CN210242906U

CN210242906U - 宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器

Info

Publication number: CN210242906U
Application number: CN201921369124.1U
Authority: CN
Inventors: Tao Feng; 冯涛; Meiling Zhang; 张美玲
Original assignee: Zhengzhou Createle Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Zhengzhou Createle Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2020-04-03
Anticipated expiration: 2029-08-22

Abstract

本实用新型提供了一种宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器，包括脉冲隔离电路、检测电路和控制电路，脉冲隔离电路中，电容C2的一端连接控制电路以接收脉冲信号，三极管Q3和三极管Q4及其外围电路构成两级隔离电路，对干扰电压进行隔离，电容C2的另一端通过两级隔离电路控制连接双场管U5，进而控制电阻RL上的磁场变化；检测电路的输入端采样连接电阻RL，检测电路的输出端连接控制电路。该宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器具有抗干扰能力强、宽电压输入的优点。

Description

宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器

技术领域

本实用新型涉及了一种宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器。

背景技术

液位传感器根据使用场合的不同，种类繁多。储罐由于其容积很大，要求液位传感器精度很高，现有大多用浮子钢带式液位传感器，伺服式和静压式也有一定应用量。然而无论是浮子钢带式、伺服式还是静压式液位传感器，都不是测量罐区储罐液位的最佳方式，浮子钢带式液位传感器安装复杂，可靠性也低；静压式液位传感器受介质密度和温度影响很大，为消除这些影响，一套完善的静压测量系统其价格也很高；伺服式液位传感器精度较高，但由于其有机械传动机构，不可避免带来磨损问题，同时价格也偏高。近几年磁致伸缩式液位传感器由于其高精度、高稳定、高可靠及长寿命而更适于储罐的液位测量，得到了广泛应用。但是现有的磁致伸缩液位传感器抗干扰性差，影响使用效果。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的问题，本实用新型提出了一种宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器。

一种宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器，包括脉冲隔离电路、检测电路和控制电路，所述脉冲隔离电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻RL、电容C2、电容C1、电容C16、二极管D2、三极管Q3、三极管Q4和双场管U5，电容C2的一端通过电阻R3连接电源+5V并连接控制电路以接收脉冲信号，电容C2的另一端连接三极管Q3的基极并通过电阻R6接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极连接三极管Q4的基极并通过电阻R4连接三极管Q4的发射极，三极管Q4的发射极连接电源VDD20V，三极管Q4的集电极分别连接双场管U5的2脚和4脚并通过电阻R7接地，双场管U5的1脚和3脚分别通过电阻RL接地并连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极分别连接双场管U5的5脚、6脚、7脚和8脚并依次通过电阻R5和电阻R2连接电源VDD20V，电阻R2和电阻R5的连接点处通过电容C16接地并通过电容C1接地；所述检测电路的输入端采样连接所述电阻RL，所述检测电路的输出端连接所述控制电路。

基于上述，所述检测电路中，电感L3的一端通过电阻R31连接运算放大器U8的反相输入端，电感L3的一端还连接电容C21的一端，电容C21的一端还依次通过电容C19和电阻R34连接电容C22的一端，电容C21的另一端和电容C22的另一端分别接地，电感L3的另一端通过电阻R32连接运算放大器U8的同相输入端，电感L3的另一端还连接电容C22的一端，运算放大器U8的同相输入端还通过电阻R35接地以及通过电阻R30连接电源VDD20V；运算放大器U8的输出端通过电阻R36连接运算放大器U8的反相输入端，运算放大器U8的输出端还通过稳压管Z1接地，运算放大器U8的输出端连接电容C20的一端，电容C20的另一端分别连接电阻R37的一端和二极管D6的阳极，电阻R37的另一端接地，二极管D6的阴极连接控制电路并通过电阻R33接地。

基于上述，控制电路包括控制器U6、电阻R24、电阻R29和电容C14，电阻R29的一端通过电阻R24连接电源VCC并通过电容C14接地，电阻R29的一端还连接控制器U6的11脚，电阻R29的另一端接地，控制器U6的25脚连接所述电容C2的一端，控制器U6的10脚连接检测电路的输出端。

基于上述，还包括电源输入电路、降压电路和升压电路，所述电源输入电路中，保护电阻PTC1的一端连接外部电源，保护电阻PTC1的另一端连接二极管M7的阳极和TVS管的一端，二极管M7的阴极输出电压VDD并分别通过电容C10和电容C5接地，TVS管的另一端分别通过电容C7和电阻R9接地；所述降压电路中，电源芯片U2的7脚连接所述二极管M7的阴极并通过电容C111接地，电源芯片U2的1脚连接电容C30的一端，电源芯片U2的8脚连接电容C30的另一端，电容C30的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端输出+5V电压，电感L2的另一端分别通过电容C31和电容CU1接地并依次通过电阻R40和电阻R41接地，电源芯片U2的4脚通过电阻R41接地；升压电路中，电源芯片U1的6脚和5脚分别连接二极管M7的阴极和电感L1的一端，电感L1的一端通过电容CU2接地，电感L1的另一端连接电源芯片U1的4脚并连接二极管D1的阳极，电源芯片U1的1脚连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端输出电压VDD20V，电阻R17的另一端还连接二极管D1的阴极并分别通过电容C15和电容C12接地，电阻R17的一端还通过电阻R18接地，电源芯片U1的2脚通过电阻R16和电容C11接地，电源芯片U1的3脚接地。

基于上述，所述电阻RL为具有磁致伸缩效应的合金丝状电阻器。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型通过在脉冲隔离电路中设计两级隔离电路，对电压进行两次隔离，提高使用的稳定性，并在检测电路中增加滤波电路，对采样信号进行滤波后，再进行放大处理，有效提高传感器的抗干扰能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型脉冲隔离电路的电路结构示意图。

图2是本实用新型检测电路的电路结构示意图。

图3是本实用新型控制电路的电路结构示意图。

图4是本实用新型电源电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2、图3和图4所示，一种宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器，包括脉冲隔离电路、检测电路和控制电路，所述脉冲隔离电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻RL、电容C2、电容C1、电容C16、二极管D2、三极管Q3、三极管Q4和双场管U5，电容C2的一端通过电阻R3连接电源+5V并连接控制电路以接收脉冲信号，电容C2的另一端连接三极管Q3的基极并通过电阻R6接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极连接三极管Q4的基极并通过电阻R4连接三极管Q4的发射极，三极管Q4的发射极连接电源VDD20V，三极管Q4的集电极分别连接双场管U5的2脚和4脚并通过电阻R7接地，双场管U5的1脚和3脚分别通过电阻RL接地并连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极分别连接双场管U5的5脚、6脚、7脚和8脚并依次通过电阻R5和电阻R2连接电源VDD20V，电阻R2和电阻R5的连接点处通过电容C16接地并通过电容C1接地；所述检测电路的输入端采样连接所述电阻RL，所述检测电路的输出端连接所述控制电路。具体的，所述检测电路中，电感L3的一端通过电阻R31连接运算放大器U8的反相输入端，电感L3的一端还连接电容C21的一端，电容C21的一端还依次通过电容C19和电阻R34连接电容C22的一端，电容C21的另一端和电容C22的另一端分别接地，电感L3的另一端通过电阻R32连接运算放大器U8的同相输入端，电感L3的另一端还连接电容C22的一端，运算放大器U8的同相输入端还通过电阻R35接地以及通过电阻R30连接电源VDD20V；运算放大器U8的输出端通过电阻R36连接运算放大器U8的反相输入端，运算放大器U8的输出端还通过稳压管Z1接地，运算放大器U8的输出端连接电容C20的一端，电容C20的另一端分别连接电阻R37的一端和二极管D6的阳极，电阻R37的另一端接地，二极管D6的阴极连接控制电路并通过电阻R33接地。控制电路包括控制器U6、电阻R24、电阻R29和电容C14，电阻R29的一端通过电阻R24连接电源VCC并通过电容C14接地，电阻R29的一端还连接控制器U6的11脚，电阻R29的另一端接地，控制器U6的25脚连接所述电容C2的一端，控制器U6的10脚连接检测电路的输出端。

所述控制器U6发送脉冲信号，低电平时，三极管Q3和三极管Q4截止，双场管U5不导通，电阻RL上无信号。高电平时，三极管Q3和三极管Q4导通，双场管U5导通，电阻RL通过双场管U5、电阻R5和电阻R2接通电源。电压经过三极管Q3和三极管Q4的两次隔离，使用更稳定。实际中，电阻RL为具有磁致伸缩效应的合金丝状电阻器，脉冲信号使电阻RL上产生磁场。电容C21、电容C22、电容C19和电阻R34构成滤波电路，电感L3采样连接电阻RL，变化的磁场使电感L3上产生感应信号，感应信号经过滤波电路滤波后，经过运算放大器U8放大输出至控制器U6，与控制器U6的11脚的基准信号进行比较后输出。本实施例中双场管U5型号为AP9926。实际中，控制器U6的30脚和31脚连接通信模块，用于将检测信号发送至监测终端。

实际中，该宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器还包括电源输入电路、降压电路和升压电路，所述电源输入电路中，保护电阻PTC1的一端连接外部电源，保护电阻PTC1的另一端连接二极管M7的阳极和TVS管的一端，二极管M7的阴极输出电压VDD并分别通过电容C10和电容C5接地，TVS管的另一端分别通过电容C7和电阻R9接地；所述降压电路中，电源芯片U2的7脚连接所述二极管M7的阴极并通过电容C111接地，电源芯片U2的1脚连接电容C30的一端，电源芯片U2的8脚连接电容C30的另一端，电容C30的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端输出+5V电压，电感L2的另一端分别通过电容C31和电容CU1接地并依次通过电阻R40和电阻R41接地，电源芯片U2的4脚通过电阻R41接地；升压电路中，电源芯片U1的6脚和5脚分别连接二极管M7的阴极和电感L1的一端，电感L1的一端通过电容CU2接地，电感L1的另一端连接电源芯片U1的4脚并连接二极管D1的阳极，电源芯片U1的1脚连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端输出电压VDD20V，电阻R17的另一端还连接二极管D1的阴极并分别通过电容C15和电容C12接地，电阻R17的一端还通过电阻R18接地，电源芯片U1的2脚通过电阻R16和电容C11接地，电源芯片U1的3脚接地。输入电压经过保护电阻PTC1后有效防止过流，并通过TVS管和电容及电阻接地，充分防止浪涌。通过升压电路和降压电路的配合，使传感器有更宽的电压输入，提高了传感器的适应能力。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims

1.一种宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器，其特征在于：包括脉冲隔离电路、检测电路和控制电路，所述脉冲隔离电路包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻RL、电容C2、电容C1、电容C16、二极管D2、三极管Q3、三极管Q4和双场管U5，电容C2的一端通过电阻R3连接电源+5V并连接控制电路以接收脉冲信号，电容C2的另一端连接三极管Q3的基极并通过电阻R6接地，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极连接三极管Q4的基极并通过电阻R4连接三极管Q4的发射极，三极管Q4的发射极连接电源VDD20V，三极管Q4的集电极分别连接双场管U5的2脚和4脚并通过电阻R7接地，双场管U5的1脚和3脚分别通过电阻RL接地并连接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极分别连接双场管U5的5脚、6脚、7脚和8脚并依次通过电阻R5和电阻R2连接电源VDD20V，电阻R2和电阻R5的连接点处通过电容C16接地并通过电容C1接地；所述检测电路的输入端采样连接所述电阻RL，所述检测电路的输出端连接所述控制电路。

2.根据权利要求1所述的宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器，其特征在于：所述检测电路中，电感L3的一端通过电阻R31连接运算放大器U8的反相输入端，电感L3的一端还连接电容C21的一端，电容C21的一端还依次通过电容C19和电阻R34连接电容C22的一端，电容C21的另一端和电容C22的另一端分别接地，电感L3的另一端通过电阻R32连接运算放大器U8的同相输入端，电感L3的另一端还连接电容C22的一端，运算放大器U8的同相输入端还通过电阻R35接地以及通过电阻R30连接电源VDD20V；运算放大器U8的输出端通过电阻R36连接运算放大器U8的反相输入端，运算放大器U8的输出端还通过稳压管Z1接地，运算放大器U8的输出端连接电容C20的一端，电容C20的另一端分别连接电阻R37的一端和二极管D6的阳极，电阻R37的另一端接地，二极管D6的阴极连接控制电路并通过电阻R33接地。

3.根据权利要求1所述的宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器，其特征在于：控制电路包括控制器U6、电阻R24、电阻R29和电容C14，电阻R29的一端通过电阻R24连接电源VCC并通过电容C14接地，电阻R29的一端还连接控制器U6的11脚，电阻R29的另一端接地，控制器U6的25脚连接所述电容C2的一端，控制器U6的10脚连接检测电路的输出端。

4.根据权利要求1所述的宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器，其特征在于：还包括电源输入电路、降压电路和升压电路，所述电源输入电路中，保护电阻PTC1的一端连接外部电源，保护电阻PTC1的另一端连接二极管M7的阳极和TVS管的一端，二极管M7的阴极输出电压VDD并分别通过电容C10和电容C5接地，TVS管的另一端分别通过电容C7和电阻R9接地；所述降压电路中，电源芯片U2的7脚连接所述二极管M7的阴极并通过电容C111接地，电源芯片U2的1脚连接电容C30的一端，电源芯片U2的8脚连接电容C30的另一端，电容C30的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端输出+5V电压，电感L2的另一端分别通过电容C31和电容CU1接地并依次通过电阻R40和电阻R41接地，电源芯片U2的4脚通过电阻R41接地；升压电路中，电源芯片U1的6脚和5脚分别连接二极管M7的阴极和电感L1的一端，电感L1的一端通过电容CU2接地，电感L1的另一端连接电源芯片U1的4脚并连接二极管D1的阳极，电源芯片U1的1脚连接电阻R17的一端，电阻R17的另一端输出电压VDD20V，电阻R17的另一端还连接二极管D1的阴极并分别通过电容C15和电容C12接地，电阻R17的一端还通过电阻R18接地，电源芯片U1的2脚通过电阻R16和电容C11接地，电源芯片U1的3脚接地。

5.根据权利要求1所述的宽电压抗干扰磁致伸缩液位传感器，其特征在于：所述电阻RL为具有磁致伸缩效应的合金丝状电阻器。