DE202019106470U1

DE202019106470U1 - An intelligent ultrasonic level sensor

Info

Publication number: DE202019106470U1
Application number: DE202019106470.6U
Authority: DE
Original assignee: EMA PREC ELECTRONICS SUZHOU CORP; EMA PRECISION ELECTRONICS (SUZHOU) CORP
Current assignee: EMA PREC ELECTRONICS SUZHOU CORP; EMA PRECISION ELECTRONICS (SUZHOU) CORP
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-06-13
Publication date: 2020-02-12
Anticipated expiration: 2029-06-14
Also published as: WO2020062934A1

Abstract

Intelligenter Ultraschall-Füllstandsensor, umfassend einen oberen Deckel (11), ein Gehäuse (1), einen Sondenkopf (31) und ein Schaltungsteil (2), wobei in dem Gehäuse (11) ein Befestigungswinkel (115) eingebaut ist, der zum Aufbau des Schaltungsteils (2) dient, wobei weiter der Schaltungsteil (2) im Gehäuse (1) angeordnet ist und ein Umwandlungsmodul-Strom, eine Ultraschall-Wandlereinheit (22), eine Ultraschall-Antriebsschaltung, eine Verstärkungsschaltung-Instrumente, einen Stromkreis-Filterverstärker, ein Verstärkungsanpassungsmodul, eine zentrale Verarbeitungseinheit und eine Temperaturfilterschaltung umfasst und zudem die Ultraschall-Wandlereinheit (22) eine Sende- und Empfangseinheit des Signals und eine Temperaturmesseinheit umfasst, und diese Ultraschall-Wandlereinheit (22) im Sondenkopf (31) eingebaut ist und weiter ein Ausgangsende der Temperaturmesseinheit hin zur Temperaturfilterschaltung verbunden ist und ein Ausgangssignal der Temperaturfilterschaltung zur Verarbeitung in die zentrale Verarbeitungseinheit eingegeben wird; die Ultraschall-Antriebsschaltung, deren Eingangsende mit der zentralen Verarbeitungseinheit verbunden ist und deren Ausgangsende hin zur Ultraschallsendung mit der Ultraschall-Wandlereinheit (22) verbunden ist; das Ausgangssignal der Ultraschall-Wandlereinheit (22) zur Signalverstärkung der ersten Stufe in die Verstärkungsschaltung Instrumenten eingegeben wird; das Ausgangsende der Verstärkungsschaltung Instrumenten zur sekundären Verstärkung mit dem Stromkreis Filterverstärkers verbunden ist; das Ausgangsignal des Stromkreis-Filterverstärkers zur Analyse und Verarbeitung in die zentrale Verarbeitungseinheit eingegeben wird; das Verstärkungsanpassungsmodul, dessen Eingangsende hin zur zentralen Verarbeitungseinheit verbunden ist und dessen Ausgangsende mit der Verstärkungsschaltung Instrumenten für die Verstärkungseinstellung der ersten Stufe verbunden ist; als zentrale Verarbeitungseinheit eines Datenprozessors, die zentrale Verarbeitungseinheit ist mit einer Ausgleichseinheit-Temperatur und einer Zeit- und Abstand-Recheneinheit ausgestattet.

Intelligent ultrasonic level sensor, comprising an upper cover (11), a housing (1), a probe head (31) and a circuit part (2), a mounting bracket (115) being installed in the housing (11), which is used to build the Circuit part (2) is used, the circuit part (2) being arranged in the housing (1) and a conversion module current, an ultrasound transducer unit (22), an ultrasound drive circuit, an amplification circuit instrument, a circuit filter amplifier Gain adjustment module, a central processing unit and a temperature filter circuit and further comprises the ultrasonic transducer unit (22) a transmitting and receiving unit of the signal and a temperature measuring unit, and this ultrasonic transducer unit (22) is installed in the probe head (31) and further an output end of the Temperature measuring unit is connected to the temperature filter circuit and an output signal of the temperature filter circuit for processing is entered into the central processing unit; the ultrasonic drive circuit, the input end of which is connected to the central processing unit and the output end of which is connected to the ultrasonic transducer unit (22) for ultrasonic transmission; the output signal of the ultrasonic transducer unit (22) for signal amplification of the first stage is input to the amplification circuit of instruments; the output end of the amplification circuit is connected to secondary amplifier amplification circuitry; the output signal of the circuit filter amplifier is input to the central processing unit for analysis and processing; the gain adjustment module, the input end of which is connected to the central processing unit and the output end of which is connected to the gain circuit, instruments for gain adjustment of the first stage; as the central processing unit of a data processor, the central processing unit is equipped with a temperature compensation unit and a time and distance computing unit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Füllstandmesser in der Instrumenten- und Messgerät-Industrie, insbesondere bezieht sie sich auf einen intelligenten Ultraschall-Füllstandsensor.The present invention relates to a level meter in the instrument and measuring instrument industry, in particular it relates to an intelligent ultrasonic level sensor.

Der Ultraschall-Füllstandsensor wird im Füllstandüberwachungssystem verwendet, um ein Erfassungssignal zum Starten des Kettensteuerungsystems zu erzeugen, wenn der Materialfüllstand die eingestellte Füllstandschwelle erreicht. Der herkömmliche Ultraschall-Füllstandsensor ist in der Struktur komplex und umständlich, schwer zu installieren, seine Genauigkeit kann leicht von der Temperatur beeinflusst und damit verschlechtert werden, die Entstörungsleistung ist schwach, die Funktion ist einseitig, es gibt keine Funktionen zur vollautomatischen Steuerung, einen Alarm und das Starten des Kettensteuerungssystems u.s.w für Erfassungssignale und darüber hinaus sind die meisten durch Vergießen gefertigt, wobei der Produktionsprozess kompliziert ist, die Wartung dafür ist unangenehm, die Korrosionsbeständigkeit ist schwach, und der Ultraschall-Füllstandsensor ist groß und auch nicht schön genug.The ultrasonic level sensor is used in the level monitoring system to generate a detection signal to start the chain control system when the material level reaches the set level threshold. The structure of the conventional ultrasonic level sensor is complex and cumbersome, difficult to install, its accuracy can easily be influenced by the temperature and thus deteriorated, the interference suppression performance is poor, the function is one-sided, there are no functions for fully automatic control, an alarm and starting the chain control system, etc. for detection signals and more, most of them are made by potting, the production process is complicated, the maintenance for it is uncomfortable, the corrosion resistance is poor, and the ultrasonic level sensor is large and not beautiful enough.

Hinsichtlich der obigen Nachteile des Standes der Technik zielt diese vorliegende Erfindung darauf ab, einen intelligenten Ultraschall-Füllstandsensor mit hoher Zuverlässigkeit, genauer Erfassungsgenauigkeit, ohne Temperatureinfluss, mit hoher Entstörungsleistung, korrosionbeständig, geringer Abmessungen, einen leicht zuinstallierenen, korrosionbeständigen Ganzmetall-Ultraschallfüllstandsensor bereitzustellen.In view of the above disadvantages of the prior art, this present invention aims to provide an intelligent ultrasonic level sensor with high reliability, accurate detection accuracy, without temperature influence, with high interference suppression performance, corrosion-resistant, small dimensions, an easy-to-install, corrosion-resistant all-metal ultrasonic level sensor.

Um die obigen und andere verwandte Aufgaben zu lösen, stellt diese Erfindung einen intelligenten Ultraschall-Füllstandsensor bereit, der einen oberen Deckel, ein Gehäuse, einen Sondenkopf und ein Schaltungsteil umfasst. Ein Befestigungshalter ist im Gehäuse angeordnet und der Befestigungshalter wird zur Installation des Schaltungsteils verwendet. Der beschriebene Schaltungsteil ist im beschriebenen Gehäuse angeordnet und umfasst ein Umwandlungsmodul Strom, eine Ultraschall-Wandlereinheit, eine Ultraschall-Antriebsschaltung, eine Verstärkungsschaltung Instrumenten, einen Stromkreis des Filterverstärkers, ein Verstärkungsanpassungsmodul, eine zentrale Verarbeitungseinheit und eine Temperaturfilterschaltung. Die Ultraschall-Wandlereinheit umfasst eine Sende- und Empfangseinheit des Signals und eine Temperaturmesseinheit. Diese Ultraschall-Wandlereinheit ist im beschriebenen Sondenkopf eingebaut.To achieve the above and other related objects, this invention provides an intelligent ultrasonic level sensor that includes an upper lid, a housing, a probe head, and a circuit part. A mounting bracket is located in the housing and the mounting bracket is used to install the circuit part. The circuit part described is arranged in the housing described and comprises a current conversion module, an ultrasound converter unit, an ultrasound drive circuit, an amplification circuit for instruments, a circuit of the filter amplifier, an amplification adjustment module, a central processing unit and a temperature filter circuit. The ultrasound transducer unit comprises a transmitting and receiving unit for the signal and a temperature measuring unit. This ultrasonic transducer unit is installed in the probe head described.

Weiter ist das Ausgangsende der Temperaturmesseinheit mit der Temperaturfilterschaltung verbunden und das Ausgangssignal der Temperaturfilterschaltung wird zur Verarbeitung in die zentrale Verarbeitungseinheit eingegeben. Die Ultraschall-Antriebsschaltung hat ein Eingangsende, das mit dem beschriebenen zentralen Verarbeitungseinheit verbunden ist, und ein Ausgangsende, das zur Ultraschallsendung mit der Ultraschall-Wandlereinheit verbunden ist. Das Ausgangssignal der Ultraschall-Wandlereinheit wird zur Signalverstärkung der ersten Stufe in die Verstärkungsschaltung Instrumenten eingegeben. Das Ausgangsende der Verstärkungsschaltung Instrumenten ist zur sekundären Verstärkung mit dem Stromkreis des Filterverstärkers verbunden. Das Ausgangsende des Stromkreises des Filterverstärkers wird zur Analyse und Verarbeitung in die zentrale Verarbeitungseinheit eingegeben. Das Verstärkungsanpassungsmodul hat ein Eingangsende, das mit der beschriebenen zentralen Verarbeitungseinheit verbunden ist und ein Ausgangsende, das mit der Verstärkungsschaltung Instrumente für die Verstärkungseinstellung der ersten Stufe verbunden ist. Die zentrale Verarbeitungseinheit umfasst einen Datenprozessor, wobei die zentrale Verarbeitungseinheit mit einer Ausgleichseinheit-Temperatur und einer Zeit- und Abstand-Recheneinheit ausgestattet ist.Furthermore, the output end of the temperature measuring unit is connected to the temperature filter circuit and the output signal of the temperature filter circuit is input to the central processing unit for processing. The ultrasound drive circuit has an input end connected to the central processing unit described and an output end connected to the ultrasound transducer unit for ultrasound transmission. The output signal of the ultrasound transducer unit is input to the amplification circuit for instruments for signal amplification of the first stage. The output end of the instrumentation amplifier circuit is connected to the circuit of the filter amplifier for secondary amplification. The output end of the filter amplifier circuit is input to the central processing unit for analysis and processing. The gain adjustment module has an input end connected to the described central processing unit and an output end connected to the gain circuit instruments for the first stage gain adjustment. The central processing unit comprises a data processor, the central processing unit being equipped with an equalizing unit temperature and a time and interval computing unit.

Der Schaltungsteil umfasst eine Ausgabeeinheit und eine Ausgabe-Schutzeinheit, wobei das Eingangsende der Ausgabeeinheit mit der zentralen Verarbeitungsschaltung verbunden ist, und durch einen NPN-Transistor oder einen PNP-Transistor der Schaltwert des Signals von der Abstandüberwachung und mit Strom 4~20mA oder Spannung 0~10V den Analogwert des Signals von der Abstandüberwachung auszugeben. Das Eingangsende der Ausgabe-Schutzeinheit ist mit der Ausgabeeinheit verbunden. Kurzschlussschutz, Verpolungsschutz und Überlastschutz usw. sind vorgesehen.The circuit part comprises an output unit and an output protection unit, the input end of the output unit being connected to the central processing circuit, and by means of an NPN transistor or a PNP transistor the switching value of the signal from the distance monitoring and with current 4 ~ 20mA or voltage 0 ~ 10V to output the analog value of the signal from the distance monitoring. The input end of the output protection unit is connected to the output unit. Short circuit protection, reverse polarity protection and overload protection etc. are provided.

Vorzugsweise umfaßt der Schaltungsteil ferner eine Anzeige-Treibereinheit und eine Anzeigeeinheit, wobei das Eingangsende des Schaltungsteils mit der zentralen Verarbeitungseinheit verbunden ist und das Ausgangsende des Schaltungsteils mit der Anzeigeeinheit verbunden ist, um ein Anzeigesignal auszugeben. Die beschriebene Ultraschall-Wandlereinheit erfasst jeweils das Temperatursignal und das Abstandssignal der gemessenen Umgebung und sendet dann die Signale an die zentrale Verarbeitungseinheit, wobei nach der Verarbeitung die Daten jeweils durch die Ausgabeeinheit ausgegeben werden und die beschriebene Anzeigeeinheit jeweils die numerischen Signale zeigt.Preferably, the circuit part further comprises a display driver unit and a display unit, the input end of the circuit part being connected to the central processing unit and the output end of the circuit part being connected to the display unit to output a display signal. The described ultrasound transducer unit detects the temperature signal and the distance signal of the measured environment and then sends the signals to the central processing unit, with the data being output by the output unit after processing and the described display unit each showing the numerical signals.

Vorzugsweise umfasst der Schaltungsteil ein Tasten-Steuerungseinheit, wobei die Tasten-Steuerungseinheit mit der Anzeigeeinheit über die zentrale Verarbeitungseinheit ein Menüsystem zur Benutzerinteraktion bildet. Über das Menüsystem können der Ausgangsmodus und der Schaltpunkt der Schaltausgabe, der Ausgangsmodus und der Hoch- und Tiefpunkt der Analogausgabe oder sogar das Erlernen einer Ultraschall-Schallgeschwindigkeit sowie das Zurücksetzen auf Werkeinstellungen angepasst oder korrigiert werden. Gleichzeitig ist es möglich, die aktuelle Entfernung, Temperatur oder den aktuellen Strom und die aktuelle Spannung über die Einstellung der Tasten-Steuerungseinheit anzuzeigen. The circuit part preferably comprises a key control unit, the key control unit forming a menu system for user interaction with the display unit via the central processing unit. The menu system can be used to adjust or correct the output mode and the switching point of the switching output, the output mode and the high and low point of the analog output or even the learning of an ultrasonic speed of sound as well as the resetting to factory settings. At the same time, it is possible to display the current distance, temperature or the current and the current voltage via the setting of the button control unit.

Vorzugsweise besteht die Tasten-Steuerungseinheit aus Tasten, wobei die Tasten für Menüeinstellung und Funktionsauswahl verwendet werden. Die Anzeigeeinheit besteht aus drei Siebensegmentanzeigen und sechs LED-Lampen, dabei stellen die 3 Siebensegmentanzeigen die Temperaturanzeige, die Anzeige vom Zielobjekt-Entfernungswert und die Anzeige vom aktuellen Strom- oder Spannungswert dar, während die 6 LED-Lampen ein Statuslicht anzeigen können. Die Anzeigeeinheit befindet sich in der Displayabdeckung.The key control unit preferably consists of keys, the keys being used for menu setting and function selection. The display unit consists of three seven-segment displays and six LED lamps; the three seven-segment displays show the temperature display, the display of the target object distance value and the display of the current or voltage value, while the 6 LED lamps can display a status light. The display unit is located in the display cover.

Das Umwandlungsmodul Strom ist mit einer Reihe Isolationskomponenten zur Entstörung, Antistatik und Blitzschutz ausgestattet, wobei die beschriebenen Isolationskomponenten einen magnetischen Kern und Drosselspule umfassen. Die Drosselspule ist am Stromversorgungseingangs angeordnet und zur Unterdrückung von Gleichtaktsignalen in der Schaltung eingerichtet. Gleichzeitig wird der magnetische Kern parallel zur Drosselspule verbunden, um die hochfrequenten Störsignale im Stromkreis zu beseitigen. Zugleich ist das Netzteil mit dem Gehäuse und auch mit der Erde verbunden, um die übermässige Ladung und Störungen in der Schaltung abzuleiten.The current conversion module is equipped with a series of isolation components for interference suppression, antistatic and lightning protection, the isolation components described comprising a magnetic core and choke coil. The choke coil is arranged at the power supply input and is set up to suppress common mode signals in the circuit. At the same time, the magnetic core is connected in parallel to the choke coil in order to eliminate the high-frequency interference signals in the circuit. At the same time, the power supply is connected to the housing and also to the earth in order to dissipate the excessive charge and interference in the circuit.

Vorzugsweise ist der obere Deckel mit einer Displayabdeckung, einer Taste und einem Steckverbinder ausgeführt. Die Displayabdeckung, die an der Innenseite des oberen Deckels mit einem Drückstück befestigt wird, hat eine Abstand-Anzeigeeinheit, um den aktuellen Zielobjekt-Entfernungswert, die Temperatur und sogar den aktuellen Stromwert oder Spannungswert und Zustand anzuzeigen. Die Taste ist in der Oberfläche des Gehäuses eingebaut, um die Menüeinstellung zur Auswahl der Hoch- und Tiefpunkte, des Schaltpunkts der Entfernung des Kalibrierungszielobjektes und der Funktionsauswahl zu lernen. Der Steckverbinder hat einen Dichtungsring, der durch das Loch auf der Seite vom oberen Deckel ins Gehäuse steckt. Der Steckverbinder dient zum Anschluss mit externen Kabeln und einer Stromversorgung für den Schaltungsteil. Die Kunststoffteile dienen zur Befestigung des Schaltungsteils und diese weisen das Verhalten wie Erdbebensicherheit, Isolierung und Enstörung auf.The upper cover is preferably designed with a display cover, a button and a connector. The display cover, which is attached to the inside of the upper lid with a push piece, has a distance display unit to display the current target object distance value, the temperature and even the current current value or voltage value and state. The button is built into the surface of the housing to learn the menu setting for selecting the high and low points, the switching point, the distance of the calibration target and the function selection. The connector has a sealing ring that is inserted through the hole on the side of the upper cover into the housing. The connector is used for connection with external cables and a power supply for the circuit part. The plastic parts are used to fasten the circuit part and these have behavior such as earthquake resistance, insulation and interference suppression.

Vorzugsweise umfasst der Sondenkopf einen Druckring, einen Dichtungsring, einen Wandlerabstandhalter und eine Ultraschall-Wandlereinheit, wobei der Wandlerabstandhalter die Ultraschall-Wandlereinheit umwickelt und der Wandlerabstandhalter das Drücken der Ultraschall-Wandlereinheit auf den Sondenkopf verringert, der Dichtungsring als Dichtung bei einer Presspassung unter dem Druckring für die Ultraschall-Wandlereinheit und dem Sondenkopf wirkt. Die Oberseite des Druckrings ist mit einem rundförmigen Loch versehen. In dem Loch ist ein Erdungskabel zur Verbesserung der Störfestigkeit des Produktes verlegt.The probe head preferably comprises a pressure ring, a sealing ring, a transducer spacer and an ultrasound transducer unit, the transducer spacer wrapping the ultrasound transducer unit and the transducer spacer reducing the pressure of the ultrasound transducer unit on the probe head, the sealing ring as a seal in the case of an interference fit under the pressure ring acts for the ultrasonic transducer unit and the probe head. The top of the pressure ring has a round hole. A grounding cable is laid in the hole to improve the product's immunity to interference.

Vorzugsweise hat der Sondenkopf einen Blindloch in der Mitte des Zylinders, wobei oben, in der Mitte und am Boden des Blindlochs jeweils eine Treppenstufe vorgesehen ist. An der Treppenstufe oben ist der beschriebenen Befestigungshalter, auf der Treppenstufe in der Mitte liegt den Druckring, und auf der Treppenstufe am Boden ist die ganze Ultraschall-Wandlereinheit angeordnet, wobei der Druckring zur Befestigung für die Ultraschall-Wandlereinheit dient.The probe head preferably has a blind hole in the center of the cylinder, a step being provided in each case at the top, in the middle and at the bottom of the blind hole. At the top of the step is the mounting bracket described, the pressure ring is in the middle of the step, and the entire ultrasound transducer unit is arranged on the bottom of the stair, the pressure ring being used for attachment for the ultrasound transducer unit.

Vorzugsweise ist der Befestigungshalter im Gehäuse angeordnet, wobei der Befestigungshalter aus zwei symetrischen Kunststoffteilen besteht und das Kunststoffteil halbelliptisch ist, ein Bajonett zum Befestigen der Leiterplatte an der Innenwand des Halbellipses angeordnet ist, und es eine Funktion wie eine anti-Vibration, eine Abschirmung und eine Entstörung hat.The fastening holder is preferably arranged in the housing, the fastening holder consisting of two symmetrical plastic parts and the plastic part being semi-elliptical, a bayonet for fastening the printed circuit board being arranged on the inner wall of the semi-ellipse, and it having a function such as anti-vibration, shielding and one Interference suppression.

Vorzugsweise sind das Gehäuse und der Sondenkopf jeweils aus säure- und alkalibeständigen Materialien hergestellt. Die Ultraschall-Wandlereinheit ist aus Polyvinylidenfluorid, Polytetrafluorethylen, Titanlegierung oder Edelstahl 316L hergestellt. Sie weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf.Preferably, the housing and the probe head are each made of acid and alkali resistant materials. The ultrasonic transducer unit is made of polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, titanium alloy or stainless steel 316L. It has a high corrosion resistance.

Vorzugsweise beträgt die Gesamthöhe des Zusammenbaus von Gehäuse und dem Sondenkopf nicht mehr als 82,5 mm.The total height of the assembly of the housing and the probe head is preferably not more than 82.5 mm.

Wie oben dargestellt, weist der in dieser vorliegenden Erfindung bereitgestellte intelligente Ultraschall-Füllstandsensor die folgenden vorteilhaften Wirkungen auf: Hohe Zuverlässigkeit, genaue Erkennungsgenauigkeit, kein Temperatureinfluss, gute Entstörungsleistung, mit Lernfunktion von Schallgeschwindigkeit, was einfach durch Knopfdruck als Lernmethode realisiert werden kann, der Schutzgrad IP68 kann ohne Vergießen erreicht werden. Ein liegt ein korrosionsbeständiger Ganzmetall-Ultraschall-Füllstandsensor vor, dessen Struktur- und Produktionsprozess einfach, kostengünstig, wartungsleicht und korrosionsbeständig ist, wobei die Abmessungen klein, das Aussehen schön, und solche Sensoren leicht zu installieren sind. As shown above, the intelligent ultrasonic level sensor provided in this present invention has the following advantageous effects: high reliability, accurate Accuracy of detection, no temperature influence, good interference suppression, with learning function of speed of sound, which can be realized simply by pressing a button as a learning method, the degree of protection IP68 can be achieved without potting. One is a corrosion-resistant all-metal ultrasonic level sensor whose structure and production process is simple, inexpensive, easy to maintain and corrosion-resistant, the dimensions being small, the appearance beautiful, and such sensors being easy to install.

FigurenlisteFigure list

: Functional diagram of an intelligent ultrasonic level sensor.
: Sectional view of an intelligent ultrasonic level sensor.
: Exterior structure overview of an intelligent ultrasonic level sensor.
: Exploded view of an intelligent ultrasonic level sensor.

BezugszeichenlisteReference list

1. Gehäuse, 11. oberer Deckel, 111. Druckstück, 112. Displayabdeckung, 113. Taste, 114. Steckverbinder, 115. Befestigungshalter, 2. Schaltungsteil, 21. Leiterplatte, 22. Ultraschall-Wandlereinheit, 3. Sondenkopfbereich, 31. Sondenkopf, 311. Dichtungsring, 312. Dichtungsabstandhalter, 313. Druckring, 314. Dichtungsring, 315. Wandlerabstandhalter.1st housing, 11th upper cover, 111th pressure piece, 112th display cover, 113th button, 114th connector, 115th mounting bracket, 2nd circuit part, 21st printed circuit board, 22nd ultrasonic transducer unit, 3rd probe head area, 31st probe head , 311. seal ring, 312. seal spacer, 313. pressure ring, 314. seal ring, 315. converter spacer.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden spezifischen Ausführungsbeispiele dargestellt und Fachleute können anderen Vorteile und Funktionen dieser Erfindung aus der Offenbarung der vorliegenden Beschreibung leicht verstehen.The embodiments of the present invention are illustrated by the following specific embodiments, and those skilled in the art can easily understand other advantages and functions of this invention from the disclosure of the present description.

Nachfolgendes bezieht sich auf bis . Es wird darauf hingewiesen, dass die Strukturen, Proportionen, Größen und dergleichen, die in den angehängten schematischen Darstellungen der vorliegenden Erfindung aufgezeigt sind, nur zur Verdeutlichung der in der Beschreibung offenbarten Inhalte, zum Verständnis und zum Lesen durch den Fachmann verwendet werden und diese die Voraussetzung zur Implementierung der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen, so sind die auch technisch nicht sinnvoll. Jede Modifikation der Struktur, Änderung der Proportionalverhältnisses oder Anpassung der Größe sollte ohne die Wirkungen und die erreichbaren Zwecke der vorliegenden Erfindung beeinträchtigen, immer noch in den technischen Offenbarungsgehalt fallen, der durch die vorliegende Erfindung angegeben ist. Dabei dienen die Ausdrücke wie „Oben“, „Unten“, „Links“, „Rechts“, „Mitte“, „—“, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ebenfalls nur zur Verdeutlichung der Beschreibung und nicht zur Einschränkung des Implementierungsumfangs dieser Erfindung. Änderungen und Anpassungen der relativen Beziehungen werden als im Umfang der vorliegenden Erfindung liegend angesehen, in Abwesentheit wesentlicher Änderungen des technischen Inhalts.The following refers to to . It is pointed out that the structures, proportions, sizes and the like, which are shown in the attached schematic diagrams of the present invention, are used only for clarification of the contents disclosed in the description, for understanding and for reading by the person skilled in the art, and these Should not restrict the prerequisite for implementing the present invention, they are also not technically expedient. Any modification of the structure, change of the proportional ratio or adjustment of the size, without affecting the effects and achievable purposes of the present invention, should still fall within the technical disclosure content, which is indicated by the present invention. The expressions such as “top”, “bottom”, “left”, “right”, “middle”, “-”, which are used in the present invention, also serve only to clarify the description and not to limit the scope of implementation thereof Invention. Changes and adjustments to the relative relationships are considered to be within the scope of the present invention in the absence of significant changes in the technical content.

Wie die - zeigen, betrifft die vorliegende Erfindung einen intelligenten Ultraschall-Füllstandensor, der einen oberen Deckel, ein Gehäuse, einen Sondenkopf und ein Schaltungsteil umfasst. Im beschriebenen Gehäuse ist ein Befestigungswinkel zur Installierung des vorgenannten Schaltungsteils angebracht. Der beschriebene Schaltungsteil ist im beschriebenen Gehäuse angeordnet und umfasst ein Umwandlungsmodul Strom, eine Ultraschall-Wandlereinheit, eine Ultraschall-Antriebsschaltung, eine Verstärkungsschaltung Instrumenten, einen Stromkreis des Filterverstärkers, ein Verstärkungsanpassungsmodul, eine zentrale Verarbeitungseinheit und eine Temperaturfilterschaltung. Die Ultraschall-Wandlereinheit umfasst eine Sende- und Empfangseinheit des Signals und eine Temperaturmesseinheit, und diese Ultraschall-Wandlereinheit ist im beschriebenen Sondenkopf eingebaut.As the - show, the present invention relates to an intelligent ultrasonic level sensor, which comprises an upper cover, a housing, a probe head and a circuit part. A mounting bracket for installing the aforementioned circuit part is attached in the housing described. The circuit part described is arranged in the housing described and comprises a current conversion module, an ultrasound converter unit, an ultrasound drive circuit, an amplification circuit for instruments, a circuit of the filter amplifier, an amplification adjustment module, a central processing unit and a temperature filter circuit. The ultrasound transducer unit comprises a transmitting and receiving unit of the signal and a temperature measuring unit, and this ultrasound transducer unit is installed in the probe head described.

Das Ausgangsende der Temperaturmesseinheit ist mit der Temperaturfilterschaltung verbunden und das Ausgangssignal der beschriebenen Temperaturfilterschaltung wird zur Verarbeitung in die zentrale Verarbeitungseinheit eingegeben. Ein Eingangsende der Ultraschall-Antriebsschaltung ist mit dem beschriebenen zentralen Verarbeitungseinheit verbunden und ein Ausgangsende der Ultraschall-Antriebsschaltung ist zur Ultraschallsendung mit der Ultraschall-Wandlereinheit verbunden. Das Ausgangssignal der Ultraschall-Wandlereinheit wird zur Signalverstärkung der ersten Stufe in die Verstärkungsschaltung Instrumenten eingegeben. Das Ausgangsende der Verstärkungsschaltung Instrumenten ist zur sekundären Verstärkung mit dem Stromkreis Filterverstärkers verbunden. Das Ausgangsende des Stromkreisfilterverstärkers wird zur Analyse und Verarbeitung in die zentrale Verarbeitungseinheit eingegeben. Ein Eingangsende des Verstärkungsanpassungsmoduls ist mit der beschriebenen zentralen Verarbeitungseinheit verbunden und ein Ausgangsende des Verstärkungsanpassungsmoduls ist mit der Verstärkungsschaltung Instrumenten für die Verstärkungseinstellung der ersten Stufe verbunden. Als zentrale Verarbeitungseinheit dient ein Datenprozessor. Die zentrale Verarbeitungseinheit ist mit einer Ausgleichseinheit-Temperatur und einer Zeit- und Abstand-Recheneinheit ausgestattet.The output end of the temperature measuring unit is connected to the temperature filter circuit and the output signal of the temperature filter circuit described is input to the central processing unit for processing. An input end of the ultrasound drive circuit is connected to the central processing unit described and an output end of the ultrasound drive circuit is connected to the ultrasound transducer unit for ultrasound transmission. The output signal of the ultrasound transducer unit is input to the amplification circuit for instruments for signal amplification of the first stage. The output end of the instrumentation amplifier circuit is connected to the filter amplifier circuit for secondary amplification. The output end of the circuit filter amplifier is input to the central processing unit for analysis and processing. An input end of the gain adjustment module is connected to the central processing unit described and an output end of the gain adjustment module is connected to the gain circuit instruments for gain adjustment of the first stage. A data processor serves as the central processing unit. The central one Processing unit is equipped with a temperature compensation unit and a time and interval computing unit.

Das Gehäuse 1 und der Sondenkopf 31 sind jeweils aus säure- und alkalibeständigen Materialien hergestellt. Im Gehäuse 1 ist der Befestigungshalter 115 eingebaut. Der Befestigungshalter 115 besteht aus zwei halbelliptischen Kunststoffteilen und kann mit Kunststoffteilen oder anderen Isoliermaterialien wie Gummiprodukten, anderen hochmolekularen Polymeren usw. verwendet werden. An der Innenwand des Halbellipses ist ein Bajonett zur Befestigung des Schaltungabschnitts 2 angeordnet und somit kann es eine Rolle für anti-Vibrationen, Abschirmung und Entstörung spielen. Der beschriebene Schaltungsabschnitt 2 umfasst die Leiterplatte 21 und die Ultraschall-Wandlereinheit 22. Umwandlungsmodul Strom, Ultraschall-Antriebsschaltung, Verstärtkungsschaltung Instrumenten, Stromkreis des Filterverstärkers, Verstärkungsanpassungsmodul, Zentrale Verarbeitungseinheit, Tasten-Steuerungseinheit, Temperaturfilterschaltung, Anzeige-Treibereinheit, Anzeigeeinheit, Ausgabeeinheit, Ausgabe-Schutzeinheit sind alle auf der Leiterplatte 21 angeordnet. Die beschriebene Ultraschall-Wandlereinheit umfasst eine Sende- und Empfangseinheit des Signals und die Temperaturmesseinheit. Die zentrale Verarbeitungseinheit kann einen Chip-Mikrocomputer oder eine aus anderen integrierten Schaltkreisen und Peripheriekomponenten bestehende Datenverarbeitungsschaltung verwenden.The housing 1 and the probe head 31 are made of acid and alkali resistant materials. In the housing 1 is the mounting bracket 115 built-in. The mounting bracket 115 consists of two semi-elliptical plastic parts and can be used with plastic parts or other insulating materials such as rubber products, other high-molecular polymers, etc. On the inner wall of the semi-ellipses is a bayonet for fastening the circuit section 2nd arranged and thus it can play a role in anti-vibration, shielding and interference suppression. The circuit section described 2nd includes the circuit board 21 and the ultrasonic transducer unit 22 . Power conversion module, ultrasonic drive circuit, instrument amplification circuit, filter amplifier circuit, gain adjustment module, central processing unit, button control unit, temperature filter circuit, display driver unit, display unit, output unit, output protection unit are all on the circuit board 21 arranged. The ultrasound transducer unit described comprises a transmitting and receiving unit for the signal and the temperature measuring unit. The central processing unit can use a chip microcomputer or a data processing circuit consisting of other integrated circuits and peripheral components.

Die Ultraschall-Wandlereinheit ist aus säure- und alkalibeständigen Materialien hergestellt. Die beschriebene Ultraschall-Wandlereinheit 22 ist innerhalb der Sondenkopf 3 angeordnet. Das Gehäuse 1 ist mit dem Sondenkopf 3 durch Presspassung fixiert. Der Schaltungsabschnitt 2 ist innerhalb des Gehäuse 1 angeordnet.The ultrasonic transducer unit is made of acid and alkali resistant materials. The described ultrasound transducer unit 22 is inside the probe head 3rd arranged. The housing 1 is with the probe head 3rd fixed by press fit. The circuit section 2nd is inside the case 1 arranged.

Die Tasten-Steuereinheit besteht aus der Taste 113 und die Taste 113 dient zur Menüeinstellungen und Funktionenauswahl. Die Anzeigeeinheit besteht aus 3 Stück Siebensegmentenanzeigen und 6 LED-Lampen, dabei stellen die 3 Siebensegmentenanzeigen die Temperaturanzeige, die Anzeige vom Zielobjekt-Entfernungswert und die Anzeige vom aktuellen Strom- oder Spannungswert dar. Die 6 LED-Lampen sind als Statuslicht ausgeführt. Die Anzeigeeinheit befindet sich in der Displayabdeckung 112.The key control unit consists of the key 113 and the button 113 is used for menu settings and function selection. The display unit consists of 3rd Pieces of seven segment displays and 6 LED lamps, the 3rd Seven segment displays show the temperature display, the display of the target object distance value and the display of the current current or voltage value 6 LED lamps are designed as status lights. The display unit is located in the display cover 112 .

Vorzugsweise umfasst der Schaltungsteil noch eine Ausgabeeinheit und eine Ausgabe-Schutzeinheit, wobei das Eingangsende der Ausgabeeinheit mit der zentralen Verarbeitungsschaltung verbunden ist, durch NPN-Transistor oder PNP-Transistor den Schaltwert des Signals von Abstandüberwachung und mit Strom 4 bis 20 mA oder Spannung 0 bis 10 V den Analogwert des Signals von Abstandüberwachung auszugeben. Das Eingangsende der Ausgabe-Schutzeinheit ist mit der Ausgabeeinheit verbunden und daraus erfolgen Kurzschlussschutz, Verpolungsschutz und Überlastschutz.The circuit part preferably also comprises an output unit and an output protection unit, the input end of the output unit being connected to the central processing circuit, by means of NPN transistor or PNP transistor the switching value of the signal from distance monitoring and with current 4th to 20th mA or voltage 0 to 10th V to output the analog value of the signal from distance monitoring. The input end of the output protection unit is connected to the output unit and this is used for short-circuit protection, reverse polarity protection and overload protection.

Der beschriebene Schaltungsteil umfasst ferner eine Anzeige-Treibereinheit und eine Anzeigeeinheit, wobei deren Eingangsende zur beschriebenen zentralen Verarbeitungseinheit und deren Ausgangsende mit der Anzeigeeinheit zur Ausgabe des Anzeigesignals verbunden ist. Die beschriebene Ultraschall-Wandlereinheit erfasst jeweils das Temperatursignal und das Abstandssignal der gemessenen Umgebung und sendet dann die Signale an die zentrale Verarbeitungseinheit. Nach der Verarbeitung werden die Daten jeweils durch die Ausgabeeinheit ausgegeben und die beschriebene Anzeigeeinheit zeigt jeweils die numerischen Signale an.The circuit part described further comprises a display driver unit and a display unit, the input end of which is connected to the described central processing unit and the output end of which is connected to the display unit for outputting the display signal. The ultrasonic transducer unit described detects the temperature signal and the distance signal of the measured environment and then sends the signals to the central processing unit. After processing, the data are each output by the output unit and the display unit described shows the numerical signals.

Der Schaltungsteil umfasst ferner eine Tasten-Steuereinheit, und die Tasten-Steuereinheit und die Anzeigeeinheit bilden über die zentrale Verarbeitungseinheit ein Menüsystem zur Benutzerinteraktion. Durch dieses Menüsystem können der Ausgabemodus und der Schaltpunkt des Schaltausgangs, der Ausgabemodus und die Hoch- und Tiefpunkte des Analogausgangs sowie das Lernen der Ultraschallgeschwindigkeit und die Wiederherstellung für die Werkeinstellung angepasst oder korrigiert werden. Gleichzeitig ist es möglich, die aktuelle Entfernung, Temperatur oder den aktuellen Strom und die aktuelle Spannung über die Einstellung der Tasten-Steuerungseinheit anzuzeigen.The circuit part further comprises a key control unit, and the key control unit and the display unit form a menu system for user interaction via the central processing unit. This menu system allows the output mode and the switching point of the switching output, the output mode and the high and low points of the analog output as well as the learning of the ultrasound speed and the restoration to be adjusted or corrected for the factory setting. At the same time, it is possible to display the current distance, temperature or the current and the current voltage via the setting of the button control unit.

Das Funktionsprinzip des Schaltungsteils ist wie folgt:

Die Temperaturmesseinheit dient zur Messung eines Temperatursignals des gemessenen Mediums und nach der Verarbeitung durch die Filterschaltung wird das gemessene Temperatursignal an die zentrale Verarbeitungseinheit übertragen. Die zentrale Verarbeitungseinheit gibt ein Signal aus und gibt es an die Ultraschall-Antriebsschaltung. Zugleich beginnt die interne Verarbeitungseinheit Timing. Die Ultraschall- Antriebsschaltung ist zur Durchführung der Ultraschallübertragung mit dem Ultraschallwandler verbunden. Der Ultraschallwandler erfasst das nach Erreichen des Zielobjekts zurückgesendete Ultraschallsignal und wandelt es in ein elektrisches Signal, wobei das elektrische Signal zur Verstärkung der ersten Stufe an die Filterverstärkungsschaltung übertragen wird. Die Verstärkungsschaltung Instrumenten ist mit dem Stromkreis Filterverstärkers verbunden, wobei nach Durchführung einer sekundären Filterverstärkung des erfassten Signals an die zentrale Verarbeitungseinheit übertragen wird. Gleichzeitig stoppt die zentrale Verarbeitungseinheit Timing und startet die Berechnung für die Zeit- und den Abstand sogar für die Ausgleichung des internen Temperaturdrifts. Das Ausgangsende des Verstärkungsanpassungsmoduls ist mit der Verstärkungsschaltung Instrumenten verbunden und dessen Eingangsende ist mit der zentralen Verarbeitungseinheit verbunden, um die Verstärkung in der ersten Stufe in präziser Zeit einzustellen, wodurch eine automatische Verstärkung erzielt werden kann. Dabei gibt die zentrale Verarbeitungseinheit Signale über serielle Kommunikation an die Anzeige-Antriebseinheit aus und die Anzeige-Antriebseinheit gibt ein Signal an die Anzeigeeinheit aus, das Temperatursignal und das Zielobjekt-Entfernungssignal werden durch Segmentanzeigen und die LED-Lampe angezeigt. Die Tasten-Steuereinheit kann eine Ultraschallgeschwindigkeit-Kalibrierung durchführen und kann auch für die Menüauswahl und Funktionenauswahl der Auswahl des Ausgangsmodus, der Ausgaben von Hoch- und Tiefpunken und Schaltpunkten usw. verwendet werden. Das Umwandlungsmodul Strom ist hauptsächlich für die Versorgung jedes Gerätes mit der erforderlichen Spannung verwendet. Das Störschutz-Modul wird für die Verhinderung der elektromagnetischen statischen und anderen Störungen verwendet, um die Produktionsstabilität und -zuverlässigkeit zu verbessern. Das Störschutz-Modul besteht aus einem oder zwei Störschutzkomponenten und wird bei Leitungsverlegung dann für einige Techniken zur Verbesserung von Entstörung verwendet. Das Störschutz-Modul ist neben dem vorgenannten Metallgehäuse, Kunststoffen, Erdungskabeln, in der Schaltung hauptsächlich durch einen magnetischen Kern und eine Gleichtaktdrossel realisiert, welche zur Verstärkung der Entstörung beim PCB-Layout eingesetzt verwendet. Konkret heißt das insbesondere, dass am Eingangsende des Umwandlungsmodul Strom eine Gleichtaktdrossel zur Unterdrückung des Gleichtaktsignals in der Schaltung angeordnet ist. Zugleich ist parallel zur Drosselspule ein magnetischer Kern vorgesehen, um die hochfrequenten Störsignale im Stromkreis zu beseitigen. Dabei ist das Umwandlungsmodul Strom mit dem Gehäuse und der Erde verbunden, um die übermäßige elektrische Ladung und Störungen in der Schaltung abzuleiten, sodass die Entstörungsleistung erhöht ist.

The principle of operation of the circuit part is as follows:

The temperature measuring unit is used to measure a temperature signal of the measured medium and after processing by the filter circuit, the measured temperature signal is transmitted to the central processing unit. The central processing unit outputs a signal and sends it to the ultrasound drive circuit. At the same time, the internal processing unit timing begins. The ultrasound drive circuit is connected to the ultrasound transducer in order to carry out the ultrasound transmission. The ultrasound transducer detects the ultrasound signal sent back after reaching the target object and converts it into an electrical signal, the electrical signal being transmitted to the filter amplification circuit for amplification of the first stage. The amplification circuit is with the Circuit filter amplifier connected, wherein after a secondary filter amplification of the detected signal is transmitted to the central processing unit. At the same time, the central processing unit stops timing and starts the calculation for the time and the distance even for the compensation of the internal temperature drift. The output end of the gain adjustment module is connected to the instrumentation gain circuit and its input end is connected to the central processing unit to set the gain in the first stage in a precise time, whereby automatic gain can be achieved. The central processing unit outputs signals via serial communication to the display drive unit and the display drive unit outputs a signal to the display unit, the temperature signal and the target object distance signal are indicated by segment displays and the LED lamp. The key control unit can perform ultrasonic speed calibration and can also be used for menu selection and function selection, selection of the output mode, the output of high and low points and switching points, etc. The current conversion module is mainly used to supply each device with the required voltage. The noise protection module is used to prevent electromagnetic static and other interference to improve production stability and reliability. The interference protection module consists of one or two interference protection components and is then used for some techniques to improve interference suppression when laying cables. In addition to the aforementioned metal housing, plastics, grounding cables, the interference protection module is mainly implemented in the circuit by a magnetic core and a common mode choke, which is used to amplify interference suppression in the PCB layout. Specifically, this means in particular that a common mode choke for suppressing the common mode signal is arranged in the circuit at the input end of the current conversion module. At the same time, a magnetic core is provided in parallel to the choke coil in order to eliminate the high-frequency interference signals in the circuit. The power conversion module is connected to the case and ground to dissipate the excessive electrical charge and interference in the circuit, increasing the interference suppression performance.

Die zentrale Verarbeitungseinheit erzeugt ein Überwachungssignal an die Ausgabeeinheit, und wenn der Ausgabetyp des Überwachungssignals eine Schaltausgbe ist, wird der Schaltwert des Signals von der Abstandüberwachung durch einen NPN-Transistor oder einen PP-Transistor ausgegeben. Wenn das Überwachungssignal eine Analogausgabe ist, wird der Analogwert des Signals von der Abstandüberwachung mit Strom 4~20 mA oder Spannung 0~10V ausgegeben. Als Ausgabemethode sind gegeben: Zweidraht- und Dreidrahtausgang.The central processing unit generates a monitor signal to the output unit, and if the output type of the monitor signal is a switching output, the switching value of the signal from the distance monitor is output by an NPN transistor or a PP transistor. If the monitoring signal is an analog output, the analog value of the signal from the distance monitoring is output with current 4 ~ 20 mA or voltage 0 ~ 10V. The following output methods are available: two-wire and three-wire output.

Die Ausgabeeinheit hat einen Eingang, der mit der zentralen Verarbeitungseinheit verbunden ist, und einen Ausgang, der mit dem anderen Eingang der Ausgabe-Schutzeinheit verbunden ist. Die Ausgabe-Schutzeinheit realisiert durch reine Hardware mehre Schutzfunktionen wie einen Kurzschlussschutz, einen Verpolungsschutz und einen Überlastschutz.The output unit has an input connected to the central processing unit and an output connected to the other input of the output protection unit. The output protection unit implements several protective functions such as short-circuit protection, reverse polarity protection and overload protection using pure hardware.

In praktischen Anwendungen kann das Gehäuse 1 eine Struktur annehmen, bei der der obere Deckel 11 und der Sondenkopf 31 kombiniert sind, um die Herstellung und den Einbau zu erleichtern. Die Gesamthöhe des Zusammenbaus von dem Gehäuse und dem Sondenkopf beträgt nicht mehr als 82,5 Millimeter. Das obere Ende des Sondenkopfs 31 ist mit dem oberen Deckel 11 verbunden. Die Ultraschall-Wandlereinheit ist am unteren Ende des Sondenkopfs 31 angebracht und der Sondenkopf 31 fungiert bei der Installation als Fixierung und Verriegelung.The housing can be used in practical applications 1 adopt a structure where the top lid 11 and the probe head 31 are combined to facilitate the manufacture and installation. The total height of the assembly of the housing and the probe head is no more than 82.5 millimeters. The top end of the probe head 31 is with the top lid 11 connected. The ultrasonic transducer unit is at the lower end of the probe head 31 attached and the probe head 31 acts as fixation and locking during installation.

Wie in gezeigt, umfasst der obere Deckel 11 die Displayabdeckung 112, die Taste 113 und den Steckverbinder 114. In der Displayabdeckung 112 ist eine Abstand-Anzeigeeinheit angeordnet, die Displayabdeckung ist von der Innenseite des oberen Deckels mit dem Druckstück 111 auf der Oberfläche des oberen Deckels befestigt, um den aktuellen Zielobjekt-Abstand, die Temperatur und sogar den aktuellen Stromwert oder den Spannungswert und Status anzuzeigen. Die Taste 113 ist an bzw. in der Oberfläche des oberen Deckels eingebaut, um die Menüeinstellung von Auswahl für die Hoch- und Tiefpunkte, Schaltpunkt der Entfernung des Kalibrierungszielobjektes und die Funktionsauswahl zu lernen. Der Steckverbinder 114 ist mit einem Dichtungsring versehen und von dem Loch auf der Seite des oberen Deckel 11 ins Gehäuse gesteckt. Der Steckverbinder 114 wird für den Anschluß mit externen Kabeln verwendet und versorgt das Schaltungsteil mit Spannung. Der Kunststoffteil 115 dient zur Befestigung des Schaltungsteil 2 und fungiert als Anti-Vibration, Isolierung und Entstörung.As in shown, includes the top lid 11 the display cover 112 , the key 113 and the connector 114 . In the display cover 112 a distance display unit is arranged, the display cover is from the inside of the upper cover with the pressure piece 111 Attached to the surface of the top lid to display the current target distance, temperature, and even current value or voltage value and status. The key 113 is installed on or in the surface of the upper cover to learn the menu setting of selection for the high and low points, switching point of the distance of the calibration target and the function selection. The connector 114 is provided with a sealing ring and from the hole on the side of the top cover 11 inserted into the housing. The connector 114 is used for connection with external cables and supplies the circuit part with voltage. The plastic part 115 serves to attach the circuit part 2nd and acts as anti-vibration, isolation and interference suppression.

Der Sondenkopf 31 ist mit zwei Slots versehen. Auf dem oberen Slot ist der Dichtungsring 311 und auf dem unteren Slot ist der Dichtungsabstandhalter 312 zu sehen. Der Dichtungsring 311 und der Dichtungsabstandhalter 312 wirken wasser- und staubdicht. Das Double-Slot-Design verbessert die Dichtleistung erheblich und führt zur Wirkung wie wasserdicht, feuchtigkeits- und staubdicht, und ggf. erhöht sich noch leicht die Explosionsschutzklasse. Der Sondenkopf hat ein Blindloch in der Mitte des Zylinders und oben, in der Mitte und am Boden des Blindlochs ist jeweils eine Treppenstufe versehen. Auf der Treppenstufe oben ist der beschriebene Befestigungshalter vorgesehen, auf der Treppenstufe in der Mitte liegt der beschriebene Druckring, auf der Treppfenstufe am Boden ist die beschriebene Ultraschall-Wandlereinheit angeordnet. Der Druckring dient zur Befestigung für die Ultraschall-Wandlereinheit.The probe head 31 is provided with two slots. The sealing ring is on the upper slot 311 and on the bottom slot is the seal spacer 312 to see. The sealing ring 311 and the seal spacer 312 are water and dust proof. The double-slot design significantly improves sealing performance and leads to the same effect as watertight, moisture and dustproof, and possibly increases the explosion protection class slightly. The probe head has a blind hole in the middle of the cylinder and at the top, in the middle and at the bottom of the blind hole there is a step. The mounting bracket described is provided on the top of the step, the pressure ring described is located in the middle of the step, and the ultrasound transducer unit described is arranged on the step on the floor. The pressure ring is used to attach the ultrasonic transducer unit.

Der Sondenkopf 31 umfasst den Druckring 313, den Dichtungsring 314, den Wandlerabstandhalter 315 und die Ultraschall-Wandlereinheit 316, wobei der Wandlerabstandhalter 315 die Ultraschall-Wandlereinheit 316 umwickelt und das Drücken der Ultraschall-Wandlereinheit auf den Sondenkopf 31 verringert. Der Dichtungsring 314 wirkt als Dichtung bei Presspassung unter dem Druckring 313, der Ultraschall-Wandlereinheit 316 und dem Sondenkopf 31. Die Oberseite des Druckrings 313 ist mit einem rundförmigen Loch versehen. In dem Loch ist ein Erdungskabel zur Verbesserung der Entstörungsleistung des Produkts verlegt. Die rundförmigen Loch Öffnung hat einen Öffnungsdurchmesser von ≤ 1,5 mm.The probe head 31 includes the pressure ring 313 , the sealing ring 314 , the converter spacer 315 and the ultrasonic transducer unit 316 , with the transducer spacer 315 the ultrasonic transducer unit 316 wrapped and pressing the ultrasonic transducer unit onto the probe head 31 decreased. The sealing ring 314 acts as a seal when press-fit under the pressure ring 313 , the ultrasonic transducer unit 316 and the probe head 31 . The top of the pressure ring 313 has a round hole. A ground wire is installed in the hole to improve the interference suppression performance of the product. The round hole opening has an opening diameter of ≤ 1.5 mm.

Der obere Deckel 11 und der Sondenkopf 31 sind jeweils aus säure- und alkalibeständigen Materialien hergestellt. Der obere Deckel 11 und der Sondenkopf 31 sind durch Presspassung befestigt und durch den Dichtungsring 311 und den Dichtungsabstandhalter 312 abgedichtet.The top lid 11 and the probe head 31 are made of acid and alkali resistant materials. The top lid 11 and the probe head 31 are attached by an interference fit and by the sealing ring 311 and the seal spacer 312 sealed.

zeigt das Anzeigemenü für diese vorliegende Erfindung. Dabei repräsentiert die erste Spalte das Setup-Menü, die zweite Spalte repräsentiert den Menüfunktionskommentar, die dritte Spalte repräsentiert den Parametereinstellungsbereich, die vierte Spalte repräsentiert den Einstellungsmodus und die fünfte Spalte repräsentiert die Bemerkungen der Beschreibung für Menüobjekt. shows the display menu for this present invention. The first column represents the setup menu, the second column represents the menu function comment, the third column represents the parameter setting area, the fourth column represents the setting mode and the fifth column represents the comments in the description for the menu object.

Die Einstellungsmethode kann den Informationen aus Tabelle 1 entnommen werden. Im unteren Bereich des Anzeigefelds befinden sich zwei Tasten: die linke Taste MODE / ENTER stellt die Menüeinstellung und die Bestätigungsfunktion dar, wobei auf jedes Drücken auf die Taste die Menüreihenfolge auf der Segmentanzeigen angezeigt wird. Die rechte Taste LEARN/ SET stellt die Parametereinstellung dar. Durch die Taste MODE / ENTER führt die Parametereinstellung (auch auf der Segmentanzeigen angezeigt) für ein entsprechendes Menü durch. Um die Parameter zu bestätigen ist erneut auf die Taste MODE / ENTER zu drücken. Tabelle 1: Menü Funktion Bereich Modus Bemerkung SP1 Schaltpunkt 1 0.2...3M Einstellung Bitweise Abstand rP1 Schaltpunkt 2 0.2...3M Einstellung Bitweise Abstand ASP Analog 1 0.2...3M Einstellung Bitweise Abstand AEP Analog 2 0.2...3M Einstellung Bitweise Abstand n-P Modusumschaltung Ausgang 1 PnP zum PnP wechseln nPn zum nPn wechseln U-i Modusumschaltung Ausgang 2 I auf Stromausgang umschalten V auf Spannungsausgang umschalten DiS Anzeigetyp der Segmentanzeigen D zur Abstandsanzeige wechseln S zur Analogwertanzeige wechseln T zur Temperaturanzeige wechseln Mor Zugriffskennwort für erweitere Einstellungen 322 Einstellung Bitweise Das folgende Menü erfordert ein Password StU Schallgeschwindigkeit lernen zum Starten drücken lang auf die Taste LEARN/SET FAC Zurücksetzen der Werkeinstellung für Schallgeschwindigkeit zum Starten drücken lang auf die Taste LEARN/SET iH Einstellung für den Starkstrom-Punkt 0...999 Einstellung Bitweise Kalibrierung des 20mA Stroms iL Einstellung für den Schwachstrom-Punkt 0...999 Einstellung Bitweise Kalibrierung des 4mA Stroms vH Einstellung für den Starkstrom-Punkt 0...999 Einstellung Bitweise Kalibrierung der 10V Spannung The setting method can be found in the information in Table 1. There are two buttons in the lower area of the display: the left button MODE / ENTER represents the menu setting and the confirmation function, each time the button is pressed the menu sequence is shown on the segment display. The right button LEARN / SET represents the parameter setting. The button MODE / ENTER carries out the parameter setting (also shown on the segment display) for a corresponding menu. To confirm the parameters, press the MODE / ENTER key again. Table 1: menu function Area mode comment SP1 Switch point 1 0.2 ... 3M Bit by bit setting distance rP1 Switch point 2 0.2 ... 3M Bit by bit setting distance ASP Analog 1 0.2 ... 3M Bit by bit setting distance AEP Analog 2 0.2 ... 3M Bit by bit setting distance nP Mode switch output 1 PnP switch to PnP nPn switch to nPn Ui Mode switch output 2 I. switch to current output V switch to voltage output DiS Display type of the segment displays D switch to the distance display S switch to analog value display T switch to temperature display Mor Access password for advanced settings 322 Bit by bit setting The following menu requires a password StU Learn the speed of sound to start press and hold the LEARN / SET button FAC Reset the factory setting for the speed of sound to start press and hold the LEARN / SET button iH Setting for the heavy current point 0 ... 999 Bit by bit setting Calibration of the 20mA current iL Low current point setting 0 ... 999 Bit by bit setting Calibration of the 4mA current vH Setting for the heavy current point 0 ... 999 Bit by bit setting Calibration of the 10V voltage

Im Diagramm oben:

Schaltpunt von „SP1“ und „rP1“: Nach der Einstellung von SP1 und rP1, wenn SP1 kleiner als rP1 ist, falls der Abstand um weniger als rP1 verkürzt ist, wird der Eingang geöffnet. Falls der Abstand um mehr als rP1 vergrößert ist, wird der Ausgang geschlossen. Wenn SP1 größer als rP1 ist, falls der Abstand um weniger als rP1 verkürzt ist, wird der Ausgang geschlossen. Falls der Abstand um mehr als SP1 vergrößert ist, wird der Ausgang geöffnet. Wenn der Abstand zwischen SP1 und rP1 liegt, behält der Ausgang den aktuellen Zustand bei.

In the diagram above:

Switching point of "SP1" and "rP1": After setting SP1 and rP1, if SP1 is less than rP1, if the distance is reduced by less than rP1, the input is opened. If the distance is increased by more than rP1, the output is closed. If SP1 is greater than rP1, if the distance is reduced by less than rP1, the output is closed. If the distance is increased by more than SP1, the output is opened. If the distance is between SP1 and rP1, the output remains in its current state.

Schaltpunkt von „ASP“ und „AEP“: Nach der Einstellung für ASP und AEP ändert sich die Analogausgabe von 20mA auf 4mA oder von 10V auf 0V, wenn sich der Abstand von ASP zu AEP ändert.Switching point of "ASP" and "AEP": After setting for ASP and AEP, the analog output changes from 20mA to 4mA or from 10V to 0V if the distance from ASP to AEP changes.

Ausgang 1 im „n-P“ Modus: Im Menü „n-P“ Modus kann der Modus des Ausgangs 1 für „PnP“ oder „nPn“ eingestellt werden.output 1 in "nP" mode: In the "nP" mode menu you can change the mode of the output 1 can be set for "PnP" or "nPn".

Ausgang 2 im „U-i“ Modus: Im Menü „U-i“ Modus kann der Modus des Ausgangs 2 eingestellt werden, eine Einstellung als „v“ für Spannungsausgang und als „i“ für Stromausgang repräsentiert.output 2nd in "Ui" mode: In the "Ui" mode you can change the mode of the output 2nd can be set, represents a setting as "v" for voltage output and as "i" for current output.

Anzeigetyp der Displayanzeigen im „DiS“ Modus: Im Menü „DiS“ Modus kann der Anzeigetyp der Displayanzeigen eingestellt werden. Eine Einstellung als „d“ für die Anzeige vom aktuellen gemessenen Entfernungswert, „S“ für die Anzeige vom aktuellen eingestellten Analogausgabewert des Ausgangs 2, „t“ für die Anzeige dem aktuellen gemessenen Temperaturwert.Display type of the displays in "DiS" mode: In the "DiS" mode menu, the display type of the displays can be set. A setting as "d" for the display of the current measured distance value, " S “For the display of the currently set analog output value of the output 2nd , "T" for the display of the current measured temperature value.

Zugangskennung für erweiterte Einstellungen „Mor“: Dieses Menü kann erst beim Drücken auf die Taste MODE/ENTER mit Einschalten auf Menüliste erscheinen. Wenn die Zugangskennung richtig eingegeben wird, wird das Menü automatisch in die verschiedenen Menüs der erweiterten Einstellungen beitreten. Falls die Zugangskennung falsch eingegeben wird, wird das Menü dann gesperrt; wenn es wieder entsperrt wird, wird das Menü ausgeblendet; es muss wieder eingeschaltet und hochgefahren werden.Access code for advanced settings "Mor": This menu can only appear when you press the MODE / ENTER key and switch on the menu list. If the access code is entered correctly, the menu will automatically enter the various menus of the advanced settings. If the access code is entered incorrectly, the menu is then locked; when it is unlocked again, the menu disappears; it must be switched on again and started up.

Einstellung fürs Schallgeschwindigkeit-Lernen „StU“: Im Menü „StU“ Modus kann lange auf die Taste LEARN/SET gedrückt werden, um das Schallgeschwindigkeit-Lernen in der aktuellen Umgebeung durchzuführen.Sound speed learning setting "StU": In the "StU" mode menu, you can long press the LEARN / SET button to carry out sound speed learning in the current environment.

Einstellung für Schallgeschwindigkeit-Lernen „FAC“: Im Menü „FAC“ Modus kann lange auf die Taste LEARN/SET gedrückt werden, wodurch der Einstellungswert der Schallgeschwindigkeit zur Werkeinstellung zurückgesetzt wird.Sound speed learning setting "FAC": In the "FAC" mode menu, the LEARN / SET button can be pressed for a long time, which resets the sound speed setting value to the factory setting.

Einstellung für den Starkstrom-Punkt „iH“: Im Menü „iH“ Modus wird der gemessene Abstand auf den Maximalwert des Stromausgangs eingestellt; anschließlich werden die aktuellen Parameter unendlich nah von 20mA eingestellt, um die Augsgangsfehler zu reduzieren.Setting for the heavy current point "iH": In the "iH" mode menu, the measured distance is set to the maximum value of the current output; the current parameters are then set infinitely close to 20mA in order to reduce the output errors.

Einstellung für den Starkstrom-Punkt „iL“: Im „iL“ Modus wird der gemessene Abstand auf den Minimalwert des Stromausgangs eingestellt; danach werden die aktuellen Parameter unendlich nah von 4mA eingestellt, um die Ausgangsfehler zu reduzieren.Setting for the heavy current point "iL": In "iL" mode, the measured distance is set to the minimum value of the current output; then the current parameters are set infinitely close to 4mA in order to reduce the output errors.

Einstellung für den Starkstrom-Punkt „vH“: Im „vH“ Modus wird der gemessene Abstand auf den Maximalwert des Spannungsausgangs eingestellt; danach werden die aktuellen Parameter unendlich nah von 10V eingestellt, um die Ausgangsfehler zu reduzieren.Setting for the heavy current point "vH": In "vH" mode, the measured distance is set to the maximum value of the voltage output; then the current parameters are set infinitely close to 10V in order to reduce the output errors.

Zusammengefasst heißt das insbesondere, dass diese vorliegende Erfindung einen intelligenten Ultraschall-Füllstandsensor bereitstellt, der hohe Zuverlässigkeit, genaue Erkennungsgenauigkeit, kein Temperatureinfluß, gute Entstörungsleistung aufweist, und zudem noch eine Lernfunktion für die Schallgeschwindigkeit, was einfach durch einen Knopfdruck Lernmethode realisiert werden kann. Die Nicht-Klebstoff-Dichtungsstruktur mit Presspassung kann den Schutzgrad IP68 erreichen. Das Gehäuse ist aus säure-alkalibeständigen Materialien hergestellt, so ist es korrosionsbeständig und langlebig ist. Der Aufbau ist einfach, leicht zu installieren und zu reparieren, die Abmessungen sind klein und das Aussehen schön. Daher überwindet die vorliegende Erfindung effektiv verschiedene Nachteile des Standes der Technik und weist einen hohen industriellen Nutzungswert auf.In summary, this means in particular that this present invention provides an intelligent ultrasonic fill level sensor which has high reliability, accurate detection accuracy, no temperature influence, good interference suppression performance, and also a learning function for the speed of sound, which can be implemented simply by a push of a button learning method. The press-fit, non-adhesive sealing structure can achieve IP68 protection. The housing is made of acid-alkali-resistant materials, so it is corrosion-resistant and durable. The structure is simple, easy to install and repair, the dimensions are small and the appearance is beautiful. Therefore, the present invention effectively overcomes various disadvantages of the prior art and has a high industrial value.

Die oben genannten Beispiele dienen nur dazu, die Grundlagen und die Wirksamkeit von dieser Erfindung beispielhaft darzustellen, jedoch nicht um diese Erfindung zu beschränken. Jeder, der mit dieser Technologie vertraut ist, kann abweichend von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen vielfältige Abwandlungen oder Änderungen für die oben genannten Beispiele schaffen, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird.The above examples only serve to exemplify the principles and effectiveness of this invention, but not to limit this invention. Anyone who is familiar with this technology, unlike the exemplary embodiments described above, can make various modifications or changes to the above-mentioned examples without departing from the scope of the present invention.

Claims

Intelligent ultrasonic level sensor Claim 1 , characterized in that the circuit part (2) further comprises a display driver unit and a display unit, the input end of which is connected to the central processing unit and the output end of which is connected to the display unit for output of the display signal; the ultrasonic transducer unit (22) detects the temperature signal and the distance signal of the measured environment and then sends the signals to the central processing unit, the data being output by the output unit after their processing and the display unit described each showing the numerical signals.

Intelligent ultrasonic level sensor Claim 1 , characterized in that the circuit part (2) further comprises a key control unit, and the key control unit and the display unit form a menu system for user interaction via the central processing unit, the output mode and the switching point of the switching output, the output mode and the high and low points of the analog output as well as the learning of the ultrasonic speed and the restoration can be adjusted or corrected for the factory setting; at the same time it is possible to display the current distance, temperature or the current and the current voltage via the setting of the button control unit.

Intelligent ultrasonic level sensor Claim 3 , characterized in that the key control unit consists of keys (113) which are used for menu setting and function selection; the display unit consists of three seven-segment displays and six LED lamps, the 3 seven-segment displays represent the temperature display, the display of the target object distance value and the display of the current or voltage value, the 6 LED lamps are displayed as status lights, and further the display unit is in a display cover.

Intelligent ultrasonic level sensor Claim 1 , characterized in that the current conversion module is equipped with a series of isolation components for interference suppression, antistatic and lightning protection, the isolation components comprising a magnetic core and a choke coil, and the choke coil for suppressing common-mode signals in the circuit is connected to the power supply input and the magnetic Core is provided parallel to the choke coil to eliminate the high-frequency interference signals in the circuit, the power supply unit being connected to the housing (1) and also to the earth in order to discharge excessive charge and interference.

Intelligent ultrasonic level sensor Claim 1 , characterized in that the upper cover (11) is provided with a display cover (112), a button (113) and a plug connector (114), a distance display unit in the display cover (112) for displaying the current target object. Distance value, temperature and current current value or voltage value and condition is built in; wherein the key (113) is further installed in a surface of the upper lid to offer a menu setting for selection for the high and low points, the switching point for the removal of the calibration target object and the function selection; further the connector (114) has a sealing ring (314) which is inserted into the housing (1) through a hole on the side of the upper cover (11); and further the connector (114) is used for connection with external cables and a power supply for the circuit part (2); and also plastic parts for fastening the circuit part (2), which have the behavior of earthquake security, insulation and interference suppression.

Intelligent ultrasonic level sensor Claim 1 , characterized in that the probe head (31) comprises a pressure ring (313), a sealing ring (314), an ultrasonic transducer unit (22) and a transducer spacer (315), a sealing ring (314) and Under the sealing ring (314) there is an ultrasound transducer unit (22) wrapped with a transducer spacer (315), which is attached to the probe head (31) by an interference fit, the transducer spacer (315) also pressing the ultrasound transducer unit ( 22) reduced by the probe head (31) and the sealing ring (314) acts as a seal for the ultrasonic transducer unit (22) and the probe head (31) when press-fit under the pressure ring (313); and also the top of the pressure ring (313) is provided with a round hole in which a grounding cable is laid to improve the interference immunity of the product.

Intelligent ultrasonic level sensor Claim 7 , characterized in that the probe head (31) has a blind hole in the middle of the cylinder and a step is provided at the top, in the middle and at the bottom of the blind hole, the fastening holder (115) being provided on the top of the step, in which The pressure ring (313) lies in the middle of the step, and the ultrasound transducer unit (22) is arranged at the bottom of the step, the pressure ring (313) being used for fastening the ultrasound transducer unit (22).

Intelligent ultrasonic level sensor Claim 1 , characterized in that a total height of the assembly of the housing (1) and the probe head (2) is not more than 82.5 mm.