CN215726230U - 一种带2线制4-20mA电路的液位传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带2线制4‑20mA电路的液位传感器，包括控制模块、液位检测模块、供电电源和RS485总线，所述液位检测模块用于检测外界的现场水位，所述液位检测模块通过两条导线连接所述控制模块，且采用4‑20mA电流信号进行连接，其中一条导线为输出信号、供电共用正线，另一条导线为输出信号、供电共用负线；所述供电电源通过保护电路连接所述控制模块，所述供电电源还连接所述液位检测模块的输出线；所述控制模块通过MODBUS协议传输通信线与RS485总线连接，将检测数据信息传输给外界的通讯设备。在本方案中，所需的导线减少为2根线，减小了液位传感器的成本和体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种带2线制4-20mA电路的液位传感器。
背景技术
工业上普遍需要测量和采集各类物理量，想要把这些采集到的数据信号传到控制部分，必须要先将这些数据信号转化成电信号才能传输出去，根据转换原理的不同有两种类型：一种是电流电压转换器，它能将输入的电流信号转化成电压信号输出；另一种是电压电流转换器，它能将输入的电压信号转化成电流信号输出。但在实际使用时，考虑到传输时的电压信号衰减问题，大多采用电压信号转化成电流信号输出的方式。
由于将电压信号转换成4～20mA的电流信号输出时需要外部电源供电，所以最常规的技术方案是4线制，即供电两根线，信号两根线。但在一些特殊情况时，可以将供电和信号共用一根负线，此时为3线制。但线多代表成本也会提高，为了降低成本，本申请提出一种带2线制4-20mA电路的液位传感器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带2线制4-20mA电路的液位传感器，以解决上述背景技术中遇到的问题。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种带2线制4-20mA电路的液位传感器，包括控制模块、液位检测模块、供电电源和RS485总线，所述液位检测模块用于检测外界的现场水位，所述液位检测模块通过两条导线连接所述控制模块，且采用4-20mA电流信号进行连接，其中一条导线为输出信号、供电共用正线，另一条导线为输出信号、供电共用负线；所述供电电源通过保护电路连接所述控制模块，所述控制模块通过MODBUS协议传输通信线与RS485总线连接，将检测数据信息传输给外界的通讯设备。
上述方案中，还包括铁电存储模块，所述铁电存储模块通过I2C协议通信线与控制模块连接。
上述方案中，所述控制模块的输入端连接有按键重启模块，所述控制模块的输出端连接有LED工作状态指示灯。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本方案在液位传感器中使用了2线制4-20mA电路，输出信号与供电电源共用正负线。由于液位传感器所需要的供电电源为低压直流，因此输出信号可以和供电电源共用负线，因为液位检测模块的最小工作电流为4mA，而电流信号为4-20mA，所以输出信号也可以和供电电源共用正线。所需的导线减少为2根线，减小了液位传感器的成本和体积。
附图说明
参照附图来说明本实用新型的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
图1为本实用新型工作原理示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示本实用新型有关的构成。
根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，一种带2线制4-20mA电路的液位传感器，包括控制模块、液位检测模块、供电电源和RS485总线。液位检测模块可采用MEMS扩散硅式液位检测电路，液位检测模块用于检测外界的现场水位，液位检测模块通过两条导线连接控制模块，用于传输液位测量数据。这两条导线采用4-20mA电流信号进行连接，其中一条导线为输出信号、供电共用正线，另一条导线为输出信号、供电共用负线。
在实施时，控制模块可采用型号为STM32F030的单片机芯片，供电电源通过保护电路连接控制模块，使其具有稳定的工作状态。控制模块通过MODBUS协议传输通信线与RS485总线连接，将检测数据信息传输给外界的通讯设备。
作为一种优选的方案，该液位传感器中还包括铁电存储模块，铁电存储模块通过I2C协议通信线与控制模块连接，铁电存储模块用于在液位传感器突然断电时，对采集到的现场水位数据进行及时存储，具有快速写入和读取的能力，保留好检测的数据。
上述方案中，控制模块的输入端连接有按键重启模块，通过按键重启模块可一键启动本液位传感器，控制模块的输出端连接有LED工作状态指示灯，用于显示工作状态。
本方案在液位传感器中使用了2线制4-20mA电路，输出信号与供电电源共用正负线。由于液位传感器所需要的供电电源为低压直流，因此输出信号可以和供电电源共用负线，因为液位检测模块的最小工作电流为4mA，而电流信号为4-20mA，所以输出信号也可以和供电电源共用正线。
当传感器开始工作，供电电源给液位检测模块施加一个工作电压，同时液位检测模块以稳定的4-20mA电流信号形式向控制模块传输液位测量数据，此时的液位检测模块可近似看做一个恒流源。当控制模块接收到液位检测模块的数据信号后，通过MODBUS协议以RS485信号向外界的通讯设备发送检测数据。
相比于其它的液位传感器，本方案采用的2线制4-20mA电路的液位传感器有如下几个优点：
所需的导线减少为2根线，减小了液位传感器的成本和体积；微弱的电压信号在传输过程中很容易受到干扰，本方案的毫安级电流信号在传输过程中受到的干扰影响就比较小，更加稳定，更适合作为传输信号；两线制的信号电流最低为4mA直流电流，这不仅为两线制电流转换器提供了静态工作电流，而且有利于检测识别线路故障比如断电、断线等；另外，因为两线制便于使用安全栅，因此安全性更好。
需要说明的是，在本文中，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。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，并不用于限定本实用新型保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种带2线制4-20mA电路的液位传感器，包括控制模块、液位检测模块、供电电源和RS485总线，其特征在于：所述液位检测模块用于检测外界的现场水位，所述液位检测模块通过两条导线连接所述控制模块，且采用4-20mA电流信号进行连接，其中一条导线为输出信号、供电共用正线，另一条导线为输出信号、供电共用负线；所述供电电源通过保护电路连接所述控制模块，所述控制模块通过MODBUS协议传输通信线与RS485总线连接，将检测数据信息传输给外界的通讯设备。
2.根据权利要求1所述的一种带2线制4-20mA电路的液位传感器，其特征在于：还包括铁电存储模块，所述铁电存储模块通过I2C协议通信线与控制模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种带2线制4-20mA电路的液位传感器，其特征在于：所述控制模块的输入端连接有按键重启模块，所述控制模块的输出端连接有LED工作状态指示灯。
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- 2021-09-16 CN CN202122247602.5U patent/CN215726230U/zh active Active
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