分體式射頻導(dǎo)納控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種分體式射頻導(dǎo)納控制器，所述控制器包括一控制箱與一探頭，所述控制箱與所述探頭間通過(guò)復(fù)數(shù)信號(hào)線連接，所述探頭將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)傳送到控制箱處，所述控制箱檢測(cè)所述電壓信號(hào)并輸出，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。把探頭和控制箱分開安裝，最遠(yuǎn)距離可達(dá)900多米。探頭安裝料倉(cāng)的頂部或危險(xiǎn)場(chǎng)合，控制箱安裝在操作方便或安全區(qū)，從而方便用戶調(diào)試維護(hù)儀表，特別是針對(duì)儀表安裝后，安裝梯子撤掉后，再次維護(hù)需要重新架起梯子等場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)了快速有效地解決現(xiàn)場(chǎng)問題和降低維護(hù)成本等目的。
【專利說(shuō)明】分體式射頻導(dǎo)納控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種控制器，尤其涉及一種分體式射頻導(dǎo)納控制器。

【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，用于測(cè)量料位的現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)儀表輸出信號(hào)形式分為開關(guān)量?jī)x表和連續(xù)量?jī)x表，其中開關(guān)量?jī)x表以射頻導(dǎo)納物位開關(guān)、音叉物位開關(guān)、振棒物位開關(guān)、阻旋物位開關(guān)等儀表為代表，檢測(cè)當(dāng)前儀表安裝位置處是否有物料堆積；其中連續(xù)量?jī)x表以雷達(dá)物位計(jì)、超聲波物位計(jì)、電浮筒物位計(jì)、磁翻板物位計(jì)、磁致伸縮物位計(jì)等儀表為代表，用于檢測(cè)料倉(cāng)內(nèi)物位的連續(xù)變化情況。這些設(shè)備廣泛用于化工、石油、冶金、電廠、制造等場(chǎng)合，射頻導(dǎo)納物位開關(guān)常為檢測(cè)探頭和控制調(diào)試輸出電路單元為一體式，一起安裝在使用現(xiàn)場(chǎng)，當(dāng)料倉(cāng)內(nèi)物料發(fā)生變化時(shí)，特別是變化的兩種物料之間的介電常數(shù)差別很大時(shí)，一般情況下，都需要調(diào)節(jié)射頻導(dǎo)納物位開關(guān)靈敏度開關(guān)，才能正常用于準(zhǔn)確地測(cè)量。本實(shí)用新型采用分體式結(jié)構(gòu)，并且探頭和控制箱之間最遠(yuǎn)可達(dá)914米，滿足用戶遠(yuǎn)程調(diào)試儀表需要，而且由于采用分體式結(jié)構(gòu)，探頭采用陶瓷材料時(shí)過(guò)程溫度可達(dá)400度以上；由于探頭內(nèi)無(wú)高壓信號(hào)和大功率電路(或易產(chǎn)生火花的繼電器電路)，所以很容易把探頭設(shè)計(jì)成本安電路應(yīng)用于O區(qū)爆炸性環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)場(chǎng)合。因此本實(shí)用新型方便用戶調(diào)試維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)儀表，并安全、可靠地應(yīng)用此儀表。
[0003]現(xiàn)有的設(shè)計(jì)為一體式射頻導(dǎo)納，調(diào)試不夠靈活，制造成本較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，現(xiàn)提供一種分體式射頻導(dǎo)納控制器，針對(duì)現(xiàn)有現(xiàn)場(chǎng)使用需要求，改進(jìn)為分體式射頻導(dǎo)納控制器，方便用戶遠(yuǎn)程調(diào)試維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)儀表。
[0005]本實(shí)用新型一種分體式射頻導(dǎo)納控制器，所述控制器包括一控制箱與一探頭，所述控制箱與所述探頭間通過(guò)復(fù)數(shù)信號(hào)線連接，所述探頭將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)傳送到控制箱處，所述控制箱檢測(cè)所述電壓信號(hào)并輸出，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
[0006]所述控制箱包括電源單元、LED狀態(tài)指示單元、繼電器輸出單元、靈敏度調(diào)試單元、探頭電壓濾波和檢測(cè)單元、延時(shí)時(shí)間調(diào)試單元、邏輯控制單元，各單元之間保持電性連接。
[0007]所述探頭包括差分電容檢測(cè)探頭、探頭ESD保護(hù)電路單元、振蕩電路單元、容抗電壓變換單元、信號(hào)放大及輸出驅(qū)動(dòng)電路單元，各單元間保持電性連接。
[0008]所述信號(hào)線包括9.5V直流電壓、探頭輸出的傳感器電壓信號(hào)和參考地線。
[0009]本實(shí)用新型由于利用以上技術(shù)方案，使其具有的有益效果是:
[0010]把探頭和控制箱分開安裝，最遠(yuǎn)距離可達(dá)900多米。探頭安裝料倉(cāng)的頂部或危險(xiǎn)場(chǎng)合，控制箱安裝在操作方便或安全區(qū)，從而方便用戶調(diào)試維護(hù)儀表，特別是針對(duì)儀表安裝后，安裝梯子撤掉后，再次維護(hù)需要重新架起梯子等場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)了快速有效地解決現(xiàn)場(chǎng)問題和降低維護(hù)成本等目的。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型分體式射頻導(dǎo)納控制器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型分體式射頻導(dǎo)納控制器中控制箱的示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型分體式射頻導(dǎo)納控制器中探頭的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]為利于對(duì)本實(shí)用新型現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)一步了解，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0015]結(jié)合圖1所示，本實(shí)用新型的一種分體式射頻導(dǎo)納控制器10，包括一控制箱200和一探頭100，兩者之間通過(guò)三根導(dǎo)線相連，三根導(dǎo)線分別為:9.5V直流電壓、參考地線和探頭輸出的傳感器電壓信號(hào)，且參考地線最大長(zhǎng)度可達(dá)914米，如圖2所示，控制箱200包括電源單元210、LED狀態(tài)指示單元220、靈敏度調(diào)試單元230、繼電器輸出單元240、探頭電壓濾波和檢測(cè)單元250、延時(shí)時(shí)間調(diào)試單元260、邏輯控制單元270。
[0016]其中，電源單元210是利用精度運(yùn)算放大器、NPN三極管、低溫漂(5PPM)參考穩(wěn)壓二極管和金屬膜反饋電阻將外部直流輸入電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成9.5V DC低溫漂恒壓源，當(dāng)使用外部交流信號(hào)輸入時(shí)，在直流輸入電壓前增加變壓器和整流濾波電路；
[0017]當(dāng)邏輯控制單元270根據(jù)設(shè)置檢測(cè)到有物料時(shí)，狀態(tài)指示單元220亮綠燈，否則亮紅燈；
[0018]靈敏度調(diào)試單元230使用兩個(gè)50K電位器分別串聯(lián)1:10兩個(gè)金屬膜電阻后再并聯(lián)，然后再與金屬膜電阻串聯(lián)組成分壓電路，連接到探頭電壓濾波和檢測(cè)單元250中的運(yùn)算放大器的輸入端，用于比較檢測(cè)探頭檢測(cè)的信號(hào)電壓；
[0019]在繼電器輸出單元240中，邏輯控制單元270根據(jù)設(shè)置內(nèi)容控制繼電器打開、閉合狀態(tài)，選擇低報(bào)警設(shè)置，探頭處無(wú)物料時(shí)，繼電器不動(dòng)作，選擇高報(bào)警設(shè)置，探頭處有物料時(shí)，繼電器不動(dòng)作。
[0020]探頭電壓濾波和檢測(cè)單元250將探頭輸出的傳感器電壓信號(hào)經(jīng)濾波后與靈敏度調(diào)試單元230中的參考比較電壓進(jìn)行比較，輸出開關(guān)信號(hào)到邏輯控制單元270。當(dāng)輸出高電平時(shí)表示未檢測(cè)到探頭100與物料接觸；反之表示檢測(cè)到探頭100與物料接觸；
[0021]延時(shí)時(shí)間調(diào)試單元260為一 RC延時(shí)電路，控制繼電器滯后動(dòng)作，用于在臨界狀態(tài)下防抖動(dòng)，延時(shí)時(shí)間可范圍為O?30秒。
[0022]邏輯控制單元270包括四通道二輸入與非門集成芯片、6通道非門集成芯片和用于高低位報(bào)警設(shè)置高低電平選擇的跳線開關(guān)，當(dāng)探頭電壓濾波和檢測(cè)單元250輸出高電平時(shí)，控制LED狀態(tài)指示單元220亮紅燈，選擇高報(bào)警時(shí)，繼電器輸出單元240動(dòng)作；當(dāng)探頭電壓濾波和檢測(cè)單元250輸出低電平時(shí)，控制LED狀態(tài)指示單元220亮綠燈，選擇低報(bào)警時(shí)，繼電器輸出單元240動(dòng)作。
[0023]再結(jié)合圖3所示，本實(shí)用新型的探頭100包括差分電容檢測(cè)探頭110、探頭ESD保護(hù)電路單元120、振蕩電路單元130、容抗電壓變換單元140、信號(hào)放大及輸出驅(qū)動(dòng)電路單元150。
[0024]差分電容檢測(cè)探頭110為由不銹鋼材料與絕緣材料組成的對(duì)地差分電容探頭，在結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)防掛料干擾；。
[0025]探頭ESD保護(hù)電路單元120為由ESD集成保護(hù)芯片、限壓二極管和限流電阻組成，保護(hù)差分電容檢測(cè)探頭110免受ESD和其它脈沖干擾；
[0026]振蕩電路單元130為帶反饋的穩(wěn)定的LC三端式振蕩電路，輸出穩(wěn)定的100KHZ信號(hào)到差分電容檢測(cè)探頭110，從而輸出差分容抗信號(hào)到容抗電壓變換單元140 ；
[0027]容抗電壓變換單元140為由運(yùn)算放大器組成的容抗到直流電壓的變化電路，把振蕩電路單元130輸出的容抗信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)；
[0028]信號(hào)放大及輸出驅(qū)動(dòng)電路單元150為帶溫度傳感器芯片控制輸出的參考電壓的運(yùn)算放大電路和輸出驅(qū)動(dòng)電路，把容抗電壓變換單元140輸出的微小電壓信號(hào)經(jīng)放大，然后再經(jīng)過(guò)由運(yùn)算放大器組成的輸出驅(qū)動(dòng)電路把差分電容檢測(cè)探頭110檢測(cè)的物料狀態(tài)轉(zhuǎn)換成的電壓信號(hào)傳輸?shù)?00米以外的控制箱200。
[0029]本實(shí)用新型把探頭100和控制箱200分開安裝，最遠(yuǎn)距離可達(dá)900多米。探頭100安裝料倉(cāng)的頂部或危險(xiǎn)場(chǎng)合，控制箱200安裝在操作方便或安全區(qū)，從而方便用戶調(diào)試維護(hù)儀表，特別是針對(duì)儀表安裝后，安裝梯子撤掉后，再次維護(hù)需要重新架起梯子等場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)了快速有效地解決現(xiàn)場(chǎng)問題和降低維護(hù)成本等目的。
[0030]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.分體式射頻導(dǎo)納控制器，其特征在于:所述控制器包括一控制箱與一探頭，所述控制箱與所述探頭間通過(guò)復(fù)數(shù)信號(hào)線連接，所述探頭將電容信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)傳送到控制箱處，所述控制箱檢測(cè)所述電壓信號(hào)并輸出，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的分體式射頻導(dǎo)納控制器，其特征在于:所述控制箱包括電源單元、LED狀態(tài)指示單元、繼電器輸出單元、靈敏度調(diào)試單元、探頭電壓濾波和檢測(cè)單元、延時(shí)時(shí)間調(diào)試單元、邏輯控制單元，各單元之間保持電性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的分體式射頻導(dǎo)納控制器，其特征在于:所述探頭包括差分電容檢測(cè)探頭、探頭ESD保護(hù)電路單元、振蕩電路單元、容抗電壓變換單元、信號(hào)放大及輸出驅(qū)動(dòng)電路單元，各單元間保持電性連接。
4.如權(quán)利要求1所述的分體式射頻導(dǎo)納控制器，其特征在于:所述信號(hào)線包括9.5V直流電壓、探頭輸出的傳感器電壓信號(hào)和參考地線。
【文檔編號(hào)】G01F23/26GK203940900SQ201420329262
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】張志國(guó) 申請(qǐng)人:上海雄風(fēng)自控工程有限公司