[发明专利]一种液面探测装置及方法

说明书

本发明公开了一种液面探测装置及方法，包括取样针、振荡电路和频率检测电路，所述的取样针的信号输出端连接振荡电路的信号输入端，所述的振荡电路的信号输出端连接频率检测电路的信号输入端，所述频率检测电路的信号输出端为液面探测装置的信号输出端；方法为通过检测取样针的输出信号的频率进行液面探测。其优点在于：具有检测精度高，抗干扰能力强的优点，同时简化了装置的电路设计，降低了电路成本和电路的复杂度。

技术领域

本发明涉及液面探测，具体涉及一种液面探测装置及方法。

背景技术

在生物、化学、医疗分析领域，分析仪器需要通过一种所示的取样针(加样针)，现有的检测方法是通过电容-电压转换检测检测处理并发出信号。当取样针接触到液体时，取样针从而引起输出信号电压产生变化，经过电路进行处理后发出脉冲信号。该检测方法的检测电路的结构如图5所示。

上述的检测方法中，取样针根据液面变化产生电容变化，然后将电容变化转化为电压变化得到电压信号。将电压信号经过电路处理后得到脉冲信号。

在实际使用中，取样针的电容值往往是在30pF左右，而在液体量比较少的时候，加样针接触到液面后所产生的差值不超过1pF，这是一个微小的量的变化。

受该电路所限，该电压的变化也比较小，为了处理该微弱的信号，必须引入如图5所示的锁相环电容-电压转换电路、滤波电路、比较器电路等，滤波电路会导致信号反应慢，比较器门限设置不够灵活。加样针的运动以及抽取液体都需要电机，水泵等的参与。这两种器件是主要的电磁干扰来源，会对锁相环电路比较器电路产生影响。输出信号的波形如图6所示。由该图可以看出上述方法中的有效信号掺杂了大量的干扰信号，不利于对检测信号的判断。

综上所述，现有的检测方法存在着灵敏度和抗干扰性的矛盾，提高检测灵敏度的同时会导致仪器的抗干扰性降低，影响检测结果。而提高仪器的抗干扰性则会导致灵敏度降低，无法检测到较少的液体量。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明目的在于提供一种液面探测装置及方法。本发明的检测精度高，抗干扰能力强，同时简化了电路结构。

本发明所述的一种液面探测装置，包括取样针、振荡电路和频率检测电路，所述的取样针的信号输出端连接振荡电路的信号输入端，所述的振荡电路的信号输出端连接频率检测电路的信号输入端，所述频率检测电路的信号输出端为液面探测装置的信号输出端。

优选地，所述的振荡电路为555振荡电路,所述的555振荡电路包括555芯片、调节电阻和调节电容，所述的555芯片包括放电引脚、阈值引脚和触发引脚，所述的放电引脚通过调节电阻短接阈值引脚，所述的阈值引脚短接触发引脚后的公共端经过调节电容连接模拟地，所述的取样针的信号输出端连接阈值引脚。

优选地，所述的频率检测电路包括MCU、第一档位开关和第二档位开关，所述的第一档位开关和第二档位开关分别连接MCU的两个档位引脚，还包括用于短接第一档位开关和第二档位开关的跳线帽。

一种液面探测方法为通过检测取样针的输出信号的频率进行液面探测。

优选地，取样针探测液面生成信号并输入到振荡电路中，振荡电路将取样针输入的信号转化为振荡信号输出到频率检测电路中，频率检测电路检测振荡信号的频率；当所述的频率低于空载频率且单位时间内的波动幅度大于阈值，判定液面处于清洗状态；当所述的频率低于空载频率且单位时间内的波动幅度小于阈值，判定液面处于接触状态，所述的空载频率为取样针未接触液面时的稳态频率。

优选地，通过跳线帽短接第一档位开关和第二档位开关设置频率检测电路的灵敏度。

优选地，将所述的取样针的信号输出端并接调节电阻和调节电容，通过设置调节电阻的电阻值和调节电容的电容值设置取样针探测的灵敏度。

本发明所述的一种液面探测装置及方法，其优点在于：