CN203732125U - 一种射频导纳物位开关 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种射频导纳物位开关，包括：直流降压电路分别连接电源、振荡电路、反馈电路、微处理器和电压电流转换电路，直流降压电路将直流电源的供电电压转换为物位开关所需的电压；振荡电路将产生的射频信号传至传感器；反馈电路将振荡电路的频率变化整形后反馈给微处理器；微处理器连接电压电流转换电路，根据频率变化超过预设的阈值，输出相应的脉宽调制，脉宽调制经过电压电流转换电路输出报警电流。通过直流降压电路将电压转换为系统所需的电压，进而限制了整个电路的电流，使得驱动传感器的电流很小，通过电压电流转换电路将输出方式改变为电流信号输出。本申请的设计降低了物位开关本身的功耗，并提高了物位开关的安全性。

Description

一种射频导纳物位开关

技术领域

本申请涉及物位开关技术领域，更具体地说，涉及一种射频导纳物位开关。

背景技术

现代工业生产中，生产规模大，速度高，且常有高温、高压、强腐蚀性或易燃易爆物料。因此，对于物位的检测和自动控制显得至关重要。目前，工业上通常采用射频导纳物位开关来测量物位。现有的射频导纳物位开关输出的是继电器的开关量，而继电器工作需要较大的电流。因此实际应用中射频导纳物位开关系统电流很大，但是，用较大电流来驱动传感器，在测量易燃易爆物料的物位时，无法保证使用的安全性。所以，现有的射频导纳物位开关不适合于防爆要求较高的场所。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种射频导纳物位开关，解决了现有的射频导纳物位开关的设计不适合于防爆要求较高的场所技术问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种射频导纳物位开关，包括：

直流降压电路分别连接直流电源、振荡电路、反馈电路、微处理器和电压电流转换电路，所述直流降压电路将直流电源的供电电压转换为物位开关所需的电压；

振荡电路连接传感器，将产生的射频信号传至传感器；

反馈电路连接振荡电路，将振荡电路的频率变化整形后反馈给微处理器；

微处理器连接电压电流转换电路，当所述频率变化超过预设的阈值，输出相应的脉宽调制，脉宽调制经过电压电流转换电路输出报警电流。

优选的，所述振荡电路为：高速、宽带运算放大器组成的矩形波发生器。

优选的，还包括计算机控制系统，所述计算机控制系统连接微处理器，采集振荡电路的频率变化信息，所述计算机控制系统可以显示物料位置状态以及所述物位开关的故障代码。

优选的，所述计算机控制系统与微处理器通过工业现场总线连接。

优选的，所述工业现场总线为：RS-485工业现场总线。

优选的，计算机控制系统的微处理器单元由PIC24F16KA102构成。

优选的，所述传感器包括：测量电极、屏蔽电极和接地电极。

优选的，还包括：抗粘附电路，所述抗粘附电路连接振荡电路以及传感器的屏蔽电极，所述振荡电路产生的射频信号经过抗粘附电路传至所述传感器的屏蔽电极，且所述振荡电路连接传感器的测量电极，将产生的射频信号传至所述传感器的测量电极。

优选的，所述抗粘附电路为：运算放大器组成的跟随器。

优选的，还包括LED报警器，用于报警电流的辅助显示。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的射频导纳物位开关，通过直流降压电路将电压转换为射频导纳物位开关系统所需的电压，进而限制了整个电路的电流，使得驱动传感器的电流很小，通过电压电流转换电路将输出方式改变为电流信号输出。降低了物位开关本身的功耗，并提高了物位开关在爆要求较高环境的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种射频导纳物位开关的结构图；

图2为本申请另一实施例公开的一种射频导纳物位开关的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例公开的一种射频导纳物位开关的结构图。

如图1所示，本实施例公开的射频导纳物位开关包括：直流电源1，直流降压电路2，振荡电路3，传感器4，反馈电路5，微处理器6，电压电流转换电路7。

直流降压电路2分别连接直流电源1、振荡电路3、反馈电路5、微处理器6和电压电流转换电路7，将直流电源1的供电电压转换为物位开关所需要的电压，提供给振荡电路3、反馈电路5、微处理器6和电压电流转换电路7。

振荡电路3为运算放大器组成的矩形波发生器，振荡出所需要射频信号传输至传感器4的测量电极（图中未画出）。当有介质接触传感器测量电极的时候，就会改变测量电极和容器壁（图中未画出）之间的电抗，电抗的改变会引起振荡电路3的频率变化。

反馈电路5连接振荡电路3，将振荡电路3的频率变化整形后发送给微处理器6计算、比较。当振荡电路3的频率变化超过微处理器6设定的阈值，微处理器6输出相应的脉宽调制，脉宽调制通过电压电流转换电路7输出8mA、16mA的报警电流。

从上述技术方案可以看出，本实施例公开的射频导纳开关，通过直流降压转换电路将电压转换为系统所需的电压，进而限制了整个电路的电流，使得驱动传感器的电流很小，通过电压电流转换电路将输出方式改变为电流信号输出。降低了物位开关本身的功耗，并提高了物位开关在爆要求较高环境的安全性。

还可以设置计算机控制系统连接微处理器6，实时采集振荡电路的频率变化。计算机控制系统通过工业现场总线连接微处理器6，如RS-485工业现场总线，实现远距离传送。优选的，计算机控制系统的微处理器单元由PIC24F16KA102构成。计算机控制系统可以显示物料位置状态以及故障代码，便于对料位的监测以及便于故障处理。

还可以包括，与微处理器连接的LED报警器，用于报警电流的辅助显示。LED作为8mA、16mA报警电流的辅助显示。比如物位开关检测到的是无物料，输出8mA电流时，物位开关的LED表现为熄灭；如果检测到有料，输出16mA的报警电流，物位开关的LED表现为点亮，LED只是物位开关的辅助显示方式。报警电流将传至工业现场的控制系统。

实施例二

图2为本申请实施例公开的另一种射频导纳物位开关的结构图。

如图2所示，本实施例公开的射频导纳开关包括：直流电源1，直流降压电路2，振荡电路3，抗粘附电路8，传感器4，反馈电路5，微处理器6，电压电流转换电路7。

抗粘附电路8是高速运算放大器组成的电压跟随器。抗粘附电路8连接振荡电路3以及传感器的屏蔽电极41，振荡电路3产生的射频信号经过抗粘附电路8传至传感器的屏蔽电极41，振荡电路3将产生的射频信号传至传感器的测量电极42。即加在屏蔽电极41上的射频信号与加在测量电极42的射频信号大小、相位都是一样的，但又相互独立。所以，测量电极42上的射频信号就无法通过粘附和悬挂在探头上的挂料倒流入接地电极（图中未画出）。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种射频导纳物位开关，其特征在于，包括：

直流降压电路分别连接直流电源、振荡电路、反馈电路、微处理器和电压电流转换电路，所述直流降压电路将直流电源电压转换为物位开关所需的电压；

振荡电路连接传感器，将产生的射频信号传至传感器；

反馈电路连接振荡电路，将振荡电路的频率变化整形后反馈给微处理器；

微处理器连接电压电流转换电路，当所述频率变化超过预设的阈值，输出相应的脉宽调制，脉宽调制经过电压电流转换电路输出报警电流。

2.根据权利要求1所述的物位开关，其特征在于，所述振荡电路为：高速、宽带运算放大器组成的矩形波发生器。

3.根据权利要求1所述的物位开关，其特征在于，还包括计算机控制系统，所述计算机控制系统连接微处理器，采集振荡电路的频率变化信息，所述计算机控制系统可以显示物料位置状态以及所述物位开关的故障代码。

4.根据权利要求3所述的物位开关，其特征在于，所述计算机控制系统与微处理器通过工业现场总线连接。

5.根据权利要求4所述的物位开关，其特征在于，所述工业现场总线为：RS-485工业现场总线。

6.根据权利要求3、4或5所述物位开关，其特征在于，计算机控制系统的微处理器单元由PIC24F16KA102构成。

7.根据权利要求1所述的物位开关，其特征在于，所述传感器包括：测量电极、屏蔽电极和接地电极。

8.根据权利要求7所述的物位开关，其特征在于，进一步包括：抗粘附电路，所述抗粘附电路连接振荡电路以及传感器的屏蔽电极，所述振荡电路产生的射频信号经过抗粘附电路传至所述传感器的屏蔽电极，且所述振荡电路连接传感器的测量电极，将产生的射频信号传至所述传感器的测量电极。

9.根据权利要求8所述的物位开关，其特征在于，所述抗粘附电路为：运算放大器组成的跟随器。

10.根据权利要求1所述的物位开关，其特征在于，还包括，与微处理器连接的LED报警器，用于报警电流的辅助显示。