带泵控制的通用液位指示器电路

液位指示器电路对于监测难以进入储罐的储罐中存在的液体液位非常有用。该电路使用压力传感器来检测罐中的液位。这消除了诸如传感电极腐蚀、液体离子传导特性等缺点，这些缺点用于原始液位指示电路。此外，该电路中的警报还提供了额外的优势，可以提醒用户关闭液体泵或阀门。

液位指示电路工作：

油箱深 6 到 7英尺，可能装有油、水、汽油或其他液体。感应管连接到压力传感器端口。它通过管道连接到水箱排水管的底部，或者将感应管插入水箱底部，并在水箱底部附近有一个开口。当液体充满罐中时，管中滞留的空气被压缩。压力的增加与深度成正比。

对于水，每英寸水深都会增加 249.0892 帕斯卡的压力。对于 7 英尺深的储罐（84 英寸），感应管中的最终压力增加为 249.082 x 84= 20，922.888 帕斯卡。所选压力传感器为飞思卡尔MPXM2051G，满量程为7.25 PSI （50 kPa），满量程输出为40

mV。由于我们的示例深度为 84 英寸，因此传感器输出将为

40 mV * 20922.888 / 50，000 = 16.74 mV

为了获得最佳分辨率，选择在 4.0 到 4.5 伏之间的所需全输出。因此，增益约为

需要 4.25 / .01674 = 253.883。

压力传感器分别通过R2和R2连接到运算放大器U6A和U7B。U2A和U2B用作以地为基准的差分输入放大器。这意味着，如果压力传感器+/-输出相等（当压力为零时），则U2B的输出将为零。

随着传感器压力的升高，差输出增加。在我们的示例中，当压力达到 20，922.88 Pa 或 20.923 KPa 时，输出将为 16.74mV。当R1/R2 = R4/R3时，差分放大器的增益为增益 = Vo/Vin = ［1 + （R4/R3）］ = ［1 +（R1/R2）］。将此公式应用于所需的约250的增益。得到的原理图值为R1，R4 = 1 Meg和R2，R3 = 3.9K欧姆。将这些值代入 GAIN

公式可得到，

［1 + （1兆/3.9K）］ = 257.41

因此，在满量程下，传感器输出深度为 84 英寸 = .01674 * 257.41 = 4.31 伏。

U2C 和 U2D 用作比较器，将 U2B 的输出与 R8 和 R10 提供的可调基准进行比较。如果需要更多电平，U2A 和 U2B 可以采用MCP6022 双通道 RRIO 运算放大器，额外的 MCP6024 四通道 RRIO运算放大器可用作四电平比较器。在原理图中，可以将水箱填充到所需的水平，并调整参考电位器R8，使LED，D1刚刚打开。然后可以将水箱装满水平，并调整参考电位器R10，使 LED、D2 亮起。 R12、Q1 和 BZ1 形成一个声音警报，如果需要，可以添加该警报以指示满电平。可能需要添加一个开关来关闭警报。

如果使用双通道-四通道运算放大器方法，则可以将MCP6024四通道运算放大器连接到所示的梯形电阻。运算放大器的所有输入都连接到U2B的输出。+输入连接到电阻梯的25%、50%、75%和FULL节点。R20用于调整满油箱液位。然后每个 LED 将代表全值的四分之一。这仅适用于垂直壁坦克。如果你在它的侧面使用一个圆柱体，那么水箱应该装满四分之一，一个用来打开适当LED 的锅。换句话说。使用电位器调整每个单独的 LED 电平阈值。

还可以添加一件事来自动化储罐填充。如果连接了 R-S 锁存器 （RESET-SET），以便在油箱低于较低液位之一（例如 50%）时设置它，然后在达到100% 时重置，则锁存器输出可以驱动继电器打开和关闭加注泵，或打开和关闭电磁阀填充阀。这将自动化储罐填充过程，并消除警报的需要。

我包含一个电路来模拟传感器，以便测试电路。它将 5 V 电源分频为中间基准电压源 （Vsupp/2），并在 0 至 19 mV范围内进行差分调节。我希望每个人都发现这个电路对通用液位指示器有用。

最后，另一个想法是获取U2B的输出并使用PIC微控制器执行A / D转换。然后，每当A /D读数高于程序中定义的水平时，就会点亮给定的LED。这样，您可以根据需要拥有任意数量的级别。另一个想法是在PIC中进行一些简单的整数数学运算，并以百分比形式指示LCD显示屏上的电平。优点是储罐液位的分辨率更高。