液位指示器電路對于監(jiān)測難以進(jìn)入儲(chǔ)罐的儲(chǔ)罐中存在的液體液位非常有用。該電路使用壓力傳感器來檢測罐中的液位。這消除了諸如傳感電極腐蝕、液體離子傳導(dǎo)特性等缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)用于原始液位指示電路。此外，該電路中的警報(bào)還提供了額外的優(yōu)勢，可以提醒用戶關(guān)閉液體泵或閥門。

液位指示電路工作：

油箱深 6 到 7英尺，可能裝有油、水、汽油或其他液體。感應(yīng)管連接到壓力傳感器端口。它通過管道連接到水箱排水管的底部，或者將感應(yīng)管插入水箱底部，并在水箱底部附近有一個(gè)開口。當(dāng)液體充滿罐中時(shí)，管中滯留的空氣被壓縮。壓力的增加與深度成正比。

對于水，每英寸水深都會(huì)增加 249.0892 帕斯卡的壓力。對于 7 英尺深的儲(chǔ)罐（84 英寸），感應(yīng)管中的最終壓力增加為 249.082 x 84= 20，922.888 帕斯卡。所選壓力傳感器為飛思卡爾MPXM2051G，滿量程為7.25 PSI （50 kPa），滿量程輸出為40

mV。由于我們的示例深度為 84 英寸，因此傳感器輸出將為

40 mV * 20922.888 / 50，000 = 16.74 mV

為了獲得最佳分辨率，選擇在 4.0 到 4.5 伏之間的所需全輸出。因此，增益約為

需要 4.25 / .01674 = 253.883。

壓力傳感器分別通過R2和R2連接到運(yùn)算放大器U6A和U7B。U2A和U2B用作以地為基準(zhǔn)的差分輸入放大器。這意味著，如果壓力傳感器+/-輸出相等（當(dāng)壓力為零時(shí)），則U2B的輸出將為零。

隨著傳感器壓力的升高，差輸出增加。在我們的示例中，當(dāng)壓力達(dá)到 20，922.88 Pa 或 20.923 KPa 時(shí)，輸出將為 16.74mV。當(dāng)R1/R2 = R4/R3時(shí)，差分放大器的增益為增益 = Vo/Vin = ［1 + （R4/R3）］ = ［1 +（R1/R2）］。將此公式應(yīng)用于所需的約250的增益。得到的原理圖值為R1，R4 = 1 Meg和R2，R3 = 3.9K歐姆。將這些值代入 GAIN

公式可得到，

［1 + （1兆/3.9K）］ = 257.41

因此，在滿量程下，傳感器輸出深度為 84 英寸 = .01674 * 257.41 = 4.31 伏。

U2C 和 U2D 用作比較器，將 U2B 的輸出與 R8 和 R10 提供的可調(diào)基準(zhǔn)進(jìn)行比較。如果需要更多電平，U2A 和 U2B 可以采用MCP6022 雙通道 RRIO 運(yùn)算放大器，額外的 MCP6024 四通道 RRIO運(yùn)算放大器可用作四電平比較器。在原理圖中，可以將水箱填充到所需的水平，并調(diào)整參考電位器R8，使LED，D1剛剛打開。然后可以將水箱裝滿水平，并調(diào)整參考電位器R10，使 LED、D2 亮起。 R12、Q1 和 BZ1 形成一個(gè)聲音警報(bào)，如果需要，可以添加該警報(bào)以指示滿電平。可能需要添加一個(gè)開關(guān)來關(guān)閉警報(bào)。

如果使用雙通道-四通道運(yùn)算放大器方法，則可以將MCP6024四通道運(yùn)算放大器連接到所示的梯形電阻。運(yùn)算放大器的所有輸入都連接到U2B的輸出。+輸入連接到電阻梯的25%、50%、75%和FULL節(jié)點(diǎn)。R20用于調(diào)整滿油箱液位。然后每個(gè) LED 將代表全值的四分之一。這僅適用于垂直壁坦克。如果你在它的側(cè)面使用一個(gè)圓柱體，那么水箱應(yīng)該裝滿四分之一，一個(gè)用來打開適當(dāng)LED 的鍋。換句話說。使用電位器調(diào)整每個(gè)單獨(dú)的 LED 電平閾值。

還可以添加一件事來自動(dòng)化儲(chǔ)罐填充。如果連接了 R-S 鎖存器 （RESET-SET），以便在油箱低于較低液位之一（例如 50%）時(shí)設(shè)置它，然后在達(dá)到100% 時(shí)重置，則鎖存器輸出可以驅(qū)動(dòng)繼電器打開和關(guān)閉加注泵，或打開和關(guān)閉電磁閥填充閥。這將自動(dòng)化儲(chǔ)罐填充過程，并消除警報(bào)的需要。

我包含一個(gè)電路來模擬傳感器，以便測試電路。它將 5 V 電源分頻為中間基準(zhǔn)電壓源 （Vsupp/2），并在 0 至 19 mV范圍內(nèi)進(jìn)行差分調(diào)節(jié)。我希望每個(gè)人都發(fā)現(xiàn)這個(gè)電路對通用液位指示器有用。

最后，另一個(gè)想法是獲取U2B的輸出并使用PIC微控制器執(zhí)行A / D轉(zhuǎn)換。然后，每當(dāng)A /D讀數(shù)高于程序中定義的水平時(shí)，就會(huì)點(diǎn)亮給定的LED。這樣，您可以根據(jù)需要擁有任意數(shù)量的級別。另一個(gè)想法是在PIC中進(jìn)行一些簡單的整數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算，并以百分比形式指示LCD顯示屏上的電平。優(yōu)點(diǎn)是儲(chǔ)罐液位的分辨率更高。