專利名稱：無(wú)觸點(diǎn)正交編碼式水位遙測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種遙測(cè)儀器，主要用于測(cè)量水位高度。此外，更換探測(cè)頭后，也可適用于冶金、化工、油田、環(huán)境保護(hù)等部門進(jìn)行生產(chǎn)定時(shí)、定量控制。
目前，我國(guó)水位測(cè)試儀器普遍還是機(jī)械發(fā)條紙記錄器，每天都需要由專人在每個(gè)測(cè)試點(diǎn)上，以記錄紙上的曲線變化換算為水位值，再通過(guò)專線電話報(bào)至中心站。這樣的測(cè)量?jī)x工作量大，人工處理數(shù)據(jù)易產(chǎn)生錯(cuò)誤。如果在洪訊、暴雨、臺(tái)風(fēng)季節(jié)，不僅經(jīng)常遇通訊受阻，而且工作人員的危險(xiǎn)性大。
本實(shí)用新型提供的水位遙測(cè)器，其主要技術(shù)特征在于A／D轉(zhuǎn)換器部分的編碼電路采用無(wú)觸點(diǎn)正交編碼式，能夠在無(wú)人看守的情況下，自動(dòng)地定時(shí)將水位信號(hào)通過(guò)有線或無(wú)線電臺(tái)傳輸至接收點(diǎn)作自動(dòng)數(shù)字記錄。
本水位遙測(cè)器由檢測(cè)發(fā)送與接收顯示打印兩大部分組成。發(fā)送部分包括A／D轉(zhuǎn)換電路、編碼電路和數(shù)據(jù)輸出接口。由浮子、浮子掛線、平行錘等帶動(dòng)水位盤，水位盤通過(guò)同軸軸承連動(dòng)光盤，由A／D電路將水位模擬量變成數(shù)字電信號(hào)，該數(shù)字電信號(hào)經(jīng)編碼電路將數(shù)字電信號(hào)按一定格式編排起來(lái)，并加入一定檢錯(cuò)、糾錯(cuò)、同步碼形成編碼信號(hào)，然后通過(guò)有線(或無(wú)線)傳送到接收部分。接收部分主要由接收電路、解碼電路、顯示電路、電子鐘電路和打印記錄設(shè)備組成。解碼電路是編碼電路的反演，它將編碼信號(hào)恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)字電信號(hào)，并能自動(dòng)檢查、糾正出傳輸途中產(chǎn)生的錯(cuò)碼。經(jīng)解碼電路產(chǎn)生的數(shù)字電信號(hào)可直接用數(shù)字發(fā)光管顯示出水位，同時(shí)此數(shù)字電信號(hào)可供打印機(jī)作自動(dòng)記錄打印。接收器內(nèi)帶有的電子鐘作記錄時(shí)標(biāo)，并通過(guò)數(shù)碼管顯示時(shí)間。


圖1是整機(jī)原理方框示意圖。
圖2是A／D轉(zhuǎn)換器的組成框圖。
圖3是水位盤與光盤的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中水位盤1上的浮子掛線2一端接浮子3，另一端接平行錘4，轉(zhuǎn)軸5一端安裝水位盤，另一端安裝光盤6，水位盤轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)光盤，水位盤與光盤之間的傳動(dòng)比為11，如果水位盤的周長(zhǎng)為ncm，那么在光盤上開有n個(gè)等距離的小孔7，本實(shí)施例設(shè)計(jì)水位盤的周長(zhǎng)為40cm，光盤上開有40個(gè)等距離的小孔。在光盤的兩側(cè)設(shè)置兩對(duì)光電耦合器8～11，見圖4。8～9為A路光電耦合器中的發(fā)送管和接收管，10～11為B路光電耦合器中的發(fā)送管和接收管。A路與B路光電耦合器處于同一圓周上，A路的光跡通過(guò)小孔的中心線時(shí)，B路的光跡置于偏離小孔中心線至邊緣線之內(nèi)，使得水位升降時(shí)會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)差90°的正交信號(hào)。當(dāng)水位變化，引起水位盤轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)光盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光信號(hào)被小孔開通和切斷，接收管產(chǎn)生出連續(xù)的電脈沖信號(hào)，當(dāng)水位升高時(shí)，A路光電耦合器先導(dǎo)通，產(chǎn)生加法信號(hào)。當(dāng)水位下降時(shí)，B路光電耦合器先導(dǎo)通，產(chǎn)生減法信號(hào)。
圖5是A／D轉(zhuǎn)換器部分的編碼電路圖。其中D1是A路光電耦合器中的發(fā)送管，BG1是接收管。D2是B路光電耦合器中的發(fā)送管，BG2是接收管。R1是限流電阻，BG1、BG3、R2－R6組成A路施密特觸發(fā)整形電路。BG2、BG4、R8－R12組成B路施密特觸發(fā)整形電路。D3、R7和D4、R13均是耦合電路，R7上的脈沖信號(hào)即是A路信號(hào)，R13上的脈沖信號(hào)即是B路信號(hào)。F1、F2是反相器，之間是兩級(jí)反相關(guān)系，F(xiàn)1波形與B路反相，F(xiàn)2波形與B路同相。C2、R15微分電路將B路同向信號(hào)微分，產(chǎn)生出4個(gè)正向跳變信號(hào)波形和4個(gè)負(fù)向跳變信號(hào)，負(fù)向跳變信號(hào)被F4吸收。4個(gè)正向跳變信號(hào)被F4與非門選通后產(chǎn)生2個(gè)加法信號(hào)＋CP。同理，B路反向信號(hào)經(jīng)C1、R14產(chǎn)生的4個(gè)正向跳變微分信號(hào)經(jīng)F3選通后，產(chǎn)生2個(gè)減法信號(hào)－CP。＋CP加法信號(hào)和－CP減法信號(hào)分送IC2－CD40192可逆計(jì)數(shù)器的加法端和減法端，即可完成自動(dòng)加、減法運(yùn)算。儀器滿量程有效數(shù)字為4位，因而共用了4級(jí)BCD(2－10進(jìn)制)可逆計(jì)數(shù)器(CD40192×4)，以連續(xù)跟蹤水位變化。
圖6是圖5電路工作波形圖。
圖5電路中元件規(guī)格型號(hào)見附表。
本實(shí)用新型的技術(shù)關(guān)鍵在于A／D轉(zhuǎn)換部分采用無(wú)觸點(diǎn)的開關(guān)作轉(zhuǎn)換器件，因而儀器的故障率大大減小，尤其適用在潮濕、有鹽霧的情況下使用。具有快速、定時(shí)、準(zhǔn)確、安全與全自動(dòng)的效果。
圖5電路元件規(guī)格型號(hào)
權(quán)利要求無(wú)觸點(diǎn)正交編碼式水位遙測(cè)器由檢測(cè)發(fā)送與接收顯示打印兩大部分組成，其特征在于A/D轉(zhuǎn)換器中，設(shè)置一光盤，光盤通過(guò)轉(zhuǎn)軸與水位盤連接，水位升降時(shí)，水位盤連動(dòng)光盤，水位盤與光盤的傳動(dòng)比為1∶1，設(shè)計(jì)水位盤的周長(zhǎng)為ncm，光盤上開有n個(gè)等距離的小孔。在光盤兩側(cè)設(shè)置兩對(duì)光電偶合器A路和B路，A路與B路光電偶合器處于同一圓周上，當(dāng)A路的光跡通過(guò)小孔的中心時(shí)，B路的光跡置于偏離小孔中心線至邊緣線之內(nèi)，水位升高，A路光電偶合器先導(dǎo)通，水位下降，B路光電偶合器先導(dǎo)通，構(gòu)成水位升降時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)相差90°的正交信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換電路中的編碼電路按圖5設(shè)計(jì)，構(gòu)成正交編碼，D1、BG1和D2、BG2分別構(gòu)成A路和B路光電偶合器中的發(fā)送管和接收管，R1是限流電阻，BG1、BG3、R2-R6組成A路施密特觸發(fā)整形電路，BG2、BG4、R8-R12組成B路施密特觸發(fā)整形電路，F(xiàn)1、F2是反相器，F(xiàn)1波形與B路反相，F(xiàn)2波形與B路同相，F(xiàn)1、F2是兩極反相關(guān)系，C2、R15微分電路將B路正向信號(hào)微分，產(chǎn)生4個(gè)正向跳變信號(hào)經(jīng)F4選通后，產(chǎn)生2個(gè)加法信號(hào)+CP，B路反向信號(hào)經(jīng)C1、R14產(chǎn)生的4個(gè)正向跳變微分信號(hào)經(jīng)F3選通后，產(chǎn)生2個(gè)減法信號(hào)-CP，+CP加法信號(hào)和-CP減法信號(hào)分送IC-CD40192可逆計(jì)數(shù)器的加法端和減法端。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種遙測(cè)儀器，主要用于測(cè)量水位高度。它由檢測(cè)發(fā)射與接收顯示打印兩大部分組成，其主要技術(shù)特征在于A/D轉(zhuǎn)換部分的編碼電路采用無(wú)觸點(diǎn)正交編碼式。能夠在無(wú)人看守的情況下，自動(dòng)地定時(shí)將水位信號(hào)通過(guò)有線或無(wú)線電臺(tái)傳輸至接收點(diǎn)作自動(dòng)數(shù)字記錄。具有快速、定時(shí)、準(zhǔn)確、安全與全自動(dòng)的效果。適于在任何環(huán)境下使用。
文檔編號(hào)G01F23/22GK2037064SQ8821403
公開日1989年5月3日 申請(qǐng)日期1988年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月17日
發(fā)明者潘嘯皋 申請(qǐng)人:福建省泉州市華鴻微電子元件廠, 錢同進(jìn), 蔣志義