专利名称：无触点正交编码式水位遥测器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种遥测仪器，主要用于测量水位高度。此外，更换探测头后，也可适用于冶金、化工、油田、环境保护等部门进行生产定时、定量控制。
目前，我国水位测试仪器普遍还是机械发条纸记录器，每天都需要由专人在每个测试点上，以记录纸上的曲线变化换算为水位值，再通过专线电话报至中心站。这样的测量仪工作量大，人工处理数据易产生错误。如果在洪讯、暴雨、台风季节，不仅经常遇通讯受阻，而且工作人员的危险性大。
本实用新型提供的水位遥测器，其主要技术特征在于A／D转换器部分的编码电路采用无触点正交编码式，能够在无人看守的情况下，自动地定时将水位信号通过有线或无线电台传输至接收点作自动数字记录。
本水位遥测器由检测发送与接收显示打印两大部分组成。发送部分包括A／D转换电路、编码电路和数据输出接口。由浮子、浮子挂线、平行锤等带动水位盘，水位盘通过同轴轴承连动光盘，由A／D电路将水位模拟量变成数字电信号，该数字电信号经编码电路将数字电信号按一定格式编排起来，并加入一定检错、纠错、同步码形成编码信号，然后通过有线(或无线)传送到接收部分。接收部分主要由接收电路、解码电路、显示电路、电子钟电路和打印记录设备组成。解码电路是编码电路的反演，它将编码信号恢复到原来的数字电信号，并能自动检查、纠正出传输途中产生的错码。经解码电路产生的数字电信号可直接用数字发光管显示出水位，同时此数字电信号可供打印机作自动记录打印。接收器内带有的电子钟作记录时标，并通过数码管显示时间。
图1是整机原理方框示意图。
图2是A／D转换器的组成框图。
图3是水位盘与光盘的结构示意图。图中水位盘1上的浮子挂线2一端接浮子3，另一端接平行锤4，转轴5一端安装水位盘，另一端安装光盘6，水位盘转动而带动光盘，水位盘与光盘之间的传动比为11，如果水位盘的周长为ncm，那么在光盘上开有n个等距离的小孔7，本实施例设计水位盘的周长为40cm，光盘上开有40个等距离的小孔。在光盘的两侧设置两对光电耦合器8～11，见图4。8～9为A路光电耦合器中的发送管和接收管，10～11为B路光电耦合器中的发送管和接收管。A路与B路光电耦合器处于同一圆周上，A路的光迹通过小孔的中心线时，B路的光迹置于偏离小孔中心线至边缘线之内，使得水位升降时会产生两个差90°的正交信号。当水位变化，引起水位盘转动而带动光盘转动时，光信号被小孔开通和切断，接收管产生出连续的电脉冲信号，当水位升高时，A路光电耦合器先导通，产生加法信号。当水位下降时，B路光电耦合器先导通，产生减法信号。
图5是A／D转换器部分的编码电路图。其中D1是A路光电耦合器中的发送管，BG1是接收管。D2是B路光电耦合器中的发送管，BG2是接收管。R1是限流电阻，BG1、BG3、R2－R6组成A路施密特触发整形电路。BG2、BG4、R8－R12组成B路施密特触发整形电路。D3、R7和D4、R13均是耦合电路，R7上的脉冲信号即是A路信号，R13上的脉冲信号即是B路信号。F1、F2是反相器，之间是两级反相关系，F1波形与B路反相，F2波形与B路同相。C2、R15微分电路将B路同向信号微分，产生出4个正向跳变信号波形和4个负向跳变信号，负向跳变信号被F4吸收。4个正向跳变信号被F4与非门选通后产生2个加法信号＋CP。同理，B路反向信号经C1、R14产生的4个正向跳变微分信号经F3选通后，产生2个减法信号－CP。＋CP加法信号和－CP减法信号分送IC2－CD40192可逆计数器的加法端和减法端，即可完成自动加、减法运算。仪器满量程有效数字为4位，因而共用了4级BCD(2－10进制)可逆计数器(CD40192×4)，以连续跟踪水位变化。
图6是图5电路工作波形图。
图5电路中元件规格型号见附表。
本实用新型的技术关键在于A／D转换部分采用无触点的开关作转换器件，因而仪器的故障率大大减小，尤其适用在潮湿、有盐雾的情况下使用。具有快速、定时、准确、安全与全自动的效果。
图5电路元件规格型号
权利要求无触点正交编码式水位遥测器由检测发送与接收显示打印两大部分组成，其特征在于A/D转换器中，设置一光盘，光盘通过转轴与水位盘连接，水位升降时，水位盘连动光盘，水位盘与光盘的传动比为1∶1，设计水位盘的周长为ncm，光盘上开有n个等距离的小孔。在光盘两侧设置两对光电偶合器A路和B路，A路与B路光电偶合器处于同一圆周上，当A路的光迹通过小孔的中心时，B路的光迹置于偏离小孔中心线至边缘线之内，水位升高，A路光电偶合器先导通，水位下降，B路光电偶合器先导通，构成水位升降时产生两个相差90°的正交信号；A/D转换电路中的编码电路按图5设计，构成正交编码，D1、BG1和D2、BG2分别构成A路和B路光电偶合器中的发送管和接收管，R1是限流电阻，BG1、BG3、R2-R6组成A路施密特触发整形电路，BG2、BG4、R8-R12组成B路施密特触发整形电路，F1、F2是反相器，F1波形与B路反相，F2波形与B路同相，F1、F2是两极反相关系，C2、R15微分电路将B路正向信号微分，产生4个正向跳变信号经F4选通后，产生2个加法信号+CP，B路反向信号经C1、R14产生的4个正向跳变微分信号经F3选通后，产生2个减法信号-CP，+CP加法信号和-CP减法信号分送IC-CD40192可逆计数器的加法端和减法端。
专利摘要本实用新型属于一种遥测仪器，主要用于测量水位高度。它由检测发射与接收显示打印两大部分组成，其主要技术特征在于A/D转换部分的编码电路采用无触点正交编码式。能够在无人看守的情况下，自动地定时将水位信号通过有线或无线电台传输至接收点作自动数字记录。具有快速、定时、准确、安全与全自动的效果。适于在任何环境下使用。
文档编号G01F23/22GK2037064SQ8821403
公开日1989年5月3日 申请日期1988年9月17日 优先权日1988年9月17日
发明者潘啸皋 申请人:福建省泉州市华鸿微电子元件厂, 钱同进, 蒋志义