CN204188229U - 一种自识别的分体式超声波液位计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自识别的分体式超声波液位计，包括作为本体的变送器和与变送器通过电缆实现可分离式连接的传感器，在变送器中安装有固定阻值的第一电阻，在传感器中安装第二电阻，第一电阻和第二电阻串联。本实用新型的分体式超声波液位计可利用变送器上测量的电压与第一电阻上的电压得到传感器中的第二电阻的阻值，通过查阅阻值与传感器型号对应表即可识别出传感器的具体类型，简化了操作，安全可靠。

Description

一种自识别的分体式超声波液位计

技术领域

本实用新型涉及一种具有自识别功能的分体式超声波液位计，属于测量器具领域。

背景技术

在工业生产过程中，液位测量是常用操作，通过测量容器中液体介质的高低可用于自动化生产过程中的液位检测控制，报警，数据分析与处理。随着技术的进步和计算机技术的发展，目前的液位测量已经实现了自动检测智能化，数据处理快速化，从而提高了生产效率。

目前，测量领域已经发展了多种不同的液位测量方案，例如应用浮力原理检测液位、应用静压原理检测液位、应用超声波反射检测液位等，由于超声波反射检测是根据超声波从发射到接收发射回波的时间间隔大小与被测介质高度成比例关系的原理实现液位测量，由于采用超声波，这种测量方式可以定点和连续的测量，并且便于提供遥测和遥控信号。超声波对介质的状态无苛求，其传播速度并不直接与媒介的介电常数、电导率，热导率相关，因此对各种测量环境都具有很好的适应性，在工业领域获得了广泛应用。

已有的超声波液位计由两部分组成，包括传感器(超声波传感器)和变送器(电子测量和控制单元)。根据结构设计，超声波液位计包括两种，一种是一体式液位计，由传感器和变送器组装在一起形成一个整体。这种结构适用的测量距离是固定的，如果要改变测量距离，必须传感器和变送器一起更换。由于使用上的不便，市场上已经逐渐淘汰了此种产品；另一种是分体式超声波液位计，由变送器和至少一个传感器组成。不同的传感器量程对应于不同测量距离。现场安装变送器后，如果测量的液位范围改变只需更换相应的传感器即可，利用此种方式即可实现一个变送器测量多个液位。

超声波液位计的工作原理是传感器的探头发射超声波，声波经物体表面反射后被同一传感器接收，转换成电信号；变送器根据声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离。由于超声波液位计测量距离及盲区跟传感器的频率有关，因此为了适用于不同的应用领域，市场上有多种不同规格的传感器，例如10KHz，15KHz，17KHz，20KHz，25KHz，30KHz，35KHz，40KHz，45KHz，50KHz，52KHz，60KHz，65KHz，70KHz，75KHz，80KHz，85KHz，90KHz等。由于具有多种规格的传感器，在使用时只能看传感器上的铭牌才能根据传感器的规格调整变送器的设定。由于很多传感器外形尺寸相近，型号上就差一个阿拉伯数字，往往会导致设置错误，带来安全隐患；另一方面，当工程规模较大时。如有100台的话，有可能就要进行800次的设定参数。工作量巨大。

发明内容

针对已有超声波液位计的缺陷，申请人进行了深入研究，从而创造性的提供了一种简单可行、低成本并且无需对已有产品进行大规模电路改造的超声波液位计改进结构，实现了传感器接入变送器后，能快速判断传感器的类型并进行参数设定；在本实用新型的进一步改进结构中，实现了变送器自动判断传感器型号和参数设定。

具体的说，本实用新型是通过下述技术方案实现的：

一种自识别的分体式超声波液位计，包括作为本体的变送器和与变送器通过电缆实现可分离式连接的传感器，在变送器中安装有固定阻值的第一电阻，在传感器中安装第二电阻，第一电阻和第二电阻串联。

利用上述结构，在生产传感器时，将第二电阻阻值与传感器的超声波参数印刷成对应表格册，利用电压表测量第一电阻上的电压和变送器的输入电压即可计算出第一电阻的阻值，翻查表格册即可得知传感器的超声波参数，并据此完成变送器的工作设定。

通过上述结构，可以在无需接触传感器的情况下即可得知传感器的超声波参数，从而避免了读取传感器铭牌失误导致的安全隐患；同时可利用电压表测量第一电阻快速得知各种外连传感器的超声波参数，提高了工作效率。

为了实现上述整个自动过程的自动化，在所述变送器中设有与变送器的单片机连接的电压表，所述电压表并联在第一电阻，所述单片机根据电压表所测量的第一电阻的电压值计算第二电阻的阻值，所述单片机的存储器中存储传感器中电阻阻值与传感器规格对应表和变送器参数设定表，所述单片机根据计算得到的第二电阻的阻值从存储器中查到传感器规格并载入对应的变送器参数设定。

利用上述结构，仅需在穿送的变送器设计中串接第一电阻，并在第一电阻上并联电压表，同时利用变送器中的片上存储器即可实现整个传感器检测的自动识别以及工作参数设定的自动加载，从而实现了整个过程的自动化，提高工作效率。

附图说明

图1为本实用新型的自识别的分体式超声波液位计的工作原型图；

图2为本实用新型的自识别的分体式超声波液位计的变送器结构图。

具体实施方式

在下述的实施和附图中，申请人提供了本实用新型的实现方式。需要注意的是，本实用新型的液位计并不改变已有超声波液位计的元件设计，仅仅是在已有设计中接入若干电阻和电压表，因此所述附图中仅示出该部分改进结构。

参考图1，显示了本实用新型的结构原理，包括通过电缆3连接的变送器1和传感器2，其中，传感器2用来发射超声波波，经物体表面反射后被同一传感器接收，转换成电信号；变送器根据声波的发射和接收之间的时间计算传感器到被测物体的距离。其中，在变送器中安装有固定阻值的第一电阻R₁，在传感器中安装第二电阻R₂，第一电阻和第二电阻在同一电路中串联。

在生产传感器时，印刷传感器中电阻与超声波探头参数的对应手册，例如下表1所示：

表1：阻值与超声波参数对应表示例

序号	电阻值	型号
			1	100	基本型90KHZ
2	200	基本型85KHZ
			……	….	…….

在使用时，G为高电平。打开开关器件，电路导通。根据输入电压U和用电压表测量的R₁上的电压U_R1，利用电学领域公知的串联电路中电阻的计算方式(如下所示)计算出R₂，根据阻值查找型号对应表，就可以知道是什么型号的传感器。

$R2=\frac{\left({U-U}_{R1}\right)}{U_{R1}}\·R1.$

参考图2，公开了本实用新型的一种改进形式，结合变送器本身已有的单片机等结构，在其片上存储器中预先存储阻值与超声波参数对应表等内容，并在电阻R₁上并联电压表，单片机收集电压表测量R₁上的电压U_R1，并利用上述公式计算出R₂上的电阻值，然后查询存储于存储器中的对应表即可得知传感器的类型。

Claims (2)

1.一种自识别的分体式超声波液位计，其特征在于包括作为本体的变送器和与变送器通过电缆实现可分离式连接的传感器，在变送器中安装有固定阻值的第一电阻，在传感器中安装第二电阻，第一电阻和第二电阻串联。

2.根据权利要求1的分体式超声波液位计，其特征在于所述变送器中设有与变送器的单片机连接的电压表，所述电压表并联在第一电阻，所述单片机根据电压表所测量的第一电阻的电压值计算第二电阻的阻值，所述单片机的存储器中存储传感器中电阻阻值与传感器规格对应表和变送器参数设定表，所述单片机根据计算得到的第二电阻的阻值从存储器中查到传感器规格并载入对应的变送器参数设定。