸出端與去極化電路、電極通電電路相連，與顯示及控制電路連接，其輸入端與電流電壓檢測(cè)電路相連，電極通電控制電路與液位電極連接，液位電極與電流電壓檢測(cè)電路連接。電源電路與顯示控制電路、單片機(jī)、電極通電控制電路、去極化電路、電流電壓檢測(cè)電路連接。
實(shí)施例2參見圖2。本實(shí)用新型的去極化電路的開關(guān)器件采用光耦合器M2，光耦合器M2由發(fā)光二極管、三極管組成，與電阻R1、R10、R11組成去極化電路，其中光耦合器M2的輸入腳1腳與單片機(jī)的輸出腳PD0即30腳連接，光耦合器M2的輸出腳7腳與電阻R10、R11連接，與8腳連通，8腳與電源電路VDD連接，2腳與電阻R1連接，電阻R1的另一端與通電開關(guān)電路連接。電阻R10的另一端與測(cè)量電極SW1連接，R11的另一端與測(cè)量電極SW2連接。測(cè)量電極SW1的一端與電壓、電流檢測(cè)電路的電阻R9連接，測(cè)量電極SW2的一端與電壓、電流檢測(cè)電路的電阻R8連接。單片機(jī)30腳輸出高電平，則光耦合器M2和限流電阻R10、R11加到測(cè)量電極SW1和SW2上，通過電極間介質(zhì)，到電極的另一端SW0，又通過電阻R5到電源負(fù)端VSS，從而完成對(duì)電極的反向充電即去極化過程。
電壓、電流檢測(cè)電路的開關(guān)器件采用光耦合器M1，光耦合器M1與電阻R9、R8、R14、R15組成電壓、電流檢測(cè)電路，其中光耦合器M1的輸入端通過電阻R9與測(cè)量電極SW1的一端連接，通過電阻R8與測(cè)量電極SW2的一端連接。光耦合器M1的輸出端8腳與單片機(jī)的PC1即24腳連接，與電阻R14連接，6腳與單片機(jī)的PC2即25腳連接，與電阻R15連接。電阻R14、R15相連與電源電路VCC連接。2、4腳與通電開關(guān)電路連接，5、7腳接地。當(dāng)需要檢測(cè)時(shí)，在電極的公共端SW0加上適當(dāng)?shù)碾妷汉螅盘?hào)將通過電極間的介質(zhì)反應(yīng)到電極的另一端SW1、SW2端，如果電極間的介質(zhì)電阻小于預(yù)定值，表示該電極已被導(dǎo)電介質(zhì)浸沒，否則表示被測(cè)液體液位低于該電極點(diǎn)的位置。而電極間的這種電阻變化，直接使光耦合器M1的輸入端的發(fā)光二極管通過電流發(fā)生變化，從而使M1的輸出三極管呈現(xiàn)導(dǎo)通電阻的不同，這一信號(hào)觸發(fā)與之連接的單片機(jī)管腳PC1、PC2，通過單片機(jī)內(nèi)部程序的控制而完成對(duì)電極間電信號(hào)變化的檢測(cè)過程。
通電開關(guān)電路由光耦合器M3、電阻R2、R5組成，光耦合器的3腳與單片機(jī)的PD1即31腳連接，并受控于31腳，4腳通過電阻R2與去極化電路的電阻R1連接接地，5腳與測(cè)量電極的公共端SW0相連。同時(shí)與接地電阻R5的一端連接。R5的另一端與負(fù)電源VSS連接。6腳與光耦合器M2的8腳連接接電源電壓電路VDD。電阻R5的作用是為電極去極化時(shí)提供流經(jīng)電極的負(fù)向通路。其工作過程是，當(dāng)需要測(cè)量時(shí)，由單片機(jī)內(nèi)部程序控制打開通電開關(guān)，單片機(jī)的PD1輸出高電平相當(dāng)于M2的5、6腳連通，電極工作電源被加到電極上，測(cè)量結(jié)束時(shí)，測(cè)量電極此端電源被斷開，此時(shí)接地電路使測(cè)量電極的這一端連接到地電平，這樣就完成了電極通電過程。
如圖2，本實(shí)用新型的單片機(jī)的7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17腳串接與顯示電路連接，20、21腳之間串接電容C8，3、4、5腳串接，其中4腳連接電容C6、C7。顯示電路和電源電路可任意選用常規(guī)電路。本實(shí)用新型的開關(guān)器件全部選用的是光耦合器，光耦合器M1、M2、M3還可用三極管、繼電器等開關(guān)器件代替，它們的輸入端受控于單片機(jī)輸出腳，其開關(guān)的輸出端與液位電極的兩端相連。
本實(shí)用新型的工作過程及原理單片機(jī)輸出口PD1輸出高電平，打開通向液位公共電極SW0。通過測(cè)量介質(zhì)到電極的另一端SW1、SW2...SWn，再經(jīng)過信號(hào)檢測(cè)電路的限流電阻R8、R9...Rn到光耦合器M1的輸入發(fā)光二極管而后到通電電源的負(fù)端。如果被測(cè)介質(zhì)達(dá)到測(cè)量電極之間，則該電極間電阻就小，否則電阻就大，電阻的大小被直接線性地反映到檢測(cè)電路光耦合器M1的輸入端，經(jīng)光耦轉(zhuǎn)換作用將此信號(hào)直接傳送到單片機(jī)的輸入口。通過單片機(jī)內(nèi)部程序?qū)崿F(xiàn)通電和信號(hào)檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)電阻(電位)的大小，進(jìn)行顯示、控制或報(bào)警。這種短時(shí)間檢測(cè)結(jié)束后，短開通電開關(guān)，接通去極化電路短時(shí)給電極反向充電，使可能被測(cè)量中微量電解的電極被反向電鍍回電極，而后電極與電源斷開，對(duì)電極進(jìn)行休眠保護(hù)，這樣既完成了精確的測(cè)量過程也完成了對(duì)電極的保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)，由顯示控制電路、電源電路、單片機(jī)電路構(gòu)成，其特征在于，單片機(jī)電路的輸出端與由開關(guān)器件構(gòu)成的去極化電路、電極通電電路相連，與顯示及控制電路連接，其輸入端與由開關(guān)器件構(gòu)成的電壓、電流檢測(cè)電路相連，電極通電控制電路與液位電極連接，液位電極與電流電壓檢測(cè)電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)，其特征在于，去極化電路的開關(guān)器件采用光耦合器M2，光耦合器M2與電阻組成去極化電路，其中光耦合器M2的輸入腳1腳與單片機(jī)的輸出腳30腳連接，光耦合器M2的輸出腳7腳與電壓、電流檢測(cè)電路的總線SW1、SW2連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)，其特征在于，通電開關(guān)電路的開關(guān)器件采用光耦合器M3，光耦合器M3與電阻組成通電開關(guān)電路，光耦合器M3的輸入腳3腳與單片機(jī)的輸出腳31腳連接，4腳通過電阻R2與去極化電路的電阻R1連接5腳通過電阻R5與電壓、電流檢測(cè)電路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)，其特征在于，電壓、電流檢測(cè)電路的開關(guān)器件采用光耦合器M1，光耦合器M1與電阻組成電壓、電流檢測(cè)電路，其中光耦合器M1的8腳與單片機(jī)的24腳連接，6腳與單片機(jī)的25腳連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)，其特征在于，所述的開關(guān)器件或者采用三極管、繼電器。
專利摘要一種不腐蝕電極的電接點(diǎn)液位計(jì)，由顯示控制電路、電源電路、單片機(jī)電路等組成。單片機(jī)電路的輸出端與由開關(guān)器件構(gòu)成的去極化電路、電極通電電路相連，與顯示及控制電路連接，其輸入端與由開關(guān)器件構(gòu)成的電壓、電流檢測(cè)電路相連，電極通電控制電路與液位電極連接，液位電極與電流電壓檢測(cè)電路連接。本裝置使用普通材料做電極，電極使用壽命可達(dá)10年以上。本裝置具有對(duì)電極電阻的自動(dòng)初始化測(cè)試存儲(chǔ)和自補(bǔ)償功能，在連接線路的操作過程中，不需要區(qū)別線號(hào)可任意接線，操作方便可靠性強(qiáng)。調(diào)試維修方便。適用于家庭、商業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域使用。
文檔編號(hào)G01F23/24GK2638041SQ03277268
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月22日
發(fā)明者劉印同, 劉印寶 申請(qǐng)人:劉印同