[实用新型]一种基于TOF技术的液位开关

说明书

本实用新型提供了一种基于TOF技术的液位开关，属于工业传感器与工业控制技术领域。所述基于TOF技术的液位开关包括信号控制电路板、超声波发射头、超声波接收头和温度传感器；其中超声波发射头用于把电能转换成声波能；超声波接收头用于把声波能转换成电信号；温度传感器用于在探测过程中进行温度补偿。利用TOF器件和微控制单元，在探测接收端信号强弱的同时，测量发射端到接收端的声波飞行时间，并使用温度传感器进行温度补偿。

技术领域

本实用新型涉及工业传感器与工业控制技术领域，特别涉及一种基于TOF技术的液位开关。

背景技术

液位开关主要用于冷冻空调、食品加工、空油压机械、造船、石油化工、饮料等行业，其作用主要是对液体容器的单点液位进行自动化检测与控制。常见的液位开关按照不同的检测原理分主要有浮球式、光电式、音叉式、电容式和磁致伸缩等。最近出现的超声波式液位开关，主要是依据空气和液体两种不同介质对超声波的传输声阻抗不同，从而判断传输路径中是否有液体填充。和其他液位开关相比，超声波液位开关的液位测试只与被测介质的声阻抗参数有关，与介质的粘度无关，因此克服了其他液位开关受介质粘度影响的缺点。

目前的超声波液位开关有两种，一种是安装于液体容器顶端，可以进行连续测量的非接触式多点液位计，另一种是安装于容器侧壁的接触式单点液位计，两种超声波液位开关虽然都是利用超声波传感器发射和接收超声波信号进行探测，但原理不同：前者超声波脉冲由传感器（换能器）发出，声波经液体表面反射后被同一传感器接收或超声波接收器接收，再经过压电晶体转换成电信号，并通过声波的发射和接收之间的时间差来计算传感器到被测液体表面的距离，该种超声波多点液位开关由于采用非接触的测量，被测介质几乎不受限制，可广泛用于各种液体高度的测量；后者是利用声波在气体中和液体中传播时的衰减不同，声波发射器发射的弱信号在空气中传播时接收器几乎没有信号，而在液体中传播时接收器信号很强，通过检测声波接收信号的大小或强度可以用来检测液位。但是现有的超声波液位开关精度不高，液体的粘稠度和温度对声波信号强弱影响不同，测量结果往往会受到影响。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于TOF技术的液位开关，以解决现有的液位测量受液体粘稠度、温度影响的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于TOF技术的液位开关，包括：

信号控制电路板；

超声波发射头，用于把电能转换成声波能；

超声波接收头，把声波能转换成电信号；

温度传感器，在探测过程中进行温度补偿。

可选的，所述信号控制电路板包括相互连接的集成电源管理电路、微控制单元和TOF器件。

可选的，所述集成电源管理电路用于完成宽动态范围的电压转换；所述微控制单元用于控制整个系统的初始化配置；所述TOF器件用于计算信号发射开始到接收中的时间间隔并把该信息反馈给所述微控制单元。

可选的，所述基于TOF技术的液位开关还包括不锈钢外壳，所述信号控制电路板、所述超声波发射头、所述超声波接收头和所述温度传感器均在所述不锈钢外壳内部。

可选的，所述超声波发射头的发射面正对所述超声波接收头的接收面，并一体化成型于所述不锈钢外壳内部。

可选的，所述所述超声波发射头和所述超声波接收头的材质均为压电陶瓷。

在本实用新型中提供了一种基于TOF技术的液位开关，包括信号控制电路板、超声波发射头、超声波接收头和温度传感器；其中超声波发射头用于把电能转换成声波能；超声波接收头用于把声波能转换成电信号；温度传感器用于在探测过程中进行温度补偿。利用TOF器件和微控制单元，在探测接收端信号强弱的同时，测量发射端到接收端的声波飞行时间，并使用温度传感器进行温度补偿。

附图说明