專利名稱：電容式料位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對(duì)料位檢測(cè)的裝置，是一種電容式料位傳感器。
目前，國(guó)內(nèi)常見的料位傳感器有兩種形式一是阻旋式料位傳感器，二是電容式料位傳感器；前者采用微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)漿葉旋轉(zhuǎn)，微型電機(jī)與漿葉軸間用安全離合器連接，當(dāng)旋扭矩大于安全合器離合扭矩時(shí)，離合器分離，阻旋式料位傳感器輸出開關(guān)信號(hào)，因此，阻旋式料位傳感器有耗電高、機(jī)械故障率高和適用范圍窄等蔽端；后者基本電路由振蕩器、電容電橋、放大電路、輸出電路和電源組成，主要工作原理為當(dāng)被測(cè)物接觸到探頭時(shí)，電容電橋失衡，輸出信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大后輸出所需信號(hào)；因檢測(cè)物質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εγ≥2，所以應(yīng)用范圍受到限制。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而設(shè)計(jì)一種應(yīng)用范圍較廣的電容式料位傳感器，其能輸出控制信號(hào)。
本實(shí)用新型的目的是通過以下措施達(dá)到的該電容式料位傳感器的殼體內(nèi)裝有檢測(cè)電路、多諧振蕩電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、二輸入端與門電路和電源，檢測(cè)電路包括檢測(cè)電容和電阻，檢測(cè)電容一端接在殼體上，另一端與電阻相接，檢測(cè)電容和電阻接在多諧振蕩電路充放電回路中，而多諧振蕩電路的輸出端接在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸入端和二輸入端與門電路的一個(gè)輸入端，而單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸出端接在二輸入端與門電路的另一個(gè)輸入端，二輸入端與門電路的輸出端為控制信號(hào)輸出端；二輸入端與門電路的輸出端接在可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路的輸入端，而可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端為控制信號(hào)輸出端；可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端接在信號(hào)放大電路的輸入端，而信號(hào)放大電路的輸出端接在執(zhí)行電路的輸入端； 二輸入端與門電路的輸出端接在計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端；多諧振蕩電路由NE555型號(hào)集成電路構(gòu)成，并在其輸出端串接耦合電容；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路由4538型號(hào)集成電路構(gòu)成；可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路由4538型號(hào)集成電路構(gòu)成；信號(hào)放大電路由放大三極管構(gòu)成；執(zhí)行電路包括繼電器或可控硅或繼電器和可控硅或發(fā)光二極管；檢測(cè)電容的電容極板安裝在殼體上；或者檢測(cè)電容的電容極板安裝在鋼帶屏蔽電纜的一端，而鋼帶屏蔽電纜的另一端安裝在殼體上。
附

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路工作原理圖；附圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例電路中各輸出端輸出的脈沖信號(hào)工作波形圖；附圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理圖；附圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1的主視圖，附圖5為附圖4的左剖視圖；附圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例2的主視圖，附圖7為附圖6的左剖視圖；附圖中的編碼分別為1為頂蓋，2為電路板，3為殼體，4為鎖緊螺母，5為電容絕緣外套，6為電容極板，7為電纜輸入輸出孔，8為電容導(dǎo)線連接螺絲，9為緊固套，10為上鋼帶屏蔽電纜卡，11為鋼帶屏蔽電纜，12為橡膠密封圈，13為橡膠密封圈緊定螺絲，14為電容上極板，15為上鋼帶屏蔽電纜卡，16為電容上極絕緣外套，17為電容上下極連接螺絲，18為電容壓線螺絲，19為電容下極板，20為電容下極絕緣外套，22為多諧振蕩電路，23為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，24為二輸入端與門電路，25為可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，26為信號(hào)放大電路，27為執(zhí)行電路，A、A`、B、C、D、E分別為各電路輸出端的脈沖信號(hào)、IC1、IC2、IC3為集成電路，Q1或Q2為放大三極管，C3為耦合電容，C`為檢測(cè)電容，R1為電阻，R8為壓敏電阻。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述如附圖1、3、4和5所示，該實(shí)施例1即插入式電容式料位傳感器的殼體3內(nèi)裝有檢測(cè)電路、多諧振蕩電路22、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路23、二輸入端與門電路24，檢測(cè)電路包括檢測(cè)電容C`和電阻R1，檢測(cè)電容C`和電阻R1接在多諧振蕩電路22充放電回路中，而多諧振蕩電路22的輸出端接在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路23的輸入端和二輸入端與門電路24的一個(gè)輸入端，而單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路23的輸出端接在二輸入端與門電路24的另一個(gè)輸入端，二輸入端與門電路24的輸出端為檢測(cè)信號(hào)輸出端；其中二輸入端與門電路24的輸出端可接在計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端，最好二輸入端與門電路24的輸出端接在可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路25的輸入端，如附圖1和3所示；而可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路25的輸出端可為控制信號(hào)輸出端，最好可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路25的輸出端接在信號(hào)放大電路26的輸入端，而信號(hào)放大電路26的輸出端接在執(zhí)行電路27的輸入端，如附圖1和3所示；多諧振蕩電路22最好由NE555型號(hào)集成電路構(gòu)成，并在其輸出端串接耦合電容C3，如附圖3所示；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路23最好由4538型號(hào)集成電路構(gòu)成，如附圖3所示；可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路24由4538型號(hào)集成電路構(gòu)成，如附圖3所示，信號(hào)放大電路26由放大三極管Q1構(gòu)成，如附圖3所示；執(zhí)行電路27包括繼電器J或可控硅VS或繼電器J和可控硅VS或發(fā)光二極管D，最好同時(shí)包括繼電器J和可控硅VS、發(fā)光二極管D3和壓敏電阻R8，其中壓敏電阻R8起到對(duì)可控硅的保護(hù)作用；為了使該插入式電容式料位傳感器的結(jié)構(gòu)緊湊，如附圖6和7所示，檢測(cè)電容C`的電容極板6安裝在殼體3上，各電路裝在電路板2上，而電路板2安裝在殼體3內(nèi)，為了便于安裝電路板2及其它部件，殼體3上部有頂蓋1，為了減少外部環(huán)境對(duì)檢測(cè)電容C`工作的影響，在電容極板6的外部裝有電容絕緣外套5，各輸入輸出信號(hào)線和電源線經(jīng)過電纜輸入輸出孔7通入殼體3內(nèi)。
如附圖1、3、6和7所示，該實(shí)施例2即懸垂式電容式料位傳感器與實(shí)施例1的不同之處在于檢測(cè)電容C`的電容極板安裝在鋼帶屏蔽電纜11的一端，而鋼帶屏蔽電纜11的另一端安裝在殼體3上；電容極板分別電容上極板14和電容下極板19，電容上極板14的外部有電容上極絕緣外套16，電容下極板19的外部有電容下極絕緣外套20；電容上極板14和電容下極板19最好通過電容上下極連接螺絲17固定安裝在鋼帶屏蔽電纜11；鋼帶屏蔽電纜11與殼體3的接口處最好安裝在橡膠絕緣密封圈12。
使用時(shí)首先選定本電容式料位傳感器的安裝位置并進(jìn)行固定安裝，最好用鎖緊螺母4將殼體3進(jìn)行固定安裝，然后將輸入輸出信號(hào)線和電源線接好，這樣通電后本電容式料位傳感器就開始工作了；如附圖1、2和3所示，根據(jù)測(cè)量物接觸探頭即電容極板或電容絕緣外套與否，從而改變多諧振蕩電路22的頻率和脈沖寬度T1，用多諧振蕩電路22的輸出脈沖信號(hào)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路23，使其輸出一標(biāo)準(zhǔn)脈沖寬度T2，用二輸入端與門電路24將上述兩個(gè)脈沖信號(hào)T1與T2進(jìn)行分割鑒別，當(dāng)被檢測(cè)物接觸到探頭即電容極板或電容絕緣外套時(shí)，多諧振蕩電路22的輸出頻率就會(huì)降低，輸出的脈沖寬度的值就會(huì)增加，經(jīng)二輸入端與門電路24分割鑒別后就會(huì)有脈沖信號(hào)輸出，反之二輸入端與門電路24就沒有信號(hào)輸出，當(dāng)有脈沖信號(hào)輸出時(shí)，可將該信號(hào)作為控制信號(hào)輸給計(jì)算機(jī)，也可將該信號(hào)觸發(fā)可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路25使其輸出一連續(xù)高或低電平信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大后推動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行電路或器件，輸出所需要的控制信號(hào)。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，靈敏度較高，調(diào)試簡(jiǎn)單、電耗低，應(yīng)用范圍較寬，可廣泛用于相對(duì)介電常數(shù)大于等于1.2的金屬或非金屬或液體或固體或顆粒狀態(tài)的或粉料狀的等物質(zhì)的料位檢測(cè)。
權(quán)利要求1.一種電容式料位傳感器，其特征在于殼體內(nèi)裝有檢測(cè)電路、多諧振蕩電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、二輸入端與門電路和電源，檢測(cè)電路包括檢測(cè)電容和電阻，檢測(cè)電容一端接在殼體上，另一端與電阻相接，檢測(cè)電容和電阻接在多諧振蕩電路充放電回路中，而多諧振蕩電路的輸出端接在單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸入端和二輸入端與門電路的一個(gè)輸入端，而單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的輸出端接在二輸入端與門電路的另一個(gè)輸入端，二輸入端與門電路的輸出端為控制信號(hào)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式料位傳感器，其特征在于二輸入端與門電路的輸出端接在可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路的輸入端，而可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端為控制信號(hào)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式料位傳感器，其特征在于可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端接在信號(hào)放大電路的輸入端，而信號(hào)放大電路的輸出端接在執(zhí)行電路的輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式料位傳感器，其特征在于二輸入端與門電路的輸出端接在計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式料位傳感器，其特征在于多諧振蕩電路由NE555型號(hào)集成電路構(gòu)成，并在其輸出端串接耦合電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式料位傳感器，其特征在于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路由4538型號(hào)集成電路構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式料位傳感器，其特征在于可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路由4538型號(hào)集成電路構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式料位傳感器，其特征在于信號(hào)放大電路由放大三極管構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式料位傳感器，其特征在于執(zhí)行電路包括繼電器或可控硅或繼電器和可控硅或發(fā)光二極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式料位傳感器，其特征在于檢測(cè)電容的電容極板安裝在殼體上；或者檢測(cè)電容的電容極板安裝在鋼帶屏蔽電纜的一端，而鋼帶屏蔽電纜的另一端安裝在殼體上。
專利摘要一種電容式料位傳感器,其殼體內(nèi)裝有檢測(cè)電路、多諧振蕩電路、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、二輸入端與門電路和電源,檢測(cè)電路包括檢測(cè)電容和電阻,檢測(cè)電容一端接在殼體上,另一端與電阻相接,二輸入端與門電路的輸出端為檢測(cè)信號(hào)輸出端;其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,靈敏度較高,調(diào)試簡(jiǎn)單、電耗低,應(yīng)用范圍較寬,可廣泛用于相對(duì)介電常數(shù)大于等于1.2的金屬或非金屬或液體或固體或顆粒狀態(tài)的或粉料狀的等物質(zhì)的料位檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01F23/26GK2293805SQ9721374
公開日1998年10月7日 申請(qǐng)日期1997年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月28日
發(fā)明者王前明 申請(qǐng)人:王前明