CN212963578U - 一种音叉叉体检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种音叉叉体检测装置，包括：音叉叉体以及设置于音叉叉体上的电路部分，电路部分包括：MCU控制电路、输出电路、显示电路、工作参数设置电路、驱动电路以及电源电路，输出电路、显示电路、工作参数设置电路、驱动电路分别与MCU控制电路电连接，MCU控制电路包括：32位处理芯片，32位处理芯片通过其芯片接口与RS232通讯电路电连接，MCU控制电路通过RS232通讯电路与上位机进行通讯。本实用新型采用32位处理芯片作为MCU控制电路的微处理器芯片，其主频时钟达到72M Hz，集成了丰富的外围接口，硬件功能能够按照设计需求添加各个外接模块单元，且处理速度更快。本实用新型通过RS232通讯电路可以与上位机进行通讯交互，支持IIC、SPI、USART等协议。

Description

一种音叉叉体检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种工业用途的传感器仪器，其为料位高度的监测，具体涉及一种音叉叉体检测装置。

背景技术

在物位仪表技术领域中，音叉物位计主要应用在料位及液位控制或上、下限位报警。音叉料位监测是利用压电器件连接叉体发生特定频率的震动，在遇见障碍物此震动频率随即发生改变原理进行设计的。其传感部分由压电器件连接的叉体构成，通过驱动电路将电信号经内部的压电晶体产生特定频率震动，当叉体接触到障碍物时会降低震动频率，通过检测电路将叉体的震动频率数据传回单片机，然后由单片机处理回传的数据控制输出等外围电路，传送给驱动电路，发出开关信号，来达到监测的目的。

传统的音叉料位计外形笨重、工艺复杂，安装维护不方便。传统的旧式音叉传感器采用的芯片方案，受处理器的功能限制，通常为8/16位处理器，处理数据较慢，扩展的外围接口比较单一，很难适应当前工业化应用的实时监测要求，一般很难配合上位机软件达到实时监测目的。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种音叉叉体检测装置。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种音叉叉体检测装置，包括：音叉叉体以及设置于音叉叉体上的电路部分，电路部分包括：MCU控制电路、输出电路、显示电路、工作参数设置电路、驱动电路以及电源电路，输出电路、显示电路、工作参数设置电路、驱动电路分别与MCU控制电路电连接，MCU控制电路包括：32位处理芯片，32位处理芯片通过其芯片接口与RS232通讯电路电连接，MCU控制电路通过RS232通讯电路与上位机进行通讯。

本实用新型一种音叉叉体检测装置采用32位处理芯片作为MCU控制电路的微处理器芯片，其主频时钟达到72M Hz，集成了丰富的外围接口，硬件功能能够按照设计需求添加各个外接模块单元，且处理速度更快。本实用新型通过RS232通讯电路可以与上位机进行通讯交互，支持IIC、SPI、USART等协议。

在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：

作为优选的方案，显示电路包括：OLED或数码管显示器件。

采用上述优选的方案，显示方式多样化。

作为优选的方案，电路部分还包括：显示切换电路，显示切换电路与MCU控制电路电连接，显示切换电路用于切换显示电路显示的内容。

采用上述优选的方案，通过显示切换电路切换菜单方便现场技术人员直观查验数据和设定参数。

作为优选的方案，RS232通讯电路通过抗干扰电路与MCU控制电路电连接。

采用上述优选的方案，保证RS232通讯电路与上位机通讯正常，防止其受到外在干扰。

作为优选的方案，输出电路包括：电流输出电路以及电压输出电路。

采用上述优选的方案，输出电路输出方式为NPN、PNP或模拟量输出(4-20mA/0-10V)，满足通用的PLC等监测设备的参数要求。

作为优选的方案，音叉叉体的探头部分为可拆卸式结构。

采用上述优选的方案，采用可拆卸设计，方便日常维护和安装。

作为优选的方案，电源电路包括：蓄电池以及与蓄电池电连接的供电电路，蓄电池和供电电路均能够为电路部分的一个或多个电路进行供电，且供电电路还能够为蓄电池供电。

采用上述优选的方案，采用蓄电池和供电电路共同供电，中间可以设置供电切换电路，当供电电路不稳定或没电的情况下，蓄电池进行供电，保证音叉叉体检测装置的正常运行。

作为优选的方案，供电电路包括：市电供电电路以及太阳能供电电路。

采用上述优选的方案，供电方式多样化，且采用太阳能供电的方式，更绿色环保。

作为优选的方案，市电供电电路依次通过市电降压电路、市电滤波电路以及市电稳压电路与蓄电池和/或电路部分的一个或多个电路电连接。

采用上述优选的方案，通过市电降压电路、市电滤波电路以及市电稳压电路进行供电，保证供电的稳定。

作为优选的方案，所述太阳能供电电路依次通过太阳能一级升压电路、太阳能滤波电路、太阳能二级升压电路以及太阳能稳压电路与蓄电池和/或电路部分的一个或多个电路电连接。

采用上述优选的方案，通过太阳能一级升压电路、太阳能滤波电路、太阳能二级升压电路以及太阳能稳压电路进行供电，保证供电的稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的音叉叉体检测装置的电路框图之一。

图2为本实用新型实施例提供的音叉叉体检测装置的电路框图之二。

图3为本实用新型实施例提供的音叉叉体检测装置的电路图。

其中：1-MCU控制电路，2-输出电路，3-显示电路，4-工作参数设置电路，5-驱动电路，6-电源电路，-蓄电池，-市电供电电路，-太阳能供电电路，7-RS232通讯电路，8-抗干扰电路，9-音叉叉体。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。

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，都属于本实用新型保护的范围。

“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件，不应当解释为排除附加的部件。

为了达到本实用新型的目的，一种音叉叉体检测装置的其中一些实施例中，如图1所示，一种音叉叉体检测装置包括：音叉叉体9以及设置于音叉叉体9上的电路部分，电路部分包括：MCU控制电路1、输出电路2、显示电路3、工作参数设置电路4、驱动电路5以及电源电路6，输出电路2、显示电路3、工作参数设置电路4、驱动电路5分别与MCU控制电路1电连接，MCU控制电路1包括：32位处理芯片，32位处理芯片通过其芯片接口与RS232通讯电路电连接，MCU控制电路1通过RS232通讯电路7与上位机进行通讯。

本实用新型一种音叉叉体检测装置采用32位处理芯片作为MCU控制电路1的微处理器芯片，其主频时钟达到72M Hz，集成了丰富的外围接口，硬件功能能够按照设计需求添加各个外接模块单元，且处理速度更快。本实用新型通过RS232通讯电路7可以与上位机进行通讯交互，支持IIC、SPI、USART等协议。

音叉叉体检测装置，通过RS232通讯电路7，把上位机接收到的MCU控制电路1数据在PC端实时显示，并且依据上位机发送控制命令给MCU控制电路1实现参数调节和控制，方便数据集中处理，以达到自动监测和控制的目的。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，显示电路3包括：OLED或数码管显示器件。

采用上述优选的方案，显示方式多样化。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，电路部分还包括：显示切换电路，显示切换电路与MCU控制电路1电连接，显示切换电路用于切换显示电路3显示的内容。

采用上述优选的方案，通过显示切换电路切换菜单方便现场技术人员直观查验数据和设定参数。显示切换电路可以但不限于为按键电路。

如图2所示，为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，RS232通讯电路7通过抗干扰电路8与MCU控制电路1电连接。

采用上述优选的方案，保证RS232通讯电路7与上位机通讯正常，防止其受到外在干扰。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，输出电路2包括：电流输出电路2以及电压输出电路2。

采用上述优选的方案，输出电路2输出方式为NPN、PNP或模拟量输出(4-20mA/0-10V)，满足通用的PLC等监测设备的参数要求。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，音叉叉体9的探头部分为可拆卸式结构。

采用上述优选的方案，采用可拆卸设计，配合不同环境下安装，方便日常维护和安装。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，电源电路6包括：蓄电池以及与蓄电池电连接的供电电路，蓄电池和供电电路均能够为电路部分的一个或多个电路进行供电，且供电电路还能够为蓄电池供电。

采用上述优选的方案，采用蓄电池和供电电路共同供电，中间可以设置供电切换电路，当供电电路不稳定或没电的情况下，蓄电池进行供电，保证音叉叉体检测装置的正常运行。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在上述实施方式的基础上，供电电路包括：市电供电电路以及太阳能供电电路。

采用上述优选的方案，供电方式多样化，且采用太阳能供电的方式，更绿色环保。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在上述实施方式的基础上，市电供电电路依次通过市电降压电路、市电滤波电路以及市电稳压电路与蓄电池和/或电路部分的一个或多个电路电连接。

采用上述优选的方案，通过市电降压电路、市电滤波电路以及市电稳压电路进行供电，保证供电的稳定。

为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在上述实施方式的基础上，所述太阳能供电电路依次通过太阳能一级升压电路、太阳能滤波电路、太阳能二级升压电路以及太阳能稳压电路与蓄电池和/或电路部分的一个或多个电路电连接。

采用上述优选的方案，通过太阳能一级升压电路、太阳能滤波电路、太阳能二级升压电路以及太阳能稳压电路进行供电，保证供电的稳定。

以上多种实施方式可交叉并行实现。

如图3所示，对于一些实施例中的一种音叉叉体检测装置MCU控制电路1采用32处理芯片(如STM32F103C8T6芯片)，采用ARM架构(C-M3款)，性价比较传统8/16位处理器高，功能更加丰富，硬件支持多个USART、IIC、SPI接口。

一种音叉叉体检测装置的工作流程如下：

上电后，驱动电路5(如：包含LM224芯片的电路)的会产生固定的频率震荡，将此电信号经音叉叉体9内部压电晶体产生固定频率的震荡引起检测晶体的共振，与此同时检测晶体的震荡又会产生电信号，经滤波电路处理并波形转换，将测得的脉冲信号发送给MCU控制电路1，然后软件检测的信号变化，驱动输出电路2(包含模拟电压：0-10V电流：4-20mAPNP/NPN开关量)，通过显示切换电路(如按键电路)切换设置显示电路3的菜单参数，调整不同的输出模式切换和恢复出厂设置等功能的切换。通过RS232通讯电路(如：包含CH340C芯片的电路)将MCU控制电路1与上位机进行通讯，上位机与PC端连接，进行数据的实时交互传输，以实现工业化统一控制。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种音叉叉体检测装置，包括：音叉叉体以及设置于所述音叉叉体上的电路部分，所述电路部分包括：MCU控制电路、输出电路、显示电路、工作参数设置电路、驱动电路以及电源电路，所述输出电路、显示电路、工作参数设置电路、驱动电路分别与所述MCU控制电路电连接，其特征在于，

所述MCU控制电路包括：32位处理芯片，所述32位处理芯片通过其芯片接口与RS232通讯电路电连接，所述MCU控制电路通过所述RS232通讯电路与上位机进行通讯。

2.根据权利要求1所述的音叉叉体检测装置，其特征在于，所述显示电路包括：OLED或数码管显示器件。

3.根据权利要求1所述的音叉叉体检测装置，其特征在于，所述电路部分还包括：显示切换电路，所述显示切换电路与所述MCU控制电路电连接，所述显示切换电路用于切换所述显示电路显示的内容。

4.根据权利要求1所述的音叉叉体检测装置，其特征在于，所述RS232通讯电路通过抗干扰电路与所述MCU控制电路电连接。

5.根据权利要求1所述的音叉叉体检测装置，其特征在于，所述输出电路包括：电流输出电路以及电压输出电路。

6.根据权利要求1所述的音叉叉体检测装置，其特征在于，所述音叉叉体的探头部分为可拆卸式结构。

7.根据权利要求1-6任一项所述的音叉叉体检测装置，其特征在于，所述电源电路包括：蓄电池以及与所述蓄电池电连接的供电电路，所述蓄电池和供电电路均能够为所述电路部分的一个或多个电路进行供电，且所述供电电路还能够为蓄电池供电。

8.根据权利要求7所述的音叉叉体检测装置，其特征在于，所述供电电路包括：市电供电电路以及太阳能供电电路。

9.根据权利要求8所述的音叉叉体检测装置，其特征在于，所述市电供电电路依次通过市电降压电路、市电滤波电路以及市电稳压电路与所述蓄电池和/或所述电路部分的一个或多个电路电连接。

10.根据权利要求8所述的音叉叉体检测装置，其特征在于，所太阳能供电电路依次通过太阳能一级升压电路、太阳能滤波电路、太阳能二级升压电路以及太阳能稳压电路与所述蓄电池和/或所述电路部分的一个或多个电路电连接。

Images