CN107449488A - 一种静电物位开关传感器及静电物位开关 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种静电物位开关传感器及静电物位开关，所述的静电物位开关安有所述的静电物位开关传感器。所述的静电物位开关传感器包括金属安装板和静电感应电极，金属安装板套设在静电感应电极的两端之间；记静电感应电极位于金属安装板的一侧的部分为第一电极部、位于金属安装板的另一侧的部分为第二电极部；第一电极部的端面上设有电极引出线连接部，电极引出线连接部与静电感应电极电连接；第二电极部的上方设有接地体；接地体与所述的金属安装板电连接，金属安装板和接地体分别与静电感应电极相互绝缘。本发明用于提高物位的检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及物位开关领域，具体是一种静电物位开关传感器及静电物位开关，特别适于落料不均匀、物料颗粒大小不规律的收集物料料仓使用。
背景技术
物位开关是一种物位测量仪表，用来监测液体或固体料位，包括浆料和颗粒状固体，其测量原理采用静态或动态测量方法，例如超声波原理、电容原理、雷达波原理或差压原理，现有物位开关大致分为两种：机械式物位开关和非静电原理式物位开关。
其中，上述机械式物位开关，其在使用过程中，物料开关的旋转轴常被落料卡住。而上述非静电式物位开关，如微波原理和射频导纳原理开关，物位开关的电极通常会发生挂料现象，而物料开关的电极挂料，会影响物位开关的检测精度。尤其是对于落料浓度不均匀和/或落料颗粒大小不规律的收集物料料仓而言，上述现有物料开关的检测精度相对较低。此为现有技术的不足之处。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种静电物位开关传感器及静电物位开关，用于提高对料仓物位的检测精度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种静电物位开关传感器，包括金属安装板和静电感应电极，所述的金属安装板套设在所述静电感应电极的两端之间；
记静电感应电极位于金属安装板的一侧的部分为第一电极部，记静电感应电极位于金属安装板的另一侧的部分为第二电极部；
所述第一电极部的端面上设有电极引出线连接部，所述的电极引出线连接部与所述的静电感应电极电连接；
所述第二电极部的上方，设有用于接地以及用于对来自所述第二电极部正上方的物料起遮挡作用的接地体；
所述的接地体与所述的金属安装板电连接，所述的金属安装板和所述的接地体分别与所述的静电感应电极相互绝缘。
其中，所述的接地体呈弧形，所述接地体的弧形开口竖直向下。
其中，所述的金属安装板可拆卸地套设在所述的静电感应电极上。
其中，所述的静电感应电极包括探测电极和包覆在所述的探测电极的外围的绝缘层。
其中，所述的静电物位开关传感器还包括一温度补偿电极，所述的温度补偿电极安装在所述的金属安装板上，所述的温度补偿电极与所述的接地体位于所述金属安装板的同一侧。
其中，所述的温度补偿电极，位于所述接地体的正下方，且位于所述静电感应电极的上方。
本发明还提供了一种静电物位开关，包括控制电路板、开关量信号输出接口、以及如上所述的静电物位开关传感器；所述静电物位开关传感器的电极引出线连接部通过电极引出线与所述控制电路板的信号输入端电性连接，所述控制电路板的信号输出端与所述的开关量信号输出接口电性连接；所述控制电路板的接地引脚通过所述的金属安装板与所述的接地体电连接。
其中，所述的静电物位开关传感器还包括一温度补偿电极，所述的温度补偿电极安装在所述的金属安装板上，所述的温度补偿电极与所述的接地体位于所述金属安装板的同一侧；所述的温度补偿电极通过其电极引出线与所述控制电路板的信号输入端电性连接；所述的温度补偿电极位于所述接地体的正下方，且位于所述静电感应电极的上方。
其中，所述的控制电路板和开关量信号输出接口置于同一金属壳体内，所述的金属安装板通过所述的金属连接件安装在所述的金属壳体上；所述控制电路板的接地引脚依序通过所述的金属壳体、所述的金属连接件，与所述的金属安装板电连接。
其中，所述的控制电路板上集成有第一信号处理电路、第二信号处理电路和中央处理器CPU；所述第一信号处理电路的信号输入端与所述静电物位开关传感器的静电感应电极相连，所述第二信号处理电路的信号输入端与所述静电物位开关传感器的温度补偿电极相连，所述第一信号处理电路的信号输出端和所述第二信号处理电路的信号输出端分别与所述的中央处理器CPU相连，所述的中央处理器CPU的开关量信号输出端与所述的开关量信号输出接口相连。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明所述的静电物位开关传感器设有静电感应电极和接地体，使用时，将该静电物位开关传感器安装在待监测其内物料位置的料仓的相应位置，并使该静电物位开关传感器的静电感应电极和接地极均位于上述待监测其内物料位置的料仓内，便于在落料过程中，该静电物位开关传感器能够实时通过其静电感应电极输出用于检测物位的电流信号，且该静电物位开关传感器在输出上述用于检测物位的电流信号时，避免了现有机械式物位开关的旋转轴的使用，这避免了现有技术中所述的旋转轴被卡住的现象的发生，从而能够在一定程度上提高本发明所述静电物位开关传感器输出的用于检测物位的电流信号的检测精度；
(2)本发明所述静电物位开关传感器的接地体，用于接地以及用于对来自静电感应电极第二电极部正上方的物料起遮挡作用，使用时，能够避免物料直接落到静电感应电极的上端面上，从而可避免在静电感应电极上挂料的现象的发生，进而能够进一步提高静电物位开关传感器输出的用于检测物位的电流信号的检测精度；
(3)本发明所述的静电物位开关传感器还设有温度补偿电极，从而使得本静电物位开关传感器能够输出用于检测物位的两种信号：电流信号和温度信号，进而使得安有本发明所述静电物位开关传感器的静电物位开关，能够结合所述静电物位开关传感器输出的可用于检测物位的电流信号和温度信号进行料仓内物位的检测，进而便于提高安有所述静电物位开关传感器的静电物位开关的物位检测精度；
（4）本发明所述的静电物位开关安有所述的静电物位开关传感器，给出了一种新的静电物位开关，具有所述静电物位开关传感器的所有优点，能够提高静电物位开关的物位检测精度。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本发明所述静电物位开关传感器的主视图示意图；
图2为图1的右视图示意图；
图3为本发明所述静电物位开关的主视图示意图；
图4为图3的右视图示意图；
图5为本发明所述静电物位开关的电气原理框图示意图；
图6为图1和图3中所示的金属安装板的结构示意图；
图7为图3中所示金属连接件的结构示意图。
其中：1、静电感应电极，1.1、探测电极，1.2、绝缘层，2、接地体，3、金属壳体，4、温度补偿电极，5、控制电路板，6、金属安装板，61、安装孔，62、螺纹安装孔，7、金属连接件，8、电极引出线连接部，9、开关量信号输出接口。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1、2和6为本发明所述静电物位开关传感器的一种具体实施方式。在本具体实施方式中，所述的静电物位开关传感器包括金属安装板6和静电感应电极1，所述的金属安装板6套设在所述静电感应电极1的两端之间。记静电感应电极1位于金属安装板6的一侧的部分为第一电极部，并记静电感应电极1位于金属安装板6的另一侧的部分为第二电极部。所述第一电极部的端面上设有电极引出线连接部8。所述的电极引出线连接部8，采用金属吊耳，与所述的静电感应电极1电连接。所述第二电极部的上方，设有用于接地以及用于对来自所述第二电极部正上方的物料起遮挡作用的接地体2。所述的接地体2与所述的金属安装板6电连接，所述的金属安装板6和所述的接地体2分别与所述的静电感应电极1相互绝缘。其中，所述的接地体2呈弧形，所述接地体2的弧形开口竖直向下。所述的金属安装板6可拆卸地套设在所述的静电感应电极1上，便于金属安装板6和接地体2的维护与更换，进而增加本发明使用的灵活性。
在本实施方式中，所述的静电感应电极1包括探测电极1.1和包覆在所述的探测电极1.1的外围的绝缘层1.2，便于分别实现静电感应电极1与接地体2之间、以及静电感应电极1与金属安装板6之间的相互绝缘。所述的电极引出线连接部8与所述静电感应电极1的探测电极1.1电连接。
在本实施方式中，所述的金属安装板6采用金属法兰。在本实施方式中，所述的金属安装板6上设有用于安装静电感应电极1的螺纹安装孔62、以及用于将本发明所述静电物位开关传感器安装在料仓相应位置的一组安装孔61，各所述的安装孔61位于所述螺纹安装孔62的外围。其中，所述的静电感应电极1安装在所述的螺纹安装孔62中，所述的螺纹安装孔62为螺纹通孔。使用时，通过各所述的安装孔61将所述的静电物位开关传感器安装在料仓相应位置。
其中，在落料过程中，物料摩擦荷电：在物料尚未浸没所述的静电感应电极1时，下落荷电物料在经过静电感应电极1时，发生静电感应现象，从而使静电感应电极1在其探测电极1.1上的电荷分布发生变化，并在静电感应电极1的探测电极1.1上产生感应交流电流；在物料浸没所述的静电感应电极1后，静电感应电极1的探测电极1.1上的电荷基本不再发生变化，且相较物料尚未浸没所述的静电感应电极1时，静电感应电极1的探测电极1.1上此时（物料浸没所述的静电感应电极1）产生的交流感应电流呈几个数量级的减小。可见，本发明所述静电物位开关传感器的静电感应电极1上能够产生用于检测料仓物位的电流信号。
另外，在本实施方式中，所述的静电物位开关传感器还包括一温度补偿电极4，所述的温度补偿电极4安装在所述的金属安装板6上，所述的温度补偿电极4与所述的接地体2位于所述金属安装板6的同一侧。所述的温度补偿电极4位于所述接地体2的正下方，且该所述的温度补偿电极4位于所述静电感应电极1的上方。
在本实施方式中，所述温度补偿电极4的使用，使本静电物位开关还能够检测可供检测物位的温度信号，进而使得本发明所述的静电物位开关传感器能够输出两种可供检测物位的信号：电流信号和温度信号。
因此，便于安有本发明所述静电物位开关传感器的静电物位开关，能够结合所述静电物位开关传感器输出的可供检测物位的电流信号和温度信号，进行料仓内物位是否到达传感器位置的检测，进而增加本安有所述静电物位开关传感器的静电物位开关的物位检测精度。
综上，本实施方式中所述的静电物位开关传感器是一种新的物位开关传感器，其能够提供可供检测料仓内物位的电流信号和温度信号，且该所述的可供检测料仓内物位的电流信号和温度信号均与落料均匀与否以及落料颗粒大小无关，这在一定程度上提高了本静电物位开关的检测精度。
图3、4、5、6和7为本发明所述静电物位开关的一种具体实施方式。在该具体实施方式中，所述的静电物位开关包括控制电路板5、开关量信号输出接口9、以及如上所述的静电物位开关传感器。其中，所述静电物位开关传感器的电极引出线连接部8通过电极引出线与所述控制电路板5的信号输入端电性连接，所述控制电路板5的信号输出端与所述的开关量信号输出接口9电性连接；所述控制电路板5的接地引脚通过所述的金属安装板6与所述的接地体2电连接。在本实施方式中，所述的静电物位开关传感器还包括温度补偿电极4，所述的温度补偿电极4安装在所述的金属安装板6上，所述的温度补偿电极4与所述的接地体2位于所述金属安装板6的同一侧；所述的温度补偿电极4，通过其电极引出线与所述控制电路板5的信号输入端电连接。所述的温度补偿电极4位于所述接地体2的正下方，且位于所述静电感应电极1的上方。
在本实施方式中，控制电路板5和开关量信号输出接口9置于金属壳体3内，所述的金属安装板6通过金属连接件7安装在所述的金属壳体3上。所述控制电路板5的接地引脚依序通过所述的金属壳体3、所述的金属连接件7，与所述的金属安装板6电连接。具体地，在本实施方式中，所述控制电路板5的接地引脚与所述的金属壳体3电连接，所述的金属壳体3与所述的金属连接件7电连接，所述的金属连接件7与所述的金属安装板6电连接，所述的金属安装板6与所述的接地体2电连接。
其中，在本实施方式中，所述的金属连接件7采用金属杆，所述金属杆内部沿其轴向方向设有过线孔71，所述静电感应电极1和温度补偿电极4各自与所述控制电路板5之间的电极引出线，即电性连接线均穿过所述的过线孔71。在本实施方式中，所述静电感应电极1设有所述电极引出线连接部8的一端位于所述金属连接件7的过线孔71内。
在本实施方式中，所述的控制电路板5上集成有第一信号处理电路、第二信号处理电路和中央处理器CPU；所述第一信号处理电路的信号输入端与所述静电物位开关传感器的静电感应电极1相连，所述第二信号处理电路的信号输入端与所述静电物位开关传感器的温度补偿电极4相连，所述第一信号处理电路的信号输出端和所述第二信号处理电路的信号输出端分别与所述的中央处理器CPU相连，所述的中央处理器CPU的开关量信号输出端与所述的开关量信号输出接口9相连。
其中，在本实施方式中，所述的第一信号处理电路和第二信号处理电路均采用信号放大电路。所述的第一信号处理电路用于对接收到的来自静电感应电极1的电流信号进行放大处理，之后将经放大处理后的电流信号发送至中央处理器CPU。所述的第二信号处理电路用于对接收到的来自温度补偿电极4的温度信号进行放大处理，之后将经放大处理后的温度信号发送至中央处理器CPU。
使用时，在本实施方式中，金属安装板6接地，中央处理器CPU实时接收第一信号处理电路发来的电流信号和第二信号处理电路发来的温度信号，当CPU判定其当前接收到的电流信号对应的电流值低于预先设定的电流值、且判定其当前接收到的温度信号对应的温度值小于预先设定的温度值时，中央处理器CPU通过所述的开关量信号输出接口9，输出（料仓内）当前物位对应的开关量信号，用于控制停止向当前料仓内继续落料。
鉴于本实施方式中所述的静电物位开关安有如上所述的静电物位开关传感器，其具有上述静电物位开关传感器的所有优点，为简化说明书的结构，该静电物位开关的有益效果在此不再赘述。
综上，本发明提供了一种新的静电物位开关传感器及静电物位开关，克服了现有技术中存在的不足，提高了对料仓内物位的检测精度。另外，本发明所述的静电物位开关传感器及静电物位开关的使用，均与落料均匀与否以及落料颗粒大小无关，故本发明所述的静电物位开关传感器及静电物位开关，尤其适于落料不均匀、物料颗粒大小不规律的收集物料料仓使用。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种静电物位开关传感器，其特征在于：包括金属安装板（6）和静电感应电极（1），所述的金属安装板（6）套设在所述静电感应电极（1）的两端之间；
记静电感应电极（1）位于金属安装板（6）的一侧的部分为第一电极部、位于金属安装板（6）的另一侧的部分为第二电极部；所述第一电极部的端面上设有电极引出线连接部（8），所述的电极引出线连接部（8）与所述的静电感应电极（1）电连接；所述第二电极部的上方，设有用于接地以及用于对来自所述第二电极部正上方的物料起遮挡作用的接地体（2）；
所述的接地体（2）与所述的金属安装板（6）电连接，所述的接地体（2）和所述的金属安装板（6）分别与所述的静电感应电极（1）相互绝缘。
2.根据权利要求1所述的静电物位开关传感器，其特征在于：所述的接地体（2）呈弧形，所述接地体（2）的弧形开口竖直向下。
3.根据权利要求2所述的静电物位开关传感器，其特征在于：所述的金属安装板（6）可拆卸地套设在所述的静电感应电极（1）上。
4.根据权利要求3所述的静电物位开关传感器，其特征在于：所述的静电感应电极（1）包括探测电极（1.1）和包覆在所述的探测电极（1.1）的外围的绝缘层（1.2）。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的静电物位开关传感器，其特征在于：所述的静电物位开关传感器还包括一温度补偿电极（4），所述的温度补偿电极（4）安装在所述的金属安装板（6）上，所述的温度补偿电极（4）与所述的接地体（2）位于所述金属安装板（6）的同一侧。
6.根据权利要求5所述的静电物位开关传感器，其特征在于：所述的温度补偿电极（4），位于所述接地体（2）的正下方，且位于所述静电感应电极（1）的上方。
7.一种静电物位开关，其特征在于：包括控制电路板（5）、开关量信号输出接口（9）、以及上述权利要求1或2或3或4所述的静电物位开关传感器；所述静电物位开关传感器的电极引出线连接部（8）通过电极引出线与所述控制电路板（5）的信号输入端电性连接，所述控制电路板（5）的信号输出端与所述的开关量信号输出接口（9）电性连接；所述控制电路板（5）的接地引脚通过所述的金属安装板（6）与所述的接地体（2）电连接。
8.根据权利要求7所述的静电物位开关，其特征在于：所述的静电物位开关传感器还包括一温度补偿电极（4），所述的温度补偿电极（4）安装在所述的金属安装板（6）上，所述的温度补偿电极（4）与所述的接地体（2）位于所述金属安装板（6）的同一侧；所述的温度补偿电极（4）通过其电极引出线与所述控制电路板（5）的信号输入端电性连接；所述的温度补偿电极（4）位于所述接地体（2）的正下方，且位于所述静电感应电极（1）的上方。
9.根据权利要求7所述的静电物位开关，其特征在于：所述的控制电路板（5）和开关量信号输出接口（9）置于同一金属壳体（3）内，所述的金属安装板（6）通过所述的金属连接件（7）安装在所述的金属壳体（3）上；
所述控制电路板（5）的接地引脚依序通过所述的金属壳体（3）、所述的金属连接件（7），与所述的金属安装板（6）电连接。
10.根据权利要求7所述的静电物位开关，其特征在于：所述的控制电路板（5）上集成有第一信号处理电路、第二信号处理电路和中央处理器CPU；所述第一信号处理电路的信号输入端与所述静电物位开关传感器的静电感应电极（1）相连，所述第二信号处理电路的信号输入端与所述静电物位开关传感器的温度补偿电极（4）相连，所述第一信号处理电路的信号输出端和所述第二信号处理电路的信号输出端分别与所述的中央处理器CPU相连，所述的中央处理器CPU的开关量信号输出端与所述的开关量信号输出接口（9）相连。
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