專利名稱：數(shù)字化投入式液位變送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
數(shù)字化投入式液位變送器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種液位高度測(cè)試裝置，尤其是涉及一種液位變送器。
背景技術(shù)：
[0002]投入式液位變送器是一種將探頭直接投入液體中，通過(guò)測(cè)量探頭所在位置的液體 壓力來(lái)測(cè)量液位的方式。該壓力與液位的關(guān)系為h = kXP ；h為液位，k為系數(shù)(取決于 液體的密度)，P為液體的壓力。[0003]目前現(xiàn)有的投入式液位變送器采用壓力傳感元件感應(yīng)液體的壓力，并將其轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)，該電信號(hào)被模擬電路處理后，輸出與液位變化相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，該電信號(hào)通過(guò)特種 電纜送出液面至采集單元進(jìn)行顯示、記錄、處理和儲(chǔ)存。[0004]現(xiàn)有技術(shù)存在四個(gè)問(wèn)題，第一、壓力傳感元件與模擬電路一旦封裝，由于密封原 因，無(wú)法從外部調(diào)整零點(diǎn)和滿度以及后期校準(zhǔn)。第二、為了平衡大氣壓的變化，投入式液位 變送器的背壓腔需要與大氣接通，但在大氣溫度變化時(shí)形成的冷凝水會(huì)進(jìn)入內(nèi)部損壞電路 和傳感元件。第三、模擬電路無(wú)法實(shí)現(xiàn)液體密度的自由轉(zhuǎn)換和在線設(shè)置。第四、壓力傳感元 件、探頭外殼采用密封圈密封，可靠性差。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可靠性、穩(wěn)定性和抗干擾能力更強(qiáng)的 數(shù)字化投入式液位變送器。[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的[0007]數(shù)字化投入式液位變送器，包括壓力傳感模塊；還包括信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊、 MCU控制與處理模塊、電流輸出模塊、通信模塊、顯示與按鍵操作模塊；所述的壓力傳感模 塊為全焊接結(jié)構(gòu)；所述的壓力傳感模塊連接所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊，所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn) 換模塊與MCU控制與處理模塊連接，所述MCU控制與處理模塊分別與電流輸出模塊、通信模 塊、顯示與按鍵操作模塊相連接。[0008]所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊包括運(yùn)算放大器和可編程放大器。[0009]所述的顯示與按鍵操作模塊包括顯示屏和按鍵，所述的顯示屏優(yōu)選為L(zhǎng)CD顯示屏。[0010]壓力傳感模塊感應(yīng)液體的液位值，并將液位值輸出為電壓信號(hào)；信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換 模塊對(duì)壓力傳感模塊輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大濾波后再進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后輸出到MCU控 制與處理模塊;MCU控制與處理模塊將表示液位數(shù)值的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，輸出到顯示與 按鍵操作模塊進(jìn)行顯示，同時(shí)處理成電流經(jīng)電流輸出模塊輸出；所述顯示與按鍵操作模塊 把液位值在現(xiàn)場(chǎng)顯示出來(lái)，同時(shí)結(jié)合就地按鍵進(jìn)入各菜單進(jìn)行各種設(shè)置與組態(tài)；所述通信 模塊用于變送器與電腦及手操器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；所述電流輸出模塊將液位值轉(zhuǎn)換成標(biāo) 準(zhǔn)的工業(yè)4_20mA模擬遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果壓力傳感模塊采用全焊接結(jié)構(gòu)，可有效防止液體滲入壓力傳感器，提高了產(chǎn)品的密封可靠性；信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)的數(shù)字化，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和抗干擾性；而通過(guò)顯示與按鍵操作模塊可直接顯示液位值并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)修改；通過(guò)通信模塊可以與上位機(jī)通信等。

圖1為數(shù)字化投入式液位變送器的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為數(shù)字化投入式液位變送器的主體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為數(shù)字化投入式液位變送器的表頭組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2和圖3中各部分所對(duì)應(yīng)的名稱為7、探頭；8、雙層防油電纜；9、連接法蘭座；10、表頭組件；11、接線座；12、顯示與按鍵模塊；13、主線路板。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，為數(shù)字化投入式液位變送器的原理結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)包括壓力傳感模塊1、信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊2、MCU控制與處理模塊3、顯示與按鍵操作模塊4、通信模塊5和電流輸出模塊6。所述的壓力傳感模塊I連接所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊2，所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊2與MCU控制與處理模塊3連接的，所述MCU控制與處理模塊3分別與顯示與按鍵操作模塊4、通信模塊5、電流輸出模塊6相連接。所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊2包括運(yùn)算放大器和可編程放大器。壓力傳感模塊I感應(yīng)液體的液位值，并將液位值輸出電壓信號(hào)；所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊2中運(yùn)算放大器將壓力傳感模塊I輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大與濾波處理后，輸入可編程放大器，所述可編程放大器根據(jù)信號(hào)大小選擇放大后再次濾波，輸出至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換芯片將信號(hào)數(shù)字化之后，輸出到MCU控制與處理模塊3，MCU控制與處理模塊3再將表示液位數(shù)值的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，輸出到顯示與按鍵操作模塊4進(jìn)行顯示，同時(shí)處理成電流經(jīng)電流輸出模塊6輸出，在本實(shí)例中是處理成4-20mA的電流。顯示與按鍵操作模塊4的顯示屏優(yōu)選為IXD顯示屏，當(dāng)然也可以是其他的顯示裝置；按鍵用于設(shè)置參數(shù)，將參數(shù)信息輸入MCU控制與處理模塊3進(jìn)行處理。按鍵設(shè)置的參數(shù)包括但不限定于壓力標(biāo)定參數(shù)信息，信號(hào)處理方式參數(shù)信息，顯示輸出組態(tài)參數(shù)信息，量程遷移與修正參數(shù)信息；按鍵設(shè)置不僅方便生產(chǎn)檢驗(yàn)，而且方便用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)組態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)校和維護(hù)。通信模塊5用于將MCU控制與處理模塊3輸出的數(shù)字信號(hào)與外部的上位機(jī)信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，以達(dá)到上位機(jī)與變送器之間的相互通信，便于用計(jì)算機(jī)軟件操作變送器，實(shí)現(xiàn)變送器本機(jī)通信，參數(shù)設(shè)置，功能組態(tài)等功能。如圖2及圖3所示，本數(shù)字化投入式液位變送器包括探頭7、雙層防油電纜8、連接法蘭座9和表頭組件10、接線座11、顯示與按鍵模塊12和主線路板13。所述的探頭7通過(guò)雙層防油電纜8經(jīng)連接法蘭座9與表頭組件10及設(shè)置在表頭組件10內(nèi)的主線路板13相連接，表頭組件10內(nèi)的主線路板13與接線座11、顯示與按鍵模塊12分別連接。全焊接結(jié)構(gòu)的壓力傳感模塊I固定探頭7內(nèi)；主線路板13上包括信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊2、MCU控制與處理模塊3、通信模塊5及電流輸出模塊6 ;所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊2 包括運(yùn)算放大器和可編程放大器。[0025]壓力傳感模塊I感應(yīng)液體的液位值，并將液位值輸出為電壓信號(hào)，通過(guò)雙層防油 電纜8連接至主線板板13中的信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊2中的將壓力傳感模塊I輸出的電壓 信號(hào)進(jìn)行放大與濾波處理后，輸入可編程放大器，所述可編程放大器根據(jù)信號(hào)大小選擇放 大后再次濾波，輸出至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，轉(zhuǎn)換芯片將信號(hào)數(shù)字化之后，輸出到MCU控制與 處理模塊3，MCU控制與處理模塊3再將表示液位數(shù)值的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，輸出到顯示與 按鍵模塊12進(jìn)顯示當(dāng)前液位值，并通過(guò)按鍵進(jìn)行設(shè)置參數(shù)，按鍵設(shè)置的參數(shù)包括但不限定 于壓力標(biāo)定參數(shù)信息、信號(hào)處理方式參數(shù)信息、顯示輸出組態(tài)參數(shù)信息、量程遷移與修正 參數(shù)信息等；且可通過(guò)通信模塊5與上位機(jī)進(jìn)行通信；同時(shí)處理成電流經(jīng)接線座11輸出， 在本實(shí)例中是處理成4-20mA的電流。[0026]本實(shí)用新型的壓力傳感模塊I采用全焊接結(jié)構(gòu)，可有效防止液體滲入壓力傳感 器，提高了產(chǎn)品的密封可靠性；信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊2實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)的數(shù)字化，提高了產(chǎn) 品的穩(wěn)定性和抗干擾性；而通過(guò)顯示與按鍵模塊12可直接顯示液位值并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)修 改；通過(guò)通信模塊5可以與上位機(jī)通信等。[0027]根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí) 施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本?shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施 方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外， 盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本實(shí)用新 型構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求1.數(shù)字化投入式液位變送器，包括壓力傳感模塊(I);其特征在于，還包括信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊(2)、MCU控制與處理模塊(3)、顯示與按鍵操作模塊(4)、通信模塊(5)、電流輸出模塊出)；所述的壓力傳感模塊(I)為全焊接結(jié)構(gòu)；所述的壓力傳感模塊(I)連接所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊(2)，所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊(2)與MCU控制與處理模塊(3)連接，所述MCU控制與處理模塊(3)分別與顯示與按鍵操作模塊(4)、通信模塊(5)、電流輸出模塊(6)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化投入式液位變送器，其特征在于所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊(2)包括運(yùn)算放大器和可編程放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化投入式液位變送器，其特征在于所述的顯示與按鍵操作模塊(4)包括顯示屏和按鍵，所述的顯示屏優(yōu)選為L(zhǎng)CD顯示屏。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種數(shù)字化投入式液位變送器，包括壓力傳感模塊；還包括信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊、MCU控制與處理模塊、電流輸出模塊、通信模塊、顯示與按鍵操作模塊；所述的壓力傳感模塊為全焊接結(jié)構(gòu)；所述的壓力傳感模塊連接信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊，所述信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊與MCU控制與處理模塊連接，所述MCU控制與處理模塊分別與電流輸出模塊、通信模塊、顯示與按鍵操作模塊相連接。其有益效果在于壓力傳感模塊采用全焊接結(jié)構(gòu)，可有效防止液體滲入壓力傳感器，提高了產(chǎn)品的密封性；信號(hào)放大與轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)了模擬信號(hào)的數(shù)字化，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和抗干擾性；顯示與按鍵操作模塊可直接顯示液位值并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)修改；通訊模塊可實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)通訊等。
文檔編號(hào)G01F23/18GK202853691SQ20122036044
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者張秀根, 馬娟 申請(qǐng)人:深圳江元科技股份有限公司