一種實(shí)用新型超聲波物位變送器介紹

　　今天為大家介紹一項國家發(fā)明授權專(zhuān)利——一種超聲波物位變送器。該專(zhuān)利由大連儀源科技有限公司申請，并于2017年3月8日獲得授權公告。

　　內容說(shuō)明

　　本實(shí)用新型涉及一種超聲波物位變送器，屬于物位測量技術(shù)領(lǐng)域。

　　發(fā)明背景

　　超聲波物位計是利用聲波反射原理測量容器內的物料高度的儀表，能夠測量并顯示物位值(液位或料位)、輸出信號遠傳到主控室上位機。超聲波物位計由電子單元和壓電換能器及外面的殼體構成，分為一體式和分體式兩類(lèi)，封裝有外殼的壓電換能器又稱(chēng)為超聲波傳感器。當電子單元與壓電換能器形成一體式結構時(shí)稱(chēng)為一體式超聲波物位計，電子單元處于殼體內部，殼體下部組合有壓電換能器;當電子單元與壓電換能器各自形成獨立的結構時(shí)稱(chēng)為分體式超聲波物位計，二者之間通過(guò)外部的電纜相連接。

　　現有的超聲波物位計，無(wú)論是一體式還是分體式結構，其安裝使用時(shí)均需要通過(guò)其提供的按鍵及顯示器來(lái)設置一些安裝參數，以使物位計能夠正常工作。超聲波物位計首先測量的是到物體表面的距離，而物位值(液位或料位)是由安裝高度(從壓電換能器表面到容器底部的距離)減去測距值得到的，因此安裝高度必須設定到物位計中，同時(shí)遠傳的電流信號滿(mǎn)度、零點(diǎn)等其他參數也需設定。超聲波物位計必須提供按鍵及顯示器部分，供用戶(hù)設置必須的參數。使得具備以上裝置的超聲波物位計結構較復雜，體積較大，制造成本也相對較大。

　　發(fā)明內容

　　本實(shí)用新型提出了對上述超聲波物位計不足的解決方案，即設計一種超聲波物位變送器，將電子單元中的按鍵及顯示器部分去掉，從而壓縮整個(gè)電子單元的體積，并將電子單元與壓電換能器集成到一個(gè)更小的殼體上，形成一個(gè)兩線(xiàn)制的一體式物位變送器，其通過(guò)2芯電纜向外遠傳DC4～20mA電流信號，并在同一回路上由外部供電，回路中4mA以下部分供變送器內部電路工作，4mA以上部分作為遠處信號輸出。

　　電子單元內設計有小巧的藍牙模塊，用于收發(fā)藍牙電磁信號，用戶(hù)可以通過(guò)具備藍牙通信的手持設備如手機來(lái)設置物位變送器所需要的安裝參數，并可在距離變送器一定的范圍內讀取變送器的測量數據及內部參數，無(wú)需直接靠近變送器，方便調試設備。藍牙模塊采用主動(dòng)休眠方式，每隔一定周期喚醒一次，這樣可以有效降低變送器功耗。電壓轉換電路將外部供電轉換為電子單元內各電路所需的工作電壓，單片機系統控制壓電換能器驅動(dòng)電路周期性工作，回波信號接收電路接收壓電換能器回波信號并觸發(fā)單片機系統進(jìn)行數據處理，單片機系統采集溫度傳感器信號并控制DC4～20mA電流輸出電路的信號輸出，單片機控制藍牙通信模塊與外界通信。

　　因此，本變送器為一體式結構，供電與電流信號輸出為同一回路的兩線(xiàn)制形式，由電子單元和壓電換能器密封在單一殼體內構成，電子單元包含有電壓轉換、單片機系統、壓電換能器驅動(dòng)、回波信號接收、藍牙通信和DC4～20mA電流輸出電路，壓電換能器為收發(fā)合一的單換能器。

　　由于聲速受溫度影響，為提高測量準確度，殼體內應封裝有溫度傳感器。從殼體內向外引出有2芯電纜，用于與外界進(jìn)行信號傳輸，并向變送器內供電。由于電子單元去掉了按鍵及顯示器，進(jìn)而去掉了原來(lái)用于安放電子單元的外殼，這樣進(jìn)一步降低了成本，降低了產(chǎn)品價(jià)格，節約了用戶(hù)成本。由于提供了藍牙通信，使得參數的設定更加方便靈活。