專利名稱：勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種接觸式物位測(cè)量?jī)x表，特別是涉及一種本實(shí)用新 型涉及一種可靠性高、準(zhǔn)確性高、適用性更廣的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)。
背景技術(shù)：
H前在進(jìn)行接觸式物位測(cè)量時(shí)，其物位測(cè)量?jī)x表多采用電容式儀表， 這種電容式儀表在測(cè)量料位時(shí)存在一個(gè)嚴(yán)重弱點(diǎn)即物位升高淹沒探頭后 又落下去時(shí)，探頭可能會(huì)留有附著物即掛料。這會(huì)導(dǎo)致被測(cè)電容加大，如 果是導(dǎo)電液體情況會(huì)更嚴(yán)重，產(chǎn)生很大的誤差。另一個(gè)缺點(diǎn)是探頭到電路 單元之間的連接電纜，在這相當(dāng)于一個(gè)較大的電容，而且隨溫度變化。這 個(gè)變化的電纜電容與物位電容疊加在一起會(huì)引起很大的誤差，尤其在物料 介電常數(shù)較低的場(chǎng)合，信號(hào)較小，這些誤差將是很嚴(yán)重的。造成錯(cuò)誤報(bào)警。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可阻止探頭端與地之間 通過掛料形成回路的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是 一種勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，包括有振蕩 源、勢(shì)壘傳感器，還設(shè)置有勢(shì)壘電路、信號(hào)處理電路和輸出電路，其中， 所述的勢(shì)壘電路分別連接振蕩源、勢(shì)壘傳感器和信號(hào)處理電路，信號(hào)處理 電路連接輸出電路。
所述的信號(hào)處理電路包括有誤差放大電路和相位比較電路。
所述的勢(shì)壘電路包括有電位器RW1，電阻R201 R205，三極管Q201、 Q202，電容C201 C202，其中，電位器RW1的一端接地，另一端連接接口 Jl的2腳，電位器RW1的可調(diào)端連接電容C201,電容C201的另一端與電 阻R201、 R202 —同連接三極管Q201的基極，電阻R201的另一端接5V電 源，電阻R202的另一端接地，三極管Q201的發(fā)射極和三極管Q202的集電 極共同通過電阻R204接地，三極管Q201的集電極通過電阻R203接5V電源，還與三極管Q202的基極相連，三極管Q202的發(fā)射極通過電阻R2()5接
5V電源，還通過電容C202分別連接接口 Jl的3腳、再通過電阻R206接地，
以及連接信號(hào)處理電路的輸入端。
所述的誤差放大電路包括有電阻R207 R212、R412，三極管Q203、Q204，
電容C203 C207， 二極管D201、 D202，其中，三極管Q203的基極連接勢(shì) 壘電路的電容C202，還分別通過電阻R207接5V電源，以及通過電阻R208 接地，三極管Q203的發(fā)射極分別連接電阻R412、電容C205、電阻R210, 電阻R412另一端通過電容C206至相位比較電路的輸入端，電阻R210的另 一端通過電阻R211與電容C207的并聯(lián)接地，電容C205的另一端通過二極 管D201與D202的反向并聯(lián)與三極管Q204的集電極一起通過電容C206至 相位比較電路的輸入端，三極管Q203的集電極與三極管Q2(M的基極起 通過電阻R209與電容C203的并聯(lián)接5V電源，三極管Q204的發(fā)射極通過 電阻R212與電容C204的并聯(lián)接5V電源。
所述的相位比較電路包括有比較器U201，異或門電路U202A、 U202C， 電阻R213 R218，電容C208 C211，其中，所述的比較器U201的5腳接 誤差放大電路輸出端的電容C206， 3腳至輸出電路的輸入端，2腳通過屯容 C209接地，還通過電阻R216與電容C210的并聯(lián)后再分別通過電阻R217接 5V電源，以及再通過電阻R218與電容C211的并聯(lián)至輸出電路的輸入端， 比較器U201的4腳接地，7腳接5V電源，6腳通過電阻R213連接異或門 電路U202C的8腳，還通過電容C208后再與異或門電路U202C的10腳以 及異或門電路U202A的2腳一起通過電阻R214至輸出電路的輸入端，異或 門電路U202A的7腳接地，1腳通過電阻.R215接5V電源，14腳接Vdd， 3 腳至輸出電路的輸入端。
所述的輸出電路包括有三極管Q205，所述的三極管Q205的基極通過電 阻R220接相位比較電路的輸出端，還通過電阻R219與發(fā)光二極管LED210 的綠光管串聯(lián)后接5V電源，三極管Q205的集電極通過發(fā)光二極管LED210 的紅光管接5V電源，三極管Q205的發(fā)射極通過電阻R221與二極管D203 接地。
本實(shí)用新型的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，由于傳感器添加了勢(shì)壘層，其在探頭 的上方形成一道錐形"電子墻"，即等勢(shì)面，阻止探頭端與地通過掛料形成回路，只有等勢(shì)面內(nèi)的物料接觸探頭，探頭與地通過物料才能形成回路， 產(chǎn)生有效信號(hào)。本實(shí)用新型的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，可靠性高、準(zhǔn)確性高、適 用性更廣，可用于鋼鐵、電力、水泥工業(yè)等。


圖1是本實(shí)用新型的整體電路框圖2是本實(shí)用新型中傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖3是勢(shì)壘電路、信號(hào)處理電路以及輸出電路的原理圖4是振蕩源電路的原理圖5是電源電路的原理圖。
其中
1:振蕩源 2:勢(shì)壘傳感器
3:勢(shì)壘電路 4:信號(hào)處理電路
5:輸出電路 41:誤差放大電路
42:相位比較電路
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出具體實(shí)施例，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的勢(shì)壘導(dǎo)納料 位計(jì)是如何實(shí)現(xiàn)的。
如圖1所示，本實(shí)用新型的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，包括有振蕩源l、勢(shì)壘傳 感器2，勢(shì)壘電路3、信號(hào)處理電路4和輸出電路5，其中，所述的勢(shì)壘電 路3分別連接振蕩源1、勢(shì)壘傳感器2和信號(hào)處理電路4，信號(hào)處理電路4 連接輸出電路5。所述的信號(hào)處理電路4包括有誤差放大電路41和相位比 較電路42。
如圖2所示，勢(shì)壘傳感器2的構(gòu)成是由里到外依次是探頭端a、絕緣 層b、勢(shì)壘層c、絕緣層d、和地層e。其中勢(shì)壘層c采用導(dǎo)電材料構(gòu)成。
如圖3所示，所述的勢(shì)壘電路3包括有電位器RW1，電阻R201 R205， 三極管Q201、 Q202,電容C201 C202，其中，電位器RW1的一端接地，另 一端連接接口 Jl的2腳，用以連接勢(shì)壘傳感器2的勢(shì)壘層c，電位器RW1. 的可調(diào)端連接電容C201，電容C201的另一端與電阻R201、 R202 - 同連接三極管Q201的基極，電阻R201的另一端接5V電源，電阻R202的另一端 接地，三極管Q201的發(fā)射極和三極管Q202的集電極共同通過電阻R204接 地，三極管Q201的集電極通過電阻R203接5V電源，還與三極管Q202的 基極相連，三極管Q202的發(fā)射極通過電阻R205接5V電源，還通過電容C202 分別連接接口J1的3腳，用以連接勢(shì)壘傳感器2的探頭端a、再通過電阻 R206接地，以及連接信號(hào)處理電路4的輸入端。
如圖3所示，所述的誤差放大電路41包括有電阻R207 R212、 R412， 三極管Q203、 Q204，電容C203 C207， 二極管D201、 D202,其中，三極管 Q203的基極連接勢(shì)壘電路3的電容C202，還分別通過電阻R207接5V電源， 以及通過電阻R208接地，三極管Q203的發(fā)射極分別連接電阻R412、電容 C205、電阻R210，電阻R412另一端通過電容C206至相位比較電路42的輸 入端，電阻R210的另一端通過電阻R211與電容C207的并聯(lián)接地，電容C205 的另.-端通過二極管D201與D202的反向并聯(lián)與三極管Q204的集電極一起 通過電容C206至相位比較電路42的輸入端，三極管Q203的集電極與三極 管Q204的基極一起通過電阻R209與電容C203的并聯(lián)接5V電源，三極管 Q2(M的發(fā)射極通過電阻R212與電容C204的并聯(lián)接5V電源。
如圖3所示，所述的相位比較電路42包括有比較器U201型號(hào)為 CA3080E，異或門電路U202A、 U202C，電阻R213 R218，電容C208 C211， 其中，所述的比較器U201的5腳接誤差放大電路41輸出端的電容C206， 3 腳至輸出電路5的輸入端，2腳通過電容C209接地，還通過電阻R216與電 容C210的并聯(lián)后再分別通過電阻R2i7接5V電源，以及再通過電阻R218 與電容C211的并聯(lián)至輸出電路5的輸入端，比較器U201的4腳接地，7腳 接5V電源，6腳通過電阻R213連接異或門電路U202C的8腳，還通過電容 C208后再與異或門電路U202C的10腳以及異或門電路U202A的2腳 -起通 過電阻R214至輸出電路5的輸入端，異或門電路U202A的7腳接地，l腳 通過電阻R215接5V電源，14腳接Vdd， 3腳至輸出電路5的輸入端。
如圖3所示，所述的輸出電路5包括有三極管Q205，所述的三極管Q205 的基極通過電阻R220接相位比較電路42的輸出端，還通過電阻R219與發(fā) 光二極管LED210的綠光管串聯(lián)后接5V電源，三極管Q205的集電極通過發(fā) 光二極管LED210的紅光管接5V電源，三極管Q205的發(fā)射極通過電阻R221
7與二極管D203接地。
如圖4所示，振蕩源1是由電阻R3 、 R4、 R5、電容C3、 C4、 C5、三 極管Ql、變壓器Tl構(gòu)成。其中三極管Ql的基極連接電阻R3、 R4、電容C3， 電阻R3的另一端接電源V+，電阻R4的另一端和電容C3的另一端接地，三 極管Ql的發(fā)射極通過電阻R5與電容C5的并聯(lián)接地，三極管Ql的集電極 通過電容C4接發(fā)射極，變壓器T2的輸入端分別接電源V+、三極管Ql的 集電極，輸出端正極接勢(shì)壘電路3的接口 Jl的2腳，負(fù)極接地。
如圖5所示，給上述各電路提供電源的電源電路，是由保險(xiǎn)Fl 、壓 敏電阻R1、電阻R2 、切換塊S1、變壓器T1、集成塊B1、電容C1、 C2、 三端穩(wěn)壓塊U1構(gòu)成。其中變壓器T1的輸入端連接切換塊S1，切換塊S1的 兩端經(jīng)壓敏電阻Rl的兩端接輸入電源的兩端，壓敏電阻Rl保護(hù)因輸入電 壓過大造成的后極電路的損壞，變壓器的輸出端的一端接集成塊B1的腳1， 另一端接集成塊Bl的腳2， Bl的輸出端3腳接穩(wěn)壓電源塊Ul的1腳和電 容C1的正極，電容C1的負(fù)極接地，4腳經(jīng)電阻R2后接地，穩(wěn)壓電源塊U1 的2腳接地，3腳為輸出端。
在本實(shí)例中，比較器U201的型號(hào)是CA3080E，異或門電路U202A、 U202C 的型兮是CD4030,集成塊B1的型號(hào)是2W08G，三端穩(wěn)壓電源塊Ul的型爭(zhēng) 是7812。
權(quán)利要求1. 一種勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，包括有振蕩源(1)、勢(shì)壘傳感器(2)，其特征在于，還設(shè)置有勢(shì)壘電路(3)、信號(hào)處理電路(4)和輸出電路(5)，其中，所述的勢(shì)壘電路(3)分別連接振蕩源(1)、勢(shì)壘傳感器(2)和信號(hào)處理電路(4)，信號(hào)處理電路(4)連接輸出電路(5)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，其特征在于，所述的信號(hào)處理電路(4)包括有誤差放大電路(41)和相位比較電路(42)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，其特征在于，所述的勢(shì)壘電路(3)包括有電位器RW1，電阻R201 R205，三極管Q201、 Q202，電容C201 C202，其中，電位器RW1的一端接地，另一端連接接口 Jl的2腳，電位器RW1的可調(diào)端連接電容C201，電容C201的另一端與電阻R201、 R202-一同連接二極管Q201的基極，電阻R201的另一端接5V電源，電陽.R202的另-端接地，三極管Q201的發(fā)射極和三極管Q202的集電極共同通過!乜阻畫接地，三極管Q201的集電極通過電阻R203接5V i乜源，還。？:極管Q202的基極相連，三極管Q202的發(fā)射極通過i乜阻R205接5V i乜源，還通過電容C202分別連接接U Jl的3腳、再通過屯阻R206接地，以及連接信號(hào)處理電路(4)的輸入端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，其特征在于，所述的誤差放大電路(41)包括有電阻R207 R212、 R412，三極管Q203、 Q204，電容C203 C207， 二極管D201、 D202，其中，三極管Q203的基極連接勢(shì)壘電路(3)的電容C202，還分別通過電阻R207接5V電源，以及通過電阻R208接地，三極管Q203的發(fā)射極分別連接電阻R412、電容C205、電阻R210，電阻R412另一端通過電容C206至相位比較電路(42)的輸入端，電阻R210的另一端通過電阻R211與電容C207的并聯(lián)接地，電容C205的另一端通過二極管D201與D202的反向并聯(lián)與三極管Q204的集電極一起通過電容C206至相位比較電路(42)的輸入端，三極管Q203的集電極與三極管Q204的基極一起通過電阻R209與電容C203的并聯(lián)接5V電源，三極管Q204的發(fā)射極通過電阻R212與電容C204的并聯(lián)接5V電源。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，其特征在于，所述的相位比較電路(42)包括有比較器U201，異或門電路U202A、 U202C，電阻R213 R218，電容C208 C211，其中，所述的比較器U201的5腳接誤差放大電路(41)輸出端的電容C206， 3腳至輸出電路(5)的輸入端，2腳通過電容C209接地，還通過電阻R216與電容C210的并聯(lián)后再分別通過電阻R217接5V電源，以及再通過電阻R218與電容C211的并聯(lián)至輸出電路(5)的輸入端，比較器U201的4腳接地，7腳接5V電源，6腳通過電阻R213連接異或門電路U202C的8腳，還通過電容C208后再與異或門電路U202C的10腳以及異或門電路U202A的2腳一起通過電阻R214至輸出電路(5)的輸入端，異或門電路U202A的7腳接地，1腳通過電阻R215接5V電源，14腳接Vdd， 3腳至輸出電路(5)的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，其特征在于，所述的輸出電路(5)包括有三極管Q205,所述的三極管Q205的基極通過電阻R220接相位比較電路(42)的輸出端，還通過電阻R219與發(fā)光二極管LED210的綠光管中聯(lián)后接5V電源，二極管Q205的集電極通過發(fā)光二極管LED210的紅光管接5V電源，三極管Q205的發(fā)射極通過電阻R221與二極管D203接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，包括有振蕩源、勢(shì)壘傳感器，還設(shè)置有勢(shì)壘電路、信號(hào)處理電路和輸出電路，其中，所述的勢(shì)壘電路分別連接振蕩源、勢(shì)壘傳感器和信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路連接輸出電路。所述的信號(hào)處理電路包括有誤差放大電路和相位比較電路。本實(shí)用新型由于傳感器添加了勢(shì)壘層，其在探頭的上方形成一道錐形“電子墻”，即等勢(shì)面，阻止探頭端與地通過掛料形成回路，只有等勢(shì)面內(nèi)的物料接觸探頭，探頭與地通過物料才能形成回路，產(chǎn)生有效信號(hào)。本實(shí)用新型的勢(shì)壘導(dǎo)納料位計(jì)，可靠性高、準(zhǔn)確性高、適用性更廣，可用于鋼鐵、電力、水泥工業(yè)等。
文檔編號(hào)G01F23/22GK201285307SQ200820142910
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者崔立婷, 蔡曉東 申請(qǐng)人:天津市耐特測(cè)控儀器技術(shù)有限公司