CN102680051B - 电抗式料位检测装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种电抗式料位检测装置，包括外壳，绝缘基板，料位电抗电极，料位介质变化电极，料位量程修正电极，料位零点修正电极，测量负电极，绝缘基板，料位电抗信号放大器，料位介质变化信号放大器，料位量程修正信号放大器，料位零点修正信号放大器，信号处理器，电压电流转换器，振荡激励器，直流稳压电源，本装置检测过程是：由各电极测定出的电极输出信号送各电极相对应的信号放大器进行放大再送到信号处理器处理得到料位电压信号，电压电流转换器将料位电压信号再转换成料位电流信号使用。本发明检测装置能直观地检测料仓内的料位高度，还能在运行中检测出介质物理系数的变化，并对检测的料位信号进行修正，使料位检测结果准确，使用更简便。
Description
一、技术领域
本发明属自动化仪表领域，具体说是一种检测容器内液体、粉状或粒状物料垂直高度变化的检测装置。
二、背景技术
检测料位，即检测容器内的液体、粉末状或颗粒状物料垂直高度变化。现有的检测手段比较多，如：电容式、导纳式，它们都具有无运动部件，使用寿命长，容易加工等优点。但是也存在应用范围窄；在使用前要对设备反复效验；当介质物理参数发生变化时，测量的误差就会大大增加，因此从根本上来说电容式、导纳式这两种检测方法的料位计存在着检测精度低，重复性差的重大缺陷。只能使用于介质物理参数不会变化、精度要求不高的场合应用。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种不需要进行使用前反复效验，在使用中当介质参数发生变化时能自动修正，检测结果准确的电抗式料位检测装置。
本发明的电抗式料位检测装置，包括电极系统，壳体，装在壳体内的电路系统；其特征在于电极系统包括绝缘基板，装在绝缘基板上用于检测料位电抗信号的料位电抗电极、用于检测介质变化信号的料位介质变化电极、用于料位量程修正的料位量程修正电极、用于料位零点修正的料位零点修正电极、测量负电极；电路系统包括用于放大整理信号的料位电抗信号放大器、料位介质变化信号放大器、料位量程修正信号放大器、料位零点修正信号放大器，用于信号处理的信号处理器，用于将电压信号转换为电流信号的电压电流转换器，用于产生激励源的振荡激励器，用于供给电抗式料位检测装置所需电源的直流稳压电源；所述的壳体设有料位电抗信号放大器的输入端子，料位介质变化信号放大器的输入端子，料位量程修正信号放大器的输入端子，料位零点修正信号放大器的输入端子，振荡激励器的输出端子，电流输出端子，电源电压输入端子；所述的料位电抗电极的信号输出端接于料位电抗信号放大器的输入端子，料位介质变化电极的信号输出端接于料位介质变化信号放大器的输入端子，料位量程修正电极的信号输出端接于料位量程修正信号放大器的输入端子，料位零点修正电极的信号输出端接于料位零点修正信号放大器的输入端子；料位电抗信号放大器、料位介质变化信号放大器、料位量程修正信号放大器、料位零点修正信号放大器的输出接于信号处理器输入端，信号处理器接收经过料位电抗信号放大器、料位介质变化信号放大器、料位量程修正信号电极放大器、料位零点修正信号放大器放大及整理过的信号再进行处理计算，得到0-5V料位电压信号；信号处理器输出端与电压电流转换器的输入端相连接，电压电流转换器把信号处理器处理计算得到的0-5V料位电压信号转换成4-20mA料位电流信号，该料位电流信号即是料位高度的测量结果，将该电流信号测量结果通过电流输出端子送到其它指示仪表或控制设备使用；所述的测量负电极的输入端接于振荡激励器的输出端子；所述的直流稳压电源输入通过电源电压输入端子连接到外部AC220V电源电压，输出分别接于电路系统的料位电抗信号放大器、介质变化信号放大器、料位量程修正信号放大器、料位零点修正信号放大器、信号处理器、电压电流转换器、振荡激励器的电源输入端。
本发明的电抗式料位检测装置，所述的料位电抗电极、料位介质变化电极、测量负电极的长度为一致或不一致，料位介质变化电极安装在料位电抗电极和测量负电极之间。
本发明所述的料位零点修正电极安装在绝缘基板的最低端，用于准确检测料位零点修正信号；料位量程修正电极安装在绝缘基板上10％-100％高度位置，用于料位高度变化时能准确检测料位量程修正信号。
本发明电抗式料位检测装置，能直观地检测料仓内的料位高度，还能在运行中检测出介质物理系数的变化，并对检测的料位值进行修正，使其结果准确，使用更简便，适用范围更广。
四、附图说明
附图是本发明的电抗式料位检测装置的整体结构原理图。
图中的1是料位电抗电极，2是料位介质变化电极，3是料位量程修正电极，4是料位零点修正电极，5是测量负电极，6是绝缘基板，A1是料位电抗信号放大器，A2是料位介质变化信号放大器，A3是料位量程修正信号放大器，A4是料位零点修正信号放大器，A5是信号处理器；A6是电压电流转换器，A9是振荡激励器，A10是直流稳压电源；J1是料位电抗信号放大器输入端子，J2是料位介质变化信号输入端子，J3是料位量程修正信号放大器输入端子，J4是料位零点修正信号放大器输入端子，J4是振荡激励器输出端子，J6、J7是电流输出端子，J8、J9是电源电压输入端子。
五、具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明电抗式料位检测装置的技术方案做进一步描述。
如附图所示，本发明的电抗式料位检测装置，包括电极系统，壳体，装在壳体内的电路系统。
电极系统包括绝缘基板6，装在绝缘基板6上用于检测料位电抗信号的料位电抗电极1、用于检测介质变化信号的料位介质变化电极2、用于料位量程修正的料位量程修正电极3、用于料位零点修正的料位零点修正电极4、测量负电极5；所述的料位电抗电极1、料位介质变化电极2、测量负电极5的长度为一致，料位介质变化电极2安装在料位电抗电极1和测量负电极5之间。所述零点修正电极4安装在绝缘基板6的最低端，用于准确检测料位零点修正信号；料位量程修正电极3安装在绝缘基板上25％高度的位置，用于检测料位高度变化时的料位量程修正信号。
电路系统包括用于放大整理信号的料位电抗信号放大器A1、料位介质变化信号放大器A2、料位量程修正信号放大器A3、料位零点修正信号放大器A4，用于信号处理的信号处理器A5，用于将电压信号转换为电流信号的电压电流转换器A6，用于产生激励源的振荡激励器A9，用于供给电抗式料位检测装置所需电源的直流稳压电源A10；所述的壳体设有料位电抗信号放大器A1的输入端子J1，料位介质变化信号放大器A2的输入端子J2，料位量程修正信号放大器A3的输入端子J3，料位零点修正信号放大器A4的输入端子J4，振荡激励器A9的输出端子J5，电流输出端子J6、J7，电源电压输入端子J8、J9；所述的料位电抗电极1的信号输出端接于料位电抗信号放大器A1的输入端子J1，料位介质变化电极2的信号输出端接于料位介质变化信号放大器A2的输入端子J2，料位量程修正电极3的信号输出端接于料位量程修正信号放大器A3的输入端子J3，料位零点修正电极4的信号输出端接于料位零点修正信号放大器A4的输入端子J4；料位电抗信号放大器A1、料位介质变化信号放大器A2、料位量程修正信号放大器A3、料位零点修正信号放大器A4的输出接于信号处理器A5输入，信号处理器A5接收经过料位电抗信号放大器A1、料位介质变化信号放大器A2、料位量程修正信号放大器A3、料位零点修正信号放大器A4放大及整理过的信号再进行处理计算，得到0-5V料位电压信号；信号处理器A5输出端与电压电流转换器A6的输入端相连接，电压电流转换器A6把信号处理器A5处理计算得到的0-5V料位电压信号转换成4-20mA料位电流信号值，该料位电流信号值即是料位高度的测量结果，将该电流信号值通过电流输出端子J6、J7送到其它指示仪表或控制设备使用；所述的测量负电极5的输入端接于振荡激励器A9输出端子J5，使测量负电极5带有负极性的振荡激励信号；所述的直流稳压电源A10的输入通过电源电压输入端子J8、J9连接到外部AC220V的电源电压，输出分别接于电路系统的料位电抗信号放大器A1、介质变化信号放大器A2、料位量程修正信号放大器A3、料位零点修正信号放大器A4、信号处理器A5、电压电流转换器A6、振荡激励器A9的电源输入端。
用本发明的电抗式料位检测装置进行料位高度的检测过程为：将绝缘基板6及绝缘基板6上各电极安装到储料容器内壁，接通电源，储料容器开始进行储料；当物料接触测量负电极5时，测量负电极5接收振荡激励器A9所产生的激励信号，并作用于物料上；当物料接触到料位电抗电极时，电极检测出来的料位电抗信号，通过料位电抗信号放大器输入端子J1送到料位电抗信号放大器A1进行放大；当物料接触到料位介质变化电极时，电极检测出来的料位介质变化信号，通过料位介质变化信号输入端子J2送到料位介质变化信号放大器A2进行放大；当物料接触到料位零点修正电极4时，电极检测出来的料位零点修正信号，通过料位零点修正信号放大器输入端子J4送到料位零点修正信号放大器A4进行放大；当储料容器里的料位上升到量程的25％，物料接触到料位量程修正电极3时，电极检测出来的料位量程修正信号，通过料位量程修正信号放大器输入端子J3送到料位量程修正信号放大器A3进行放大；信号处理器A5在接收到料位电抗信号放大器A1、料位介质变化信号放大器A2、料位量程修正信号放大器A3和料位零点修正信号放大器A4输出端所提供放大后的料位信号，通过运算得出料位高度信息后转换为0-5V的料位电压信号输出送到电压电流转换器A6，电压电流转换器A6将0-5V料位电压信号转换成为4-20mA电流信号，4-20mA的料位电流经电流输出端子J6、J7输出供仪表指示及控制系统使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。
Claims (2)
1.一种电抗式料位检测装置，包括电极系统，壳体，装在壳体内的电路系统；其特征在于电极系统包括绝缘基板(6)，装在绝缘基板(6)上用于检测料位电抗信号的料位电抗电极(1)、用于检测介质变化信号的料位介质变化电极(2)、用于料位量程修正的料位量程修正电极(3)、用于料位零点修正的料位零点修正电极(4)、测量负电极(5)；电路系统包括用于放大整理信号的料位电抗信号放大器(A1)、料位介质变化信号放大器(A2)、料位量程修正信号放大器(A3)、料位零点修正信号放大器(A4)，用于信号处理的信号处理器(A5)，用于将电压转换为电流的电压电流转换器(A6)，用于产生激励源的振荡激励器(A9)，用于供给电抗式料位检测装置所需电源的直流稳压电源(A10)；所述的壳体设有料位电抗信号放大器(A1)输入端子(J1)，料位介质变化信号放大器(A2)输入端子(J2)，料位量程修正信号放大器(A3)的输入端子(J3)，料位零点修正信号放大器(A4)输入端子(J4)，振荡激励器(A9)输出端子(J5)，电流输出端子(J6、J7)，电源电压输入端子(J8、J9)；所述的料位电抗电极(1)的信号输出端接于料位电抗信号放大器(A1)输入端子(J1)，料位介质变化电极(2)的信号输出端接于料位介质变化信号放大器(A2)输入端子(J2)，料位量程修正电极(3)的信号输出端接于料位量程修正信号放大器(A3)输入端子(J3)，料位零点修正电极(4)的信号输出端接于料位零点修正信号放大器(A4)输入端子(J4)；料位电抗信号放大器(A1)、料位介质变化信号放大器(A2)、料位量程修正信号量放大器(A3)、料位零点修正信号放大器(A4)的输出接于信号处理器(A5)输入，信号处理器(A5)接收经过料位电抗信号放大器(A1)、料位介质变化信号放大器(A2)、料位量程修正信号放大器(A3)、料位零点修正信号放大器(A4)放大及整理过的信号再进行处理计算，得到0-5V料位电压信号；信号处理器(A5)输出端与电压电流转换器(A6)的输入端相连接，电压电流转换器(A6)把信号处理器(A5)处理计算得到的0-5V料位电压信号转换成4-20mA料位电流信号，该料位电流信号即是料位高度的测量结果，将该电流信号测量结果通过电流输出端子(J6、J7)送到其它指示仪表或控制设备使用；所述的测量负电极(5)的输入端接于振荡激励器(A9)输出端子(J5)；所述的直流稳压电源(A10)的输入通过电源电压输入端子(J8、J9)连接到外部AC220V的电源电压，输出分别接于电路系统的料位电抗信号放大器(A1)、介质变化信号放大器(A2)、料位量程修正信号放大器(A3)、料位零点修正信号放大器(A4)、信号处理器(A5)、电压电流转换器(A6)、振荡激励器(A9)的电源输入端。
2.根据权利要求1所述的电抗式料位检测装置，其特征在于所述的料位电抗电极(1)、料位介质变化电极(2)、测量负电极(5)的长度为一致或不一致，料位介质变化电极(2)安装在料位电抗电极(1)和测量负电极(5)之间。
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