【成功案例】基于CPT007B触摸芯片巧妙设计耐腐蚀电容式液位传感器
笔者公司主要从事危险场所液位检测传感器等设备的研发制造，工业环境中的很多场所需要液位检测，例如汽油柴油、酒精、盐酸、硫酸等等，很多具有危险的液体需要进行二次保护，除了液位的实时监测以外还需要在液位达到一定要求时进行液位定点报警，并输出报警信号，避免事故发生。目前市场主流的液位开关有音叉式液位开关、浮球式液位开关。
各种液位开关各具其优势和特点：
音叉式液位开关：优点是稳定可靠，抗干扰性能强，应用广泛；缺点是体积较大，检测精度低，成本高，且通常为不锈钢材质传感器在具有腐蚀性液体环境下无法使用。
图1 音叉式液位开关
浮球式液位开关：原理简单可靠，成本低，应用广泛；缺点是体积较大，检测精度低，且通常为不锈钢材质传感器在具有腐蚀性液体环境下无法使用。
图2 浮球式液位开关
以上几种常见的液位开关均不适用于具有强酸强腐蚀的液体环境中，为了解决耐腐蚀和液位检测的问题我们必须寻找非接触式或者耐腐蚀材料作为传感器。电容的传感器可以通过感应电容变化，作为非接触式的传感器使用，可是依然避免不了有液体接触，因此必须使用耐腐蚀材料进行隔离。通过一番查找了解到聚四氟乙烯作为塑料之王可以应用在强酸强腐蚀环境中，将电容式传感器置于聚四氟乙烯的外壳内，可以很好的解决被腐蚀的问题。
世强代理的SILICON LABS（芯科科技）有一款触摸芯片CPT007B，可以完美解决液位开关腐蚀的问题，将CPT007B制作的电容传感器通过环氧树脂灌封到聚四氟乙烯的管内，既可以避免传感器被强腐蚀性液体腐蚀又可以实现液位检测。下图为基于CPT007B电容式液位传感器原理图和实物图：
图3 基于CPT007B电容式液位传感器原理图
图3 基于CPT007B电容式液位传感器实物图
基于CPT007B电容式液位传感器最大的特点是其最多可以支持7个检测点，因此液位开关可以分为多个液位等级，实现液位开关的多点检测。除此之外CPT007B使用简单方便无需固件开发，抗噪性能优异，SNR高达270:1，并且灵敏度可调使其可以应用于更多的领域，液位检测的灵敏度可以相对较低，以避免出现误报警的情况。CPT007B的休眠电流仅1uA，有利于设备的低功耗设计。CPT007B的输出除了GPIO输出，还可以选择I2C输出，以减少MCU的资源占用。
基于CPT007B电容式液位开关的优点：
• 7个电容式传感器输入，可以实现多点检测
• 灵敏度可调，适用于不同液体
• 休眠功耗仅1uA，功耗低寿命长
• 抗噪性好，SNR高达270:1
• 聚四氟乙烯封装，电容感应原理，耐腐蚀
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