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一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置制造方法

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一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置制造方法
【專利摘要】一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置,涉及液位的監(jiān)測(cè)與控制。它包括四個(gè)環(huán)形電容傳感器,殼體,兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板,上信號(hào)處理電路板,下信號(hào)處理電路板。四個(gè)環(huán)形電容傳感器分別位于液體貯箱中同一水平面的四個(gè)象限;兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板、上信號(hào)處理電路板、下信號(hào)處理電路板分別固定連接于殼體內(nèi);殼體上有輸入連接器,將環(huán)形電容傳感器與上信號(hào)處理電路板和下信號(hào)處理電路板連接。上信號(hào)處理電路板和下信號(hào)處理電路板分別包括兩路開關(guān)電路,每一路開關(guān)電路根據(jù)電容信號(hào),判斷液面高度,四路開關(guān)電路的繼電器通過(guò)串、并聯(lián)形成總開關(guān),總開關(guān)通過(guò)殼體上的輸出連接器與外部的控制系統(tǒng)連接。本發(fā)明有效提高了液位控制的可靠性、安全性。
【專利說(shuō)明】一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及液位的監(jiān)測(cè)與控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在很多領(lǐng)域,實(shí)時(shí)的液位測(cè)量可準(zhǔn)確反映當(dāng)前狀態(tài)信息。例如,在液體火箭飛行過(guò)程中,貯箱內(nèi)推進(jìn)劑耗盡時(shí)的液位信息是火箭控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù),直接參與控制,為發(fā)動(dòng)機(jī)提供關(guān)機(jī)信號(hào),是決定發(fā)射成敗的關(guān)鍵因素之一。另外,隨著新一代運(yùn)載火箭逐步放棄了有劇毒、危險(xiǎn)的常規(guī)推進(jìn)劑,開始采用無(wú)毒、無(wú)污染推進(jìn)劑,液氫、液氧、煤油等推進(jìn)劑的廣泛使用因此成為大勢(shì)所趨。由于火箭低溫推進(jìn)劑耗盡時(shí)液位測(cè)量具有要求精度高、液位變化快、溫度存在變化、液面晃動(dòng)等特點(diǎn),如何利用特定的傳感技術(shù),在信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路中輸出可準(zhǔn)確反映液體火箭推進(jìn)劑耗盡關(guān)機(jī)時(shí)液位信息,并提供準(zhǔn)確的關(guān)機(jī)信號(hào),在航空、航天及相關(guān)領(lǐng)域具有重要的意義。
[0003]目前,國(guó)內(nèi)用于測(cè)量液體火箭推進(jìn)劑耗盡關(guān)機(jī)液位的傳感器是光電式耗盡關(guān)機(jī)傳感器,它采用光電式原理,通過(guò)棱鏡折射面內(nèi)外介質(zhì)折射率的不同光線路徑以不同的方式來(lái)區(qū)分貯箱內(nèi)的液態(tài)與氣態(tài)。此種方法適用于常規(guī)液體介質(zhì),不可用于低溫介質(zhì)下耗盡關(guān)機(jī)液位測(cè)量。
[0004]由于低溫環(huán)境下液位測(cè)量方法的有限性,國(guó)內(nèi)外航天領(lǐng)域用于低溫燃料特定液位點(diǎn)測(cè)量的主要手段為環(huán)形電容式液位傳感器,環(huán)形電容式液位傳感器以不同的介質(zhì)具有不同的介電常數(shù)為測(cè)量基礎(chǔ),其傳感器敏感電容是由一個(gè)內(nèi)環(huán)和一個(gè)外環(huán)組成的多層環(huán)形電容器,當(dāng)液體流入或流出多層環(huán)形電容器時(shí),引起介電常數(shù)發(fā)生改變,從而引起電容的變化,經(jīng)過(guò)液位信號(hào)變換裝置后,在指定位置發(fā)出信號(hào)。
[0005]然而,對(duì)于參于控制的耗盡關(guān)機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),單一采用環(huán)形電容式液位傳感器及處理電路來(lái)發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào)是不可靠的,傳感器或處理電路任何一個(gè)部分發(fā)生故障,必然會(huì)錯(cuò)誤發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào),最終導(dǎo)致飛行失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置,提高可靠性、安全性,特別適用于實(shí)現(xiàn)煤油等常溫非導(dǎo)電介質(zhì)液體或液氫、液氧等低溫非導(dǎo)電介質(zhì)液位信號(hào)變換的裝置。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置,包括環(huán)形電容傳感器Cl、環(huán)形電容傳感器C2、環(huán)形電容傳感器C3、環(huán)形電容傳感器C4、殼體、兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板、上信號(hào)處理電路板、下信號(hào)處理電路板;
[0008]所述環(huán)形電容傳感器Cl、環(huán)形電容傳感器C2、環(huán)形電容傳感器C3、環(huán)形電容傳感器C4分別位于液體貯箱中同一水平面的四個(gè)象限;所述環(huán)形電容傳感器Cl與環(huán)形電容傳感器C2相對(duì)于第一象限和第二象限的對(duì)稱軸對(duì)稱安裝;所述環(huán)形電容傳感器C3與環(huán)形電容傳感器C4相對(duì)于第三象限和第四象限的對(duì)稱軸對(duì)稱安裝;[0009]所述殼體包括上腔體、下腔體、輸入連接器和輸出連接器;所述兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板分別固定連接于上腔體和下腔體內(nèi);上信號(hào)處理電路板、下信號(hào)處理電路板分別固定連接于上腔體和下腔體內(nèi);所述輸入連接器將環(huán)形電容傳感器與上信號(hào)處理電路板和下信號(hào)處理電路板連接;
[0010]所述兩個(gè)個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板均與外部電源連接,將外部電源進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后分別輸入給上信號(hào)處理電路板和下信號(hào)處理板;
[0011]所述上信號(hào)處理電路板包括第一路開關(guān)電路和第三路開關(guān)電路;下信號(hào)處理電路板包括第二路開關(guān)電路和第四路開關(guān)電路;第一路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器Cl連接,第二路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器C2連接,第三路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器C3連接,第四路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器C4連接;每一路開關(guān)電路的布局都相同,每一路開關(guān)電路根據(jù)對(duì)應(yīng)的環(huán)形電容傳感器的電容信號(hào),判斷液面是否到達(dá)液位高度點(diǎn),并產(chǎn)生繼電器開關(guān)通斷信號(hào);第一路開關(guān)電路的控制輸出端與第三路開關(guān)電路的控制輸出端串聯(lián),形成上開關(guān);第二路開關(guān)電路的控制輸出端與第四路開關(guān)電路的控制輸出端串聯(lián),形成下開關(guān);所述上開關(guān)與下開關(guān)并聯(lián),形成總開關(guān),所述總開關(guān)通過(guò)殼體上的輸出連接器與外部的控制系統(tǒng)連接。
[0012]所述每一路開關(guān)電路包括信號(hào)源發(fā)生電路、電容電壓變換電路、交流放大電路、精密檢波電路、比較器電路、繼電器電路;所述信號(hào)源發(fā)生電路產(chǎn)生正弦波信號(hào),并發(fā)送給電容電壓變換電路;所述電容電壓變換電路的輸入端接收環(huán)形電容傳感器的電容信號(hào),計(jì)算出電容變化量并轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)發(fā)送至交流放大電路;所述交流放大電路將交流電壓信號(hào)放大后發(fā)送至精密檢波電路;所述精密檢波電路將放大后的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào),并輸出至比較電路;所述比較電路將直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)繼電器電路的電平信號(hào);繼電器電路根據(jù)電平信號(hào)產(chǎn)生繼電器開關(guān)通斷信號(hào),通過(guò)輸出連接器發(fā)送給外部的控制系統(tǒng)。
[0013]所述繼電器電路包括第一繼電器和第二繼電器,第一繼電器和第二繼電器的控制開關(guān)并聯(lián),形成控制輸出端,用于產(chǎn)生繼電器開關(guān)通斷信號(hào)。
[0014]所述兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板的布局相同,每個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板包括限流電阻R1、防反接二極管V1、瞬態(tài)電壓抑制器V2、第一濾波器、DC/DC電源模塊G1、第二濾波器;所述限流電阻Rl的輸入端與外部電源的正極連接,限流電阻Rl的輸出端與防反接二極管Vl的輸入端連接,防反接二極管Vl的輸出端與瞬態(tài)電壓抑制器V2的輸入端連接;瞬態(tài)電壓抑制器V2的輸出端與第一濾波器的輸入端連接;第一濾波器的輸出端與DC/DC電源模塊Gl的輸入端連接;DC/DC電源模塊Gl的輸出端與第二濾波器連接。
[0015]所述輸入連接器的數(shù)量為兩個(gè),每個(gè)輸入連接器均將環(huán)形電容傳感器與上信號(hào)處理電路板和下信號(hào)處理電路板連接。
[0016]所述兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板分別固定連接于上腔體和下腔體內(nèi)且在固定連接處有減震器;上信號(hào)處理電路板、下信號(hào)處理電路板分別固定連接于上腔體(5)和下腔體內(nèi)且在固定連接處有減震器。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為:
[0018](I)本發(fā)明采用屏蔽隔離設(shè)計(jì)方式,一、三路信號(hào)變換電路位于一個(gè)腔體中,二、四路信號(hào)變換電路位于另一腔體中,且一、三路共用一塊信號(hào)處理板與電源板,二、四路共用另一塊信號(hào)處理板與電源板,防止四路開關(guān)電路之間互相串?dāng)_;
[0019](2)本發(fā)明設(shè)有瞬態(tài)電壓抑制器,確保電源部分電路受瞬態(tài)電壓沖擊時(shí)電路仍能
正常工作。
[0020](3)本發(fā)明的輸入為相同液位下,四個(gè)安裝于不同象限的環(huán)形電容傳感器,當(dāng)液面晃動(dòng)時(shí),不會(huì)因?yàn)槠渲械哪骋粋€(gè)傳感器感受到液位信息即發(fā)出“關(guān)機(jī)”信號(hào),而造成誤關(guān)機(jī)。至少有不同安裝位置兩個(gè)傳感器同時(shí)感受到液位信息時(shí)才可以發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào),避免了由于液位晃動(dòng)產(chǎn)生的誤發(fā)信號(hào)的可能性。
[0021](4)本發(fā)明連接的四個(gè)傳感器中,若有一路傳感器失效或一路開關(guān)電路失效,均不會(huì)影響“關(guān)機(jī)”信號(hào)的正常發(fā)出。
[0022](5)本發(fā)明有兩塊信號(hào)處理板,僅一組信號(hào)處理板工作正常則可正常發(fā)出“關(guān)機(jī)”信號(hào)。
[0023](6)本發(fā)明有兩塊電源板,僅一塊電源板工作正常即可保證相應(yīng)的信號(hào)處理板工作正常,則可正常發(fā)出“關(guān)機(jī)”信號(hào)。
[0024](7)本發(fā)明有兩個(gè)輸入連接器,僅一個(gè)輸入連接器連接正常即可保證上、下信號(hào)處理電路板工作正常,則可正常發(fā)出“關(guān)機(jī)”信號(hào)。通過(guò)輸入器的冗余設(shè)計(jì),進(jìn)一步提高裝置的可靠性。
[0025](8)本發(fā)明的兩塊信號(hào)處理板及兩塊電源板均分別設(shè)計(jì)、固定,并且固定點(diǎn)均安裝有減震器,以減小振動(dòng)帶來(lái)的影響,因此本發(fā)明抗振能力較強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0027]圖2為本發(fā)明中的環(huán)形電容傳感器安裝示意圖;
[0028]圖3為本發(fā)明中殼體的正視圖;
[0029]圖4為本發(fā)明中殼體的俯視圖;
[0030]圖5為本發(fā)明中電源轉(zhuǎn)換電路板的電路連接圖;
[0031]圖6為本發(fā)明中開關(guān)電路連接圖;
[0032]圖7為本發(fā)明“關(guān)機(jī)”信號(hào)示意圖;
[0033]圖8為本發(fā)明“遙測(cè)”信號(hào)示意圖;
[0034]圖9為本發(fā)明“測(cè)試”信號(hào)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]如圖1所示,本發(fā)明包括環(huán)形電容傳感器Cl、環(huán)形電容傳感器C2、環(huán)形電容傳感器C3、環(huán)形電容傳感器C4、殼體1、兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板2、上信號(hào)處理電路板3、下信號(hào)處理電路板4。
[0036]如圖2所示,四個(gè)環(huán)形電容傳感器C1、C2、C3、C4分別位于液體貯箱中同一水平面的四個(gè)象限;環(huán)形電容傳感器Cl與環(huán)形電容傳感器C2相對(duì)于第二象限和第一象限的對(duì)稱軸對(duì)稱安裝;環(huán)形電容傳感器C3與環(huán)形電容傳感器C4相對(duì)于第三象限和第四象限的對(duì)稱軸對(duì)稱安裝。
[0037]如圖3-4所示,本發(fā)明的殼體I位于液體貯箱外部,殼體I包括上腔體5、下腔體6、輸入連接器7和輸出連接器8 ;兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板2分別通過(guò)螺釘固定連接于上腔體5和下腔體6內(nèi),而且固定連接處安裝有減震器;上信號(hào)處理電路板3、下信號(hào)處理電路板4分別通過(guò)螺釘固定連接于上腔體5和下腔體6內(nèi),而且固定連接處安裝有減震器。減震器用于減小外部振動(dòng)帶來(lái)的影響,因此本發(fā)明抗振能力較強(qiáng)。輸入連接器7用于將環(huán)形電容傳感器與上信號(hào)處理電路板3和下信號(hào)處理電路板4連接。輸入連接器7的數(shù)量為兩個(gè),每個(gè)輸入連接器7的連接相同,均將環(huán)形電容傳感器與上信號(hào)處理電路板3與下信號(hào)處理電路板4連接。
[0038]如圖1所示,每個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板2與外部電源連接,并將外部電源進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后輸入給上信號(hào)處理電路板3和下信號(hào)處理板。本實(shí)施例中的電壓轉(zhuǎn)換是將28V的外部電壓轉(zhuǎn)換為15V的電壓;上信號(hào)處理電路板3包括第一路開關(guān)電路和第三路開關(guān)電路;下信號(hào)處理電路板4包括第二路開關(guān)電路和第四路開關(guān)電路;第一路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器Cl連接,第二路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器C2連接,第三路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器C3連接,第四路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器C4連接。在本發(fā)明內(nèi)設(shè)計(jì)液體貯箱內(nèi)同一高度平面不同象限安裝的四個(gè)環(huán)形電容傳感器,并使之與信號(hào)處理電路匹配使用,可實(shí)現(xiàn)四路傳感器的信號(hào)處理,并通過(guò)冗余設(shè)計(jì)發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào)。
[0039]如圖5所示,兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板2的布局相同,每個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板2包括限流電阻R1、防反接二極管V1、瞬態(tài)電壓抑制器V2、第一濾波器、DC/DC電源模塊G1、第二濾波器;限流電阻Rl輸入端與外部電源正極連接,限流電阻Rl的輸出端與防反接二極管Vl連接,防反接二極管Vl與瞬態(tài)電壓抑制器V2的輸入端連接;瞬態(tài)電壓抑制器V2的輸出端與第一濾波器的輸入端連接;第一濾波器的輸出端與DC/DC電源模塊Gl的輸入端連接;DC/DC電源模塊Gl的輸出端與第二濾波器連接。電源轉(zhuǎn)換電路將外部電源輸入的28V供電電壓通過(guò)DC/DC電源模塊轉(zhuǎn)化為信號(hào)處理電路所需的±15V供電電壓。電源轉(zhuǎn)換電路中的限流電阻Rl可保護(hù)外部電源,使之不會(huì)由于后續(xù)電路短路而造成外部電源損壞;防反接二極管Vl可避免由外部電源反接而引起后續(xù)電路的損壞;瞬態(tài)電壓抑制器V2確保電源部分電路受瞬態(tài)電壓沖擊時(shí)電路仍能正常工作。
[0040]如圖6所示,每一路開關(guān)電路的布局都相同,每一路開關(guān)電路根據(jù)對(duì)應(yīng)的環(huán)形電容傳感器的電容信號(hào),判斷液面是否到達(dá)液位高度點(diǎn),并產(chǎn)生繼電器開關(guān)通斷信號(hào)。具體來(lái)說(shuō),每一路開關(guān)電路包括信號(hào)源發(fā)生電路、電容電壓變換電路、交流放大電路、精密檢波電路、比較器電路、繼電器電路。
[0041]信號(hào)源發(fā)生電路,利用文氏橋正弦振蕩原理,產(chǎn)生一定幅值和頻率的正弦波信號(hào),并將該信號(hào)發(fā)送給電容電壓變換電路。
[0042]電容電壓變換電路,采用變壓器電橋電容電壓變換原理,其輸入端接收環(huán)形電容傳感器的電容信號(hào),計(jì)算出電容變化量并轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)發(fā)送至交流放大電路。
[0043]交流放大電路,接收電容電壓變換電路輸出的交流電壓信號(hào),該信號(hào)是比較微弱的,交流放大電路對(duì)該信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)同向放大,并將交流電壓信號(hào)中存在的直流信號(hào)進(jìn)行隔離,輸出與輸入的微弱交流電壓信號(hào)成比例的交流電壓信號(hào)至精密檢波電路。
[0044]精密檢波電路,對(duì)交流放大信號(hào)進(jìn)行正檢波,檢出的信號(hào),經(jīng)過(guò)低通濾波后,形成直流電壓信號(hào),并輸出至比較電路。
[0045]比較電路,接收精密檢波電路輸出的直流電壓信號(hào),同時(shí)接收基準(zhǔn)穩(wěn)壓源輸出的2.5V基準(zhǔn)電壓。比較電路有兩路,每一路比較電路中均有比較器,根據(jù)直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)繼電器電路的電平信號(hào)。具體來(lái)說(shuō),當(dāng)直流電壓信號(hào)小于2.5V基準(zhǔn)電壓時(shí),比較器輸出高電平信號(hào),驅(qū)動(dòng)繼電器電路發(fā)出開關(guān)閉合信號(hào);當(dāng)直流電壓信號(hào)大于2.5V基準(zhǔn)電壓時(shí),比較器輸出低電平信號(hào),驅(qū)動(dòng)繼電器電路發(fā)出開關(guān)斷開信號(hào)。
[0046]繼電器電路,根據(jù)電平信號(hào)產(chǎn)生繼電器開關(guān)通斷信號(hào),通過(guò)輸出連接器8發(fā)送給外部的控制系統(tǒng)。繼電器電路有兩路,每一路均包括一個(gè)繼電器,每個(gè)繼電器均具有兩組觸點(diǎn),兩組觸點(diǎn)分別發(fā)出開關(guān)信號(hào)a和開關(guān)信號(hào)b,進(jìn)一步地,上述的四路開關(guān)電路就具有八個(gè)繼電器,共十六組觸點(diǎn)。上述八個(gè)繼電器的十六組觸點(diǎn)進(jìn)行并、串聯(lián)組合,形成“關(guān)機(jī)”、“遙測(cè)”、“測(cè)試”三種信號(hào)。其中,“關(guān)機(jī)”信號(hào)即是本發(fā)明最重要的總開關(guān)控制信號(hào)?!瓣P(guān)機(jī)”信號(hào)可以用于為上級(jí)系統(tǒng)提供最終的關(guān)機(jī)信號(hào),“遙測(cè)”信號(hào)、“測(cè)試”信號(hào)可以用來(lái)測(cè)試環(huán)形電容傳感器與耗盡關(guān)機(jī)液位變換裝置的工作狀態(tài)。
[0047]“關(guān)機(jī)”信號(hào)的形成過(guò)程如下,第一路開關(guān)電路的控制輸出端,與第三路開關(guān)電路的控制輸出端串聯(lián),形成上開關(guān);第二路開關(guān)電路的控制輸出端與第四路開關(guān)電路的控制輸出端串聯(lián),形成下開關(guān);所述上開關(guān)與下開關(guān)并聯(lián),形成總開關(guān),所述總開關(guān)通過(guò)輸出連接器8與外部的控制系統(tǒng)連接,輸出總開關(guān)控制信號(hào)。
[0048]如圖7所示,“關(guān)機(jī)”信號(hào)的具體形成如下:將第一路開關(guān)電路中的繼電器電路的第一個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)a,即Kiw與該電路中的第二個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)a,即K12_i并聯(lián),形成第一路開關(guān)電路的控制輸出端,將第二路開關(guān)電路中的第一個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)a,即K21^1與該路中第二個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)a,即K22_i并聯(lián),形成第二路開關(guān)電路的控制輸出端,以此類推,將第三路開關(guān)電路中的第一個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)a,即K3w與該路中的繼電器的開關(guān)信號(hào)a,即Ki1并聯(lián),形成第三路開關(guān)電路的控制輸出端,將第四路開關(guān)電路中的第一個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)a,即Ku與第二個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)a,即Ku并聯(lián),形成第四路開關(guān)電路的控制輸出端;之后,第一路開關(guān)電路的控制輸出端,與第三路開關(guān)電路的控制輸出端串聯(lián),形成控制上開關(guān);第二路開關(guān)電路的控制輸出端與第四路開關(guān)電路的控制輸出端串聯(lián),形成控制下開關(guān);所述控制上開關(guān)與控制下開關(guān)并聯(lián),形成控制總開關(guān),通過(guò)輸出連接器8發(fā)送給外部的控制系統(tǒng)。
[0049]如圖8所示,“遙測(cè)”信號(hào)是依照如下方法產(chǎn)生:首先,將第一路開關(guān)電路中的第一個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)b,即Kn_2與第三路開關(guān)電路中第一個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)b,即K31_2串聯(lián),形成遙測(cè)上開關(guān),然后,將第二路開關(guān)電路中的第一個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)b,即K21_2與第四路開關(guān)電路中第一個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)比即1(41_2串聯(lián),形成遙測(cè)下開關(guān);最后,所述遙測(cè)上開關(guān)與遙測(cè)下開關(guān)并聯(lián),形成遙測(cè)總開關(guān),形成最終的“遙測(cè)”信號(hào)。
[0050]如圖9所示,“測(cè)試”信號(hào)是依照如下方法產(chǎn)生:首先,將第一路開關(guān)電路中的第二個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)b,即K12_2與第三路開關(guān)電路中第二個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)b,即K32_2串聯(lián),形成測(cè)試上開關(guān),然后,將第二路開關(guān)電路中的第二個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)b,即K22_2與第四路開關(guān)電路中第二個(gè)繼電器的開關(guān)信號(hào)比即1(42_2串聯(lián),形成測(cè)試下開關(guān);最后,所述測(cè)試上開關(guān)與測(cè)試下開關(guān)串聯(lián),形成測(cè)試總開關(guān),形成最終的“測(cè)試”信號(hào)。
[0051]本發(fā)明說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置,其特征在于:包括環(huán)形電容傳感器Cl、環(huán)形電容傳感器C2、環(huán)形電容傳感器C3、環(huán)形電容傳感器C4、殼體(1)、兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板(2)、上信號(hào)處理電路板(3)、下信號(hào)處理電路板(4); 所述環(huán)形電容傳感器Cl、環(huán)形電容傳感器C2、環(huán)形電容傳感器C3、環(huán)形電容傳感器C4分別位于液體貯箱中同一水平面的四個(gè)象限;所述環(huán)形電容傳感器Cl與環(huán)形電容傳感器C2相對(duì)于第一象限和第二象限的對(duì)稱軸對(duì)稱安裝;所述環(huán)形電容傳感器C3與環(huán)形電容傳感器C4相對(duì)于第三象限和第四象限的對(duì)稱軸對(duì)稱安裝; 所述殼體(1)包括上腔體(5 )、下腔體(6 )、輸入連接器(7 )和輸出連接器(8 );所述兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板(2)分別固定連接于上腔體(5)和下腔體(6)內(nèi);上信號(hào)處理電路板(3)、下信號(hào)處理電路板(4)分別固定連接于上腔體(5)和下腔體(6)內(nèi);所述輸入連接器(7)將環(huán)形電容傳感器與上信號(hào)處理電路板(3)和下信號(hào)處理電路板(4)連接; 所述兩個(gè)個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板(2)均與外部電源連接,將外部電源進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換后分別輸入給上信號(hào)處理電路板(3)和下信號(hào)處理板; 所述上信號(hào)處理電路板(3)包括第一路開關(guān)電路和第三路開關(guān)電路;下信號(hào)處理電路板(4)包括第二路開關(guān)電路和第四路開關(guān)電路;第一路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器Cl連接,第二路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器C2連接,第三路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器C3連接,第四路開關(guān)電路的輸入端與環(huán)形電容傳感器C4連接;每一路開關(guān)電路的布局都相同,每一路開關(guān)電路根據(jù)對(duì)應(yīng)的環(huán)形電容傳感器的電容信號(hào),判斷液面是否到達(dá)液位高度點(diǎn),并產(chǎn)生繼電器開關(guān)通斷信號(hào);第一路開關(guān)電路的控制輸出端與第三路開關(guān)電路的控制輸出端串聯(lián),形成上開關(guān);第二路開關(guān)電路的控制輸出端與第四路開關(guān)電路的控制輸出端串聯(lián),形 成下開關(guān);所述上開關(guān)與下開關(guān)并聯(lián),形成總開關(guān),所述總開關(guān)通過(guò)殼體(1)上的輸出連接器(8)與外部的控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置,其特征在于:所述每一路開關(guān)電路包括信號(hào)源發(fā)生電路、電容電壓變換電路、交流放大電路、精密檢波電路、比較器電路、繼電器電路;所述信號(hào)源發(fā)生電路產(chǎn)生正弦波信號(hào),并發(fā)送給電容電壓變換電路;所述電容電壓變換電路的輸入端接收環(huán)形電容傳感器的電容信號(hào),計(jì)算出電容變化量并轉(zhuǎn)換為交流電壓信號(hào)發(fā)送至交流放大電路;所述交流放大電路將交流電壓信號(hào)放大后發(fā)送至精密檢波電路;所述精密檢波電路將放大后的交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào),并輸出至比較電路;所述比較電路將直流電壓信號(hào)與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)繼電器電路的電平信號(hào);繼電器電路根據(jù)電平信號(hào)產(chǎn)生繼電器開關(guān)通斷信號(hào),通過(guò)輸出連接器(8)發(fā)送給外部的控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置,其特征在于:所述繼電器電路包括第一繼電器和第二繼電器,第一繼電器和第二繼電器的控制開關(guān)并聯(lián),形成控制輸出端,用于產(chǎn)生繼電器開關(guān)通斷信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置,其特征在于:所述兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板(2)的布局相同,每個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板(2)包括限流電阻R1、防反接二極管V1、瞬態(tài)電壓抑制器V2、第一濾波器、DC/DC電源模塊G1、第二濾波器;所述限流電阻Rl的輸入端與外部電源的正極連接,限流電阻Rl的輸出端與防反接二極管Vl的輸入端連接,防反接二極管Vl的輸出端與瞬態(tài)電壓抑制器V2的輸入端連接;瞬態(tài)電壓抑制器V2的輸出端與第一濾波器的輸入端連接;第一濾波器的輸出端與DC/DC電源模塊Gl的輸入端連接;DC/DC電源模塊Gl的輸出端與第二濾波器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置,其特征在于:所述輸入連接器(7 )的數(shù)量為兩個(gè),每個(gè)輸入連接器(7 )均將環(huán)形電容傳感器與上信號(hào)處理電路板(3 )和下信號(hào)處理電路板(4)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耗盡關(guān)機(jī)液位信號(hào)變換裝置,其特征在于:所述兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換電路板(2)分別固定連接于上腔體(5)和下腔體(6)內(nèi)且在固定連接處有減震器;上信號(hào)處理電路板(3)、下信號(hào)處理電路板(4)分別固定連接于上腔體(5)和下腔體(6)內(nèi)且在固定連 接處有減震器。
【文檔編號(hào)】G01F23/26GK103791982SQ201410027589
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】王莉莉, 馮紅亮, 扈曉斌, 楊志紅, 何干輝, 鄭幫林, 陳青松 申請(qǐng)人:北京遙測(cè)技術(shù)研究所, 航天長(zhǎng)征火箭技術(shù)有限公司
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