CN203940900U - 分体式射频导纳控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分体式射频导纳控制器，所述控制器包括一控制箱与一探头，所述控制箱与所述探头间通过复数信号线连接，所述探头将电容信号转换成直流电压信号传送到控制箱处，所述控制箱检测所述电压信号并输出，产生报警信号。把探头和控制箱分开安装，最远距离可达900多米。探头安装料仓的顶部或危险场合，控制箱安装在操作方便或安全区，从而方便用户调试维护仪表，特别是针对仪表安装后，安装梯子撤掉后，再次维护需要重新架起梯子等场合，实现了快速有效地解决现场问题和降低维护成本等目的。

Description

分体式射频导纳控制器

技术领域

本实用新型涉及一种控制器，尤其涉及一种分体式射频导纳控制器。

背景技术

在工业自动化领域，用于测量料位的现场工业仪表输出信号形式分为开关量仪表和连续量仪表，其中开关量仪表以射频导纳物位开关、音叉物位开关、振棒物位开关、阻旋物位开关等仪表为代表，检测当前仪表安装位置处是否有物料堆积；其中连续量仪表以雷达物位计、超声波物位计、电浮筒物位计、磁翻板物位计、磁致伸缩物位计等仪表为代表，用于检测料仓内物位的连续变化情况。这些设备广泛用于化工、石油、冶金、电厂、制造等场合，射频导纳物位开关常为检测探头和控制调试输出电路单元为一体式，一起安装在使用现场，当料仓内物料发生变化时，特别是变化的两种物料之间的介电常数差别很大时，一般情况下，都需要调节射频导纳物位开关灵敏度开关，才能正常用于准确地测量。本实用新型采用分体式结构，并且探头和控制箱之间最远可达914米，满足用户远程调试仪表需要，而且由于采用分体式结构，探头采用陶瓷材料时过程温度可达400度以上；由于探头内无高压信号和大功率电路(或易产生火花的继电器电路)，所以很容易把探头设计成本安电路应用于0区爆炸性环境危险区场合。因此本实用新型方便用户调试维护现场仪表，并安全、可靠地应用此仪表。

现有的设计为一体式射频导纳，调试不够灵活，制造成本较高。

实用新型内容

为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种分体式射频导纳控制器，针对现有现场使用需要求，改进为分体式射频导纳控制器，方便用户远程调试维护现场工业仪表。

本实用新型一种分体式射频导纳控制器，所述控制器包括一控制箱与一探头，所述控制箱与所述探头间通过复数信号线连接，所述探头将电容信号转换成直流电压信号传送到控制箱处，所述控制箱检测所述电压信号并输出，产生报警信号。

所述控制箱包括电源单元、LED状态指示单元、继电器输出单元、灵敏度调试单元、探头电压滤波和检测单元、延时时间调试单元、逻辑控制单元，各单元之间保持电性连接。

所述探头包括差分电容检测探头、探头ESD保护电路单元、振荡电路单元、容抗电压变换单元、信号放大及输出驱动电路单元，各单元间保持电性连接。

所述信号线包括9.5V直流电压、探头输出的传感器电压信号和参考地线。

本实用新型由于利用以上技术方案，使其具有的有益效果是：

把探头和控制箱分开安装，最远距离可达900多米。探头安装料仓的顶部或危险场合，控制箱安装在操作方便或安全区，从而方便用户调试维护仪表，特别是针对仪表安装后，安装梯子撤掉后，再次维护需要重新架起梯子等场合，实现了快速有效地解决现场问题和降低维护成本等目的。

附图说明

图1为本实用新型分体式射频导纳控制器的结构示意图；

图2为本实用新型分体式射频导纳控制器中控制箱的示意图；

图3为本实用新型分体式射频导纳控制器中探头的示意图。

具体实施方式

为利于对本实用新型现有技术的进一步了解，以下结合附图及实施例进行说明。

结合图1所示，本实用新型的一种分体式射频导纳控制器10，包括一控制箱200和一探头100，两者之间通过三根导线相连，三根导线分别为：9.5V直流电压、参考地线和探头输出的传感器电压信号，且参考地线最大长度可达914米，如图2所示，控制箱200包括电源单元210、LED状态指示单元220、灵敏度调试单元230、继电器输出单元240、探头电压滤波和检测单元250、延时时间调试单元260、逻辑控制单元270。

其中，电源单元210是利用精度运算放大器、NPN三极管、低温漂(5PPM)参考稳压二极管和金属膜反馈电阻将外部直流输入电压信号转换成9.5V DC低温漂恒压源，当使用外部交流信号输入时，在直流输入电压前增加变压器和整流滤波电路；

当逻辑控制单元270根据设置检测到有物料时，状态指示单元220亮绿灯，否则亮红灯；

灵敏度调试单元230使用两个50K电位器分别串联1：10两个金属膜电阻后再并联，然后再与金属膜电阻串联组成分压电路，连接到探头电压滤波和检测单元250中的运算放大器的输入端，用于比较检测探头检测的信号电压；

在继电器输出单元240中，逻辑控制单元270根据设置内容控制继电器打开、闭合状态，选择低报警设置，探头处无物料时，继电器不动作，选择高报警设置，探头处有物料时，继电器不动作。

探头电压滤波和检测单元250将探头输出的传感器电压信号经滤波后与灵敏度调试单元230中的参考比较电压进行比较，输出开关信号到逻辑控制单元270。当输出高电平时表示未检测到探头100与物料接触；反之表示检测到探头100与物料接触；

延时时间调试单元260为一RC延时电路，控制继电器滞后动作，用于在临界状态下防抖动，延时时间可范围为0～30秒。

逻辑控制单元270包括四通道二输入与非门集成芯片、6通道非门集成芯片和用于高低位报警设置高低电平选择的跳线开关，当探头电压滤波和检测单元250输出高电平时，控制LED状态指示单元220亮红灯，选择高报警时，继电器输出单元240动作；当探头电压滤波和检测单元250输出低电平时，控制LED状态指示单元220亮绿灯，选择低报警时，继电器输出单元240动作。

再结合图3所示，本实用新型的探头100包括差分电容检测探头110、探头ESD保护电路单元120、振荡电路单元130、容抗电压变换单元140、信号放大及输出驱动电路单元150。

差分电容检测探头110为由不锈钢材料与绝缘材料组成的对地差分电容探头，在结构上实现防挂料干扰；。

探头ESD保护电路单元120为由ESD集成保护芯片、限压二极管和限流电阻组成，保护差分电容检测探头110免受ESD和其它脉冲干扰；

振荡电路单元130为带反馈的稳定的LC三端式振荡电路，输出稳定的100KHZ信号到差分电容检测探头110，从而输出差分容抗信号到容抗电压变换单元140；

容抗电压变换单元140为由运算放大器组成的容抗到直流电压的变化电路，把振荡电路单元130输出的容抗信号转换成直流电压信号；

信号放大及输出驱动电路单元150为带温度传感器芯片控制输出的参考电压的运算放大电路和输出驱动电路，把容抗电压变换单元140输出的微小电压信号经放大，然后再经过由运算放大器组成的输出驱动电路把差分电容检测探头110检测的物料状态转换成的电压信号传输到900米以外的控制箱200。

本实用新型把探头100和控制箱200分开安装，最远距离可达900多米。探头100安装料仓的顶部或危险场合，控制箱200安装在操作方便或安全区，从而方便用户调试维护仪表，特别是针对仪表安装后，安装梯子撤掉后，再次维护需要重新架起梯子等场合，实现了快速有效地解决现场问题和降低维护成本等目的。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型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本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.分体式射频导纳控制器，其特征在于：所述控制器包括一控制箱与一探头，所述控制箱与所述探头间通过复数信号线连接，所述探头将电容信号转换成直流电压信号传送到控制箱处，所述控制箱检测所述电压信号并输出，产生报警信号。

2.如权利要求1所述的分体式射频导纳控制器，其特征在于：所述控制箱包括电源单元、LED状态指示单元、继电器输出单元、灵敏度调试单元、探头电压滤波和检测单元、延时时间调试单元、逻辑控制单元，各单元之间保持电性连接。

3.如权利要求1所述的分体式射频导纳控制器，其特征在于：所述探头包括差分电容检测探头、探头ESD保护电路单元、振荡电路单元、容抗电压变换单元、信号放大及输出驱动电路单元，各单元间保持电性连接。

4.如权利要求1所述的分体式射频导纳控制器，其特征在于：所述信号线包括9.5V直流电压、探头输出的传感器电压信号和参考地线。