本發(fā)明涉及海洋水位監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種海洋水位監(jiān)測(cè)用水位傳感器。

背景技術(shù)：

水位報(bào)警傳感器能夠監(jiān)視容器中儲(chǔ)水量，同時(shí)也可以作為密閉空間的進(jìn)水報(bào)警傳感器。尤其是，在海洋、湖泊、河流中的儀器設(shè)備中均存在密封電子艙，用于電子設(shè)備的存儲(chǔ)。為了設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備中均安裝有安全實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，其中進(jìn)水報(bào)警傳感器是必不可少的安全監(jiān)測(cè)設(shè)備。

常用水位報(bào)警器有機(jī)械浮球水位報(bào)警器、磁感應(yīng)水位報(bào)警器、電子式水位報(bào)警器等。機(jī)械浮球水位報(bào)警器是通過(guò)水位改變浮球的位置觸發(fā)開(kāi)關(guān)報(bào)警；磁感應(yīng)水位報(bào)警器是通過(guò)水位改變環(huán)形磁鐵浮球位置觸發(fā)磁簧開(kāi)關(guān)報(bào)警；電子式水位計(jì)通過(guò)電子探頭對(duì)水位進(jìn)行監(jiān)測(cè)改變輸出信號(hào)的高低電平狀態(tài)啟動(dòng)報(bào)警。在個(gè)別設(shè)備中也有采用濕度傳感器作為進(jìn)水報(bào)警傳感器使用，通過(guò)設(shè)備內(nèi)部相對(duì)濕度的改變觸發(fā)報(bào)警。

機(jī)械浮球水位報(bào)警器、磁感應(yīng)水位報(bào)警器只有當(dāng)水位達(dá)到一定高度后才能觸發(fā)水位報(bào)警器，不能夠滿足較低水位報(bào)警。尤其是，不能夠滿足作為進(jìn)水報(bào)警傳感器時(shí)，實(shí)時(shí)報(bào)警的需求。另外，當(dāng)設(shè)備處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，浮球或機(jī)械臂受慣性影響發(fā)生位置改變，導(dǎo)致誤報(bào)警現(xiàn)象的存在。

目前市場(chǎng)上的電子式水位報(bào)警器均采用感應(yīng)兩個(gè)電極是否浸入水中狀態(tài)，從而改變信號(hào)輸出的高低電平觸發(fā)報(bào)警。

雙電極一極直接接直流電源，當(dāng)雙電極浸入水中時(shí)，兩個(gè)電極導(dǎo)通，通過(guò)放大器輸出高電平，否則輸出低電平。當(dāng)儀器與水面存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)致輸出信號(hào)不穩(wěn)定，增加了后期信號(hào)提取的難度。

采用濕度傳感器作為進(jìn)水報(bào)警傳感器時(shí)，儀器內(nèi)濕度受儀器安裝時(shí)，尤其是野外維護(hù)時(shí)環(huán)境濕度影響較大，不便于報(bào)警信號(hào)的有效提取。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種海洋水位監(jiān)測(cè)用水位傳感器；該海洋水位監(jiān)測(cè)用水位傳感器能夠適應(yīng)海洋的惡劣環(huán)境，同時(shí)能夠解決目前水位報(bào)警器存在的延時(shí)報(bào)警、誤報(bào)警及報(bào)警信號(hào)紊亂的缺陷。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：

一種海洋水位監(jiān)測(cè)用水位傳感器，至少包括：

雙電極探頭；

連接于雙電極探頭上的第一電流放大單元和第二電流放大單元；其中：所述第一電流放大單元包括mos管；所述第二電流放大單元包括三極管；所述mos管的源極與雙電極探頭的一個(gè)電極電連接；所述三極管的基極與雙電極探頭的另一個(gè)電極電連接；

與第一電流放大單元電連接的第一信號(hào)隔離單元；所述第一信號(hào)隔離單元包括第一光電隔離器、第二電阻、以及第三電阻；所述第一光電隔離器的信號(hào)輸入端子分別與mos管的漏極和柵極電連接；所述mos管的柵極通過(guò)第三電阻接地；所述第一光電隔離器的信號(hào)輸出端子通過(guò)第二電阻接地；所述mos管的漏極與電源端子電連接；

與第二電流放大單元電連接的第二信號(hào)隔離單元；所述第二信號(hào)隔離單元包括第二光電隔離器、第四電阻、以及第五電阻；所述第二光電隔離器的信號(hào)輸入端子與三極管的集電極電連接；所述三極管的發(fā)射極與第二光電隔離器的輸出端電連接；所述第二光電隔離器的輸入端子通過(guò)第五電阻接地；所述三極管的發(fā)射極接地；所述第二光電隔離器的輸出端通過(guò)第四電阻與電源端子電連接；

用于產(chǎn)生基準(zhǔn)方波信號(hào)的振蕩器單元；所述振蕩器單元包括滑動(dòng)電阻器、電容、第四非門(mén)、第五非門(mén)；所述第四非門(mén)的輸出端子與第五非門(mén)的輸入端子電連接；所述第五非門(mén)的輸出端子與第一光電隔離器的輸出端子電連接；所述第四非門(mén)的輸入端子通過(guò)電容與第五非門(mén)的輸出端子電連接；所述第四非門(mén)的輸入端子通過(guò)滑動(dòng)電阻器與第四非門(mén)的輸出端子電連接；

邏輯單元；所述邏輯單元包括第七非門(mén)、與門(mén)；所述第七非門(mén)的第一端子與與門(mén)的第一輸入端子電連接；所述與門(mén)的第二輸入端子與第二光電隔離器的輸出端子電連接；所述與門(mén)的第二輸入端子通過(guò)第四電阻與電源端子電連接；

計(jì)數(shù)單元；所述計(jì)數(shù)單元包括計(jì)數(shù)器和雙排插座；所述與門(mén)的輸出端子與計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘端子電連接；所述計(jì)數(shù)器的輸出端子與雙排插座的輸入端子電連接；所述雙排插座的輸出端子與報(bào)警信號(hào)端子電連接；所述報(bào)警信號(hào)端子與第七非門(mén)的輸入端子電連接；所述計(jì)數(shù)器的復(fù)位端子接復(fù)位信號(hào)；

以及為上述每個(gè)單元提供電能的供電單元。

進(jìn)一步：所述mos管為p溝道m(xù)os管。

進(jìn)一步：所述雙電極探頭的殼體上涂有憎水涂層。

進(jìn)一步：所述計(jì)數(shù)單元包括依次串聯(lián)的第一計(jì)數(shù)器、第二計(jì)數(shù)器和第三計(jì)數(shù)器。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明采用雙電極作為水位監(jiān)測(cè)探頭，結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)現(xiàn)在不同高度的準(zhǔn)確安裝，避免延時(shí)報(bào)警；

本發(fā)明采用雙電極作為水位監(jiān)測(cè)探頭，避免了慣性導(dǎo)致的誤報(bào)警現(xiàn)象；

本發(fā)明采用頻率信號(hào)作為雙電極電源及第二電流放大單元、第二信號(hào)隔離單元、邏輯單元的輸入信號(hào)，通過(guò)計(jì)數(shù)單元累加計(jì)數(shù)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，避免水位傳感器與水面存在相對(duì)運(yùn)行時(shí)報(bào)警信號(hào)紊亂現(xiàn)象；

本發(fā)明報(bào)警信號(hào)通過(guò)邏輯單元對(duì)計(jì)數(shù)器單元形成反饋，形成穩(wěn)定的報(bào)警信號(hào)；

本發(fā)明可以接收上位機(jī)的復(fù)位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位；

本發(fā)明振蕩器單元頻率可調(diào)、計(jì)數(shù)器單元計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)可調(diào)；

本發(fā)明雙電極探頭的表面涂有憎水涂層，實(shí)現(xiàn)探頭處水汽、水滴凝結(jié)產(chǎn)生誤報(bào)警及報(bào)警信號(hào)迅速?gòu)?fù)位。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電路框圖；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的電路圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的頻率信號(hào)圖；

具體實(shí)施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下：

請(qǐng)參閱圖1至圖3，一種海洋水位監(jiān)測(cè)用水位傳感器，包括：

雙電極探頭P1；

連接于雙電極探頭上的第一電流放大單元和第二電流放大單元；其中：所述第一電流放大單元包括mos管Q1；所述第二電流放大單元包括三極管Q2；所述mos管Q1的源極與雙電極探頭的A電極電連接；所述三極管Q2的基極與雙電極探頭的B電極電連接；本優(yōu)選實(shí)施例中的mos管為p溝道m(xù)os管

與第一電流放大單元電連接的第一信號(hào)隔離單元；所述第一信號(hào)隔離單元包括第一光電隔離器U8、第二電阻R2、以及第三電阻R3；所述第一光電隔離器U8的信號(hào)輸入端子分別與mos管Q1的漏極和柵極電連接；所述mos管Q1的柵極通過(guò)第三電阻R3接地；所述第一光電隔離器U8的信號(hào)輸出端子通過(guò)第二電阻R2接地GND；所述mos管Q1的漏極與電源端子VCC電連接；

與第二電流放大單元電連接的第二信號(hào)隔離單元；所述第二信號(hào)隔離單元包括第二光電隔離器U9、第四電阻R4、以及第五電阻R5；所述第二光電隔離器U9的信號(hào)輸入端子與三極管Q2的集電極電連接；所述三極管Q2的發(fā)射極與第二光電隔離器U9的輸出端電連接；所述第二光電隔離器U9的輸入端子通過(guò)第五電阻R5接地；所述三極管Q2的發(fā)射極接地GND；所述第二光電隔離器U9的輸出端通過(guò)第四電阻R4與電源端子VCC電連接；

用于產(chǎn)生基準(zhǔn)方波信號(hào)的振蕩器單元；所述振蕩器單元包括滑動(dòng)電阻器R1、電容C1、第四非門(mén)U4、第五非門(mén)U5；所述第四非門(mén)U4的輸出端子與第五非門(mén)U5的輸入端子電連接；所述第五非門(mén)U5的輸出端子與第一光電隔離器U8的輸出端子電連接；所述第四非門(mén)U4的輸入端子通過(guò)電容C1與第五非門(mén)U5的輸出端子電連接；所述第四非門(mén)U4的輸入端子通過(guò)滑動(dòng)電阻器R1與第四非門(mén)U4的輸出端子電連接；

邏輯單元；所述邏輯單元包括第七非門(mén)U7、與門(mén)U6；所述第七非門(mén)U7的第一端子與與門(mén)U6的第一輸入端子電連接；所述與門(mén)U6的第二輸入端子與第二光電隔離器U9的輸出端子電連接；所述與門(mén)U6的第二輸入端子通過(guò)第四電阻R4與電源端子VCC電連接；

計(jì)數(shù)單元；所述計(jì)數(shù)單元包括計(jì)數(shù)器和雙排插座J1；所述與門(mén)U6的輸出端子與計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘端子電連接；所述計(jì)數(shù)器的輸出端子與雙排插座J1的輸入端子電連接；所述雙排插座J1的輸出端子與報(bào)警信號(hào)端子電連接；所述報(bào)警信號(hào)端子與第七非門(mén)U7的輸入端子電連接；所述計(jì)數(shù)器的復(fù)位端子接復(fù)位信號(hào)；

以及為上述每個(gè)單元提供電能的供電單元。

所述雙電極探頭的殼體上涂有憎水涂層。

所述計(jì)數(shù)單元包括依次串聯(lián)的第一計(jì)數(shù)器U1、第二計(jì)數(shù)器U2和第三計(jì)數(shù)器U3。

上述優(yōu)選實(shí)施例主要包括：供電單元、振蕩器單元、第一信號(hào)隔離單元、第一電流放大單元、第二電流放大單元、第二信號(hào)隔離單元、邏輯單元、計(jì)數(shù)器單元。

供電單元為振蕩器單元、第一信號(hào)隔離單元、第一電流放大單元、第二電流放大單元、第二信號(hào)隔離單元、邏輯單元、計(jì)數(shù)器單元提供供電。

振蕩器單元為系統(tǒng)提供基準(zhǔn)方波信號(hào)，優(yōu)選：振蕩器單元包括滑動(dòng)電阻器R1、電容C1、第四非門(mén)U4、第五非門(mén)U5；上述一個(gè)滑動(dòng)電阻器、一個(gè)電容、兩個(gè)非門(mén)組成RC振蕩器。

信號(hào)隔離單元用于對(duì)振蕩器單元與第一電流放大單元進(jìn)行信號(hào)隔離，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

第二信號(hào)隔離單元用于對(duì)第二電流放大單元與邏輯單元進(jìn)行信號(hào)隔離，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，優(yōu)選光電隔離芯片、電磁隔離芯片。

第一電流放大單元用于對(duì)振蕩器單元產(chǎn)生的周期信號(hào)進(jìn)行電流放大，提高其驅(qū)動(dòng)能力，優(yōu)選柵極管。

第二電流放大單元用于對(duì)電極B產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行電流放大，提高其驅(qū)動(dòng)能力，優(yōu)選柵極管。

邏輯單元用于為計(jì)數(shù)器單元提供信號(hào)源，由一個(gè)與門(mén)和一個(gè)非門(mén)組成。第二信號(hào)隔離單元和與門(mén)的一個(gè)輸入端電連接，輸出信號(hào)通過(guò)非門(mén)和與門(mén)的另一個(gè)輸入端電連接。

計(jì)數(shù)器單元用于對(duì)報(bào)警信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，只有收到一定數(shù)量的周期信號(hào)后才能輸出報(bào)警信號(hào)，避免傳感器與水位存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)信號(hào)紊亂的情況發(fā)生。

請(qǐng)參閱圖3，P0為振蕩器產(chǎn)生的基準(zhǔn)方波信號(hào)，L1、L2為兩種水位信號(hào)，S1、S2分別為對(duì)應(yīng)L1、L2的電極B經(jīng)過(guò)電流放大和信號(hào)隔離后產(chǎn)生的初級(jí)水位信號(hào)，A1、A2分別為對(duì)應(yīng)L1、L2輸出的報(bào)警信號(hào)。這里介紹的示例不含復(fù)位信號(hào)。

在圖3中針對(duì)水位信號(hào)L1，S1在水位發(fā)生變化后產(chǎn)生于P0同頻率的方波信號(hào)，當(dāng)信號(hào)個(gè)數(shù)通過(guò)計(jì)數(shù)器單元累加到一定量時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，也就是A1發(fā)生了變化。另外，當(dāng)A1為高電平時(shí)通過(guò)邏輯單元輸出的信號(hào)為低電平，計(jì)數(shù)器數(shù)字不再累加，避免輸出信號(hào)發(fā)生反轉(zhuǎn)。

在圖3中針對(duì)水位信號(hào)L2，水位與傳感器存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)S2的方波信號(hào)出現(xiàn)斷續(xù)情況，而通過(guò)計(jì)數(shù)器累加到一定方波信號(hào)數(shù)量后，發(fā)生報(bào)警信號(hào)，避免了報(bào)警信號(hào)的時(shí)斷時(shí)續(xù)情況的發(fā)生。同樣，當(dāng)發(fā)生報(bào)警信號(hào)后，報(bào)警信號(hào)通過(guò)邏輯單元反饋回計(jì)數(shù)器單元，避免報(bào)警信號(hào)消失。

請(qǐng)參閱圖2，圖2是一種上述具體實(shí)施例中一種優(yōu)選電路。其中滑動(dòng)電阻器R1、電容C1、反相器U4、U5構(gòu)成一種振蕩器的優(yōu)選電路。光電隔離器U8、電阻R2、R3構(gòu)成一種隔離單元的優(yōu)選電路。Mos管Q1作為電流放大單元1的優(yōu)選電路。第二電流放大單元一種優(yōu)選電路采用三極管Q2。光電隔離器U9、第四電阻R4、第五電阻R5構(gòu)成一種優(yōu)選電路。第七非門(mén)U7、與門(mén)U6構(gòu)成一種邏輯單元的優(yōu)選電路。計(jì)數(shù)器U1、U2、U3及雙排插座J1構(gòu)成計(jì)數(shù)單元的一種優(yōu)選電路。

以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。