玻璃管液位检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种液位检测装置，更具体地说涉及一种玻璃管液位检测装置，采用CIS传感器检测的精密液位检测装置。

背景技术：

液位检测广泛应用于工业生产过程中，特别是有些场合，液位检测需要检测精度比较高，而且不能与被测液体直接接触，采用CIS传感器实现高精度非接触液位检测是比较有实用价值的。目前CIS广泛应用在扫描仪、点钞机中，但是用CIS传感器检测液位的应用还不多。

华中科技大学能源与动力工程学院的陈良才教授曾研究的CIS实时检测液位的系统，需要采用专门的外部时钟驱动电路来驱动CIS，结构复杂。其系统测量的平均误差为 0.1185mm，最大误差为0.66mm。

上海理工大学于佩采用FPGA制作的CIS传感器液位检测装置，结构复杂，其测量的液体为有色液体，基本误差达到0.5mm

上海理工大学郭万强制作的液位检测装置，采用289脚FBGA封装32位ARM微处理器S3C2440A，64M的NAND Flash K9F1208U0M程序存储器、和SDRAM存储器、FIFO 存储芯片AL422B，模数转换器ADS930，信号调理电路、显示与通信模块、CIS传感器、平行光源等，可测无色和有色液体，AD数据采集时先进入FIFO后，再进入ARM进行分析处理，系统虽然比其他简单，但仍然比较复杂，成本也比较高。

本实用新型仅需采用44引脚TQFP封装16位单片机dsPIC33EP64MC504、模数转换器AD9280、信号调理与滤波模块、显示与通信模块、CIS传感器、cob日行灯。所需元件数目少(不需要FLASH、SDRAM和FIFO)；CIS不需要外部时钟驱动电路，结构更简单；元件成本低(微处理器采用16位单片机，而非ARM或FPGA)；不需要平行光源，只用廉价的汽车用cob日行灯；系统电源为单一3V系统，而且单片机仅44引脚，焊接工作量也大大减少。本实用新型可检测无色和有色液体。实际测量误差小于±0.1mm

技术实现要素：

本实用新型可检测玻璃管中无色和有色液体的液位。

本实用新型的技术方案为：一种玻璃管液位检测装置，包括dsPIC33EP64MC504单片机、AD9280模数转换器、信号调理与滤波模块、CIS传感器、cob日行灯；其中单片机 dsPIC33EP64MC504与模数转换器AD9280双向连接，信号调理与滤波模块与模数转换器 AD9280单向连接，CIS传感器与单片机dsPIC33EP64MC504单向连接，CIS传感器与信号调理与滤波模块单向连接，显示与通信模块与单片机dsPIC33EP64MC504双向连接，cob日行灯位于玻璃管一侧，CIS传感器位于玻璃管另一侧，cob日行灯发的光，经玻璃管折射后成像。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型可实现玻璃管液位的高精度检测，结构简单，成本低廉，使用和维护方便。

附图说明

图1为本实用新型玻璃管液位检测装置的原理框图

图2图3为本实用新型玻璃管液位检测装置电路图

具体实施方式

如图1所示玻璃管液位检测装置的原理框图，包括dsPIC33EP64MC504单片机1、 AD9280模数转换器2、信号调理与滤波模块3、CIS传感器4、玻璃管5、cob日行灯6、显示与通信模块7。

cob日行灯6发光照射玻璃管5。

玻璃管5内液位不同，传输到CIS传感器4的图像信号也不同。

dsPIC33EP64MC504单片机1向CIS传感器4提供驱动信号(即CIS时钟信号CP 与CIS启动信号SI)让CIS传感器4将图像信号转换成电压信号。

CIS传感器4将图像信号转换成电压信号中有噪声，而且不满足AD9280模数转换器2的输入范围，需要先经过信号调理与滤波模块3对信号进行调理和滤波，转换成合适的信号再送AD9280模数转换器2，

dsPIC33EP64MC504单片机1向AD9280模数转换器2提供时钟信号，以使AD9280 模数转换器2能将电压信号转化成数字量，并被dsPIC33EP64MC504单片机1读取。

dsPIC33EP64MC504单片机1根据读取的数字量，经过处理计算后得到液位信号，显示与通信模块7将液位信号进行显示或传输。

图2图3为本实用新型玻璃管液位检测装置电路图，实际使用时，同名端连接在一起，例如图2所示的dsPIC33EP64MC504单片机SI和CP信号与CIS传感器的SI和CP连在一起。

图2中的CIS传感器的输出信号(Vout)为1-2V，而且往往还有噪声干扰。

图2中的dsPIC33EP64MC504单片机的TX和RX根据需要接显示模块或通信模块。

图2中的dsPIC33EP64MC504单片机的D0，…，D7接图3中AD9280的D0，…， D7，以读取AD转换结果。

图3中的模数转换器AD9280以及外围电路，AD9280的允许输入信号范围是0-1V，信号调理与滤波模块电路将CIS的输出信号(Vout)进行滤波和调理，最后变成0-1V信号送入AD9280。