微型智能音叉式物位计的制作方法

本发明涉及仪器仪表行业中介质监控仪表领域，尤其涉及一种微型智能音叉式物位计。

背景技术：

在物位仪表技术领域中，音叉式物位计主要应用在物料料仓的料位及液位控制或上、下限位报警。音叉式物位开关是利用物料对音叉振动的阻尼作用及压电效应的原理进行设计的，其传感部分由音叉构成，以固定的振动频率和振幅振动，当音叉受到物料阻尼作用时，音叉停止振动，由检测电路检测出这一变化，传送给驱动电路，发出开关信号，来达到控制物位的目的。

传统的音叉式物位计大多是采用模拟电路来判断叉体是否停振，并输出相应的开关信号，这样就会产生误报警的问题，而且输出方式单一、成本高、外形笨重、工艺复杂，安装维护不方便。

CN201514255U提供了一种强振智能型音叉式物位计，包括探测片振动器和壳体，其中壳体内设置有信号处理电路、MCU控制单元以及输出电路。探测片振动器的输出端连接至信号处理电路的输入端，信号处理电路的输出端连接至MCU控制单元的输入端，MCU控制单元输出信号给输出电路。本发明提供的强振智能型音叉式物位计采用智能控制电路，通过MCU控制单元的学习功能和设定功能，可以使本发明的物位计适用于任何介质，且可以设定4级不同的灵敏度，使得物位计适用于液位波动较大的场合，有效的避免开关误动作。该物位计开关叉体较长，不仅无法应用在一些小管径场合，而且也无法满足医疗卫生行业的安装和性能等要求。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明目的在于提供一种微型智能音叉式物位计，灵敏度高，输出方式多样，可以满足医疗卫生行业使用的微型化智能型音叉式物位计。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的微型智能音叉式物位计，包括壳体、振动器、电路部分，所述振动器包括叉体、晶体组件、连接体，所述晶体组件的输出端与所述电路部分连接，所述电路部分设置在所述壳体内，所述叉体与所述连接体连接，所述晶体组件位于所述叉体的内部，所述叉体为一体成型结构。

优选的，所述叉体上部为圆柱体，中部开叉形成两相同的支叉，两支叉均为杆状或圆柱状，所述叉体的总高度不大于50mm。该叉体为卫生级不锈钢，迷你型结构设计，可实用于食品级行业。

优选地，所述支叉的端部设有多边形片状或水滴形渐进片状结构。

优选地，所述壳体呈圆柱体，所述壳体包含上盖、下盖，所述壳体呈圆柱体，所述壳体包含上盖、下盖，所述下盖设有2个卡槽，上部卡槽设有密封圈，下部卡槽设有密封垫，所述上盖与下盖通过过盈配合密封，所述下盖与所述连接体通过过盈配合固定，所述上盖设有用于显示电源和输出状态的显示罩、用于进行学习和参数设定的按键和接插件，所述接插件设置在上盖的侧面，用于连接外部电缆。

优选地，所述电路部分包括信号处理电路、MCU控制单元、输出电路、显示电路、工作参数设置电路、驱动电路以及电源，所述信号处理电路与所述MCU控制单元、振动器、电源连接，所述MCU控制单元与所述显示电路、工作参数设置电路、输出电路连接，所述振动器还与所述驱动电路连接。

优选的，所述工作参数设置电路包括一用于实现MCU控制单元的学习功能和设定输出方式的按键，所述输出电路的输出方式为NPN、PNP或继电器输出。MCU控制单元的学习功能，可以实现粉末、固体颗粒、液体等多种介质测量，MCU控制单元的设定输出方式功能，可以设定NPN、PNP、继电器多种输出方式，以满足不同的控制方式。

优选的，所述晶体组件由至少一个陶瓷和至少一个晶振组成。

优选的，所述连接体的上端设有一个圆柱台阶面，所述圆柱台阶面下部设置有密封圈，该密封圈在连接体和壳体过盈配合作用下固定，连接体的中部为圆柱面一，圆柱面一的两侧设有两个对应的扳手卡槽，连接体的下部设有一段螺纹。

优选的，所述连接体上端设有一个圆柱台阶面，所述圆柱台阶面下部设置有密封圈，该密封圈在连接体和壳体过盈配合作用下固定，所述密封圈的下方设有一段圆柱面二，所述圆柱面二的下方设有一段圆柱面一，所述圆柱面一的直径大于所述圆柱面二的直径，圆柱面一的两侧设有两个对应的扳手卡槽，连接体的下部设有一段螺纹，所述螺纹与一适配器连接，所述螺纹的上端设有卡槽，螺丝的下端设有台阶，所述卡槽和台阶上分别设有密封垫一和密封垫二。中间设置一段凹陷圆柱面可以增加连接体的散热功能，实用于安装适配器，可以达到食品卫生级等级。

优选的，所述适配器为焊接适配器或卡盘适配器，适配器至少包含焊接适配器和卡盘适配器两种方式的适配器。

如上所述，本发明提供的微型智能音叉式物位计，具有以下有益效果：该叉体采用一体成型设计，结构小巧，可靠性高，可以测量粉末、固体颗粒、液体等多种介质，灵敏度高，具有多种输出方式，采用过盈配合不灌封结构，防护等级可达IP68和IP69K，工艺简单、安装维护方便，配合适配器还可以满足医疗卫生等特殊行业使用。

附图说明

图1为微型化智能型音叉式物位计的原理框图。

图2为微型化智能型音叉式物位计的一种具体实施例的结构示意图。

图3为微型化智能型音叉式物位计的另一种具体实施例的结构示意图。

其中：1.壳体；11.上盖；12.下盖；13.接插件；14.显示罩；15.按键；2.电路部分；3.振动器；31.叉体；32.晶体组件；33.连接体；34.适配器；35.密封垫一；36.密封垫二；110.信号处理电路；111.MCU控制单元；112.输出电路；113.工作参数设置电路；114.显示电路；115.电源；117.驱动电路；3301.圆柱台阶面；3302.圆柱面一；3303扳手卡槽；3304.螺纹；3305.圆柱面二。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

具体实施例一：

如图1、图2所示，一种微型智能音叉式物位计，包括壳体1、振动器3、电路部分2，所述振动器3包括叉体31、晶体组件32、连接体33，所述晶体组件32的输出端与所述电路部分2连接，所述电路部分2设置在所述壳体1内，所述叉体31与所述连接体33连接，所述晶体组件32位于所述叉体31的内部，所述叉体31为一体成型结构。叉体31为一次铸造成型，不用焊接，减少了焊接对振动的影响。所述晶体组件32由至少一个陶瓷和至少一个晶振组成。

所述叉体31上部为圆柱体，中部开叉形成两相同的支叉，两支叉均为杆状，所述支叉的端部设有多边形片状，所述叉体的总高度不大于50mm。该叉体31为卫生级不锈钢，迷你型结构设计，可实用于食品级行业。

所述壳体1呈圆柱体，所述壳体包含上盖11、下盖12，所述下盖设有2个卡槽，上部卡槽设有密封圈，下部卡槽设有密封垫，上盖与下盖通过过盈配合密封，所述下盖12与所述连接体33通过过盈配合固定，所述上盖11设有用于显示电源和输出状态的显示罩、用于进行学习和参数设定的按键和接插件，所述接插件设置在上盖的侧面，用于连接外部电缆。

所述电路部分2包括信号处理电路110、MCU控制单元111、输出电路112、显示电路114、工作参数设置电路111、驱动电路117以及电源，所述信号处理电路110与所述MCU控制单元111、振动器3、电源115连接，所述MCU控制单元111与所述显示电路114、工作参数设置电路113、输出电路112连接，所述振动器3还与所述驱动电路117连接。

所述工作参数设置电路113包括一用于实现MCU控制单元111的学习功能和设定输出方式的按键，所述输出电路112的输出方式为NPN、PNP或继电器输出。MCU控制单元111的学习功能，可以实现粉末、固体颗粒、液体等多种介质测量，MCU控制单元111的设定输出方式功能，可以设定NPN、PNP、继电器多种输出方式，以满足不同的控制方式。

通过MCU控制单元111的学习功能，可以使本发明的物位开关适用于任何介质。另外，MCU控制单元还具有设定功能，可以设定输出方式，以满足不同的控制方式。

信号处理电路110的输入端连接至振动器2的输出端，用以将振动信号转换为MCU控制单元111可以检测的信号，并且为驱动电路117提供输入信号。具体来说，晶体组件21将叉体20的振动频率信号通过电缆传送给信号处理电路110，并由信号处理电路110进行转换。信号处理电路110同时根据输入信号产生输出信号给117。

驱动电路的输入端连接信号处理电路110的一个输出端，并输出信号给振动器2。驱动电路负责把信号处理电路110输入的信号转换为驱动信号。MCU控制单元111的输入端连接信号处理电路110的一个输出端，并输出信号给输出电路112。

通过设定按钮116可以学习叉体20在介质中的振动频率，存储在MCU控制单元111中，并作为输出电路112是否输出的基准，这样就可以使微型智能音叉物位开关适用于任何介质。上述学习状态可以通过控制面板上的指示灯亮灭两次来显示，即MCU控制单元111输出信号给显示电路114。在学习结束之后，使用者可以根据指示灯来判断学习是否成功。

所述连接体33的上端设有一个圆柱台阶面3301，所述圆柱台阶面3301下部设置有密封圈，该密封圈在连接体和壳体过盈配合作用下固定，连接体的中部为圆柱面一3302，圆柱面一3302的两侧设有两个对应的扳手卡槽3303，连接体的下部设有一段螺纹3304，这种设计方便客户安装使用，只要用户在待测的料罐上装好配套的卡盘或镶件之后，只需要拿扳手卡住后端的平面就可以很方便的装卸。

具体实施例二：

如图1、图3所示，一种微型智能音叉式物位计，本实施例除了具备实施例一的全部特点外，不同之处在于其连接体的结构不同。本实施例的连接体上端设有一个圆柱台阶面3301，所述圆柱台阶面3301下部设置有密封圈，该密封圈在连接体和壳体过盈配合作用下固定，所述密封圈的下方设有一段圆柱面二3305，所述圆柱面二3305的下方设有一段圆柱面一3302，所述圆柱面一3302的直径大于所述圆柱面二3305的直径，圆柱面一3302的两侧设有两个对应的扳手卡槽3303，连接体的下部设有一段螺纹3304，所述螺纹3304与一适配器34连接，所述螺纹3304的上端设有卡槽，螺丝的下端设有台阶，所述卡槽和台阶上分别设有密封垫一31和密封垫二36。中间设置一段圆柱面二3305可以增加连接体的散热功能，实用于安装适配器34，可以达到食品卫生级等级。所述适配器34至少包含焊接适配器和卡盘适配器两种方式的适配器，但不局限于这两种方式。

综上所述，本发明提供微型智能音叉式物位计，该叉体采用一体成型设计，结构小巧，可靠性高，可以测量粉末、固体颗粒、液体等多种介质，灵敏度高，具有多种输出方式，采用过盈配合不灌封结构，防护等级可达IP68和IP69K，工艺简单、安装维护方便，配合适配器还可以满足医疗卫生等特殊行业使用。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。