专利名称：非接触液位测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液位测量仪器，特别是涉及一种非接触液位测量仪。
目前，进行液位测量大都采用接触式传感器，如探针式、浮球型、浮筒型等，测量必需与液体接触，通过液体导电来判断液位，探针式传感器要求被测液体必须具有导电性，且探针长时间浸入液体中易氧化，从而降低灵敏度，不适宜测量腐蚀性液体。同时信号处理电路一般都采用与非门等转换成标准信号电平；比较电路一般采用555时基电路或三极管等；负载驱动也一般由电磁继电器来导通或关断水泵的运行；报警电路只采用光信号指示，通过不同颜色的指示灯来区分。存在的缺点是，灵敏度会因工作时间长后下降，信号也有滞后的可能，不能对被测距离任意可调，所采集的信号只经非门放大，放大倍数不稳定，导致控制信号不能准确导通或关断水泵，产生误动作，另三极管等元件随温度变化，其导通电平性能有所改变，也会产生误动作，同时抗干挠性差。
本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种灵敏度高，性能可靠，能完成各种液位测量，并根据液位自动控制负载，且成本低，操作简单的非接触液位测量仪。
本实用新型非接触液位测量仪是这样实现的，其电路包括高频信号发射电路，信号采集及放大电路、信号比较及处理电路、负载驱动电路、声光报警电路及电源电路，连接关系是，高频信号发射电路输出接信号采集及放大电路输入，信号采集及放大电路输由接信号比较及处理电路输入，信号比较及处理电路输出接负载驱动电路输入，负载驱动电路输由接声光报警电路输入，电源电路为其他各部分电路提供电源。其中，电源电路由变压器T，滤波电容E1～E4、C1～C4，稳压器U1和U2构成；高频信号发生器由时基电路集成块N1，超声波发射管UCMT及其外围电路构成；信号采集及放大电路由超声波接收管UCMR，耦合电容E5，运算放大器N2，放大电阻R2、R3，电位器P2构成；信号比较及处理电路由整流二极管D2，滤波电容E7、C6，比较器N3及其R4～R6，电位器P3和P4构成；负载驱动电路由二极管D2和D3，继电器J，保护二极管D4，三极管N4，限流电阻R7和电容C7构成；声光报警电路由发光二极管L1，峰呜器E8及电阻R8构成。
本实用新型非接触液位测量仪的优点在于测量准确，测量距离在5米范围内任意可调，全自动控制负载，且体积小，操作简单，成本低，可靠性高，用于测量任何液体液位的测量，同时，也可用于其它距离的测量。
以下结合附图详细说明本实用新型实施例。
图1本实用新型电路框图图2本实用新型电路连接图本实用新型非接触液位测量仪的电路包括高频信号发射电路(1)，信号采集及放大电路(2)、信号比较及处理电路(3)、负载驱动电路(4)、声光报警电路(5)及电源电路(6)。连接关系是，高频信号发射电路(1)输出接信号采集及放大电路(2)输入，信号采集及放大电路(2)输出接信号比较及处理电路(3)输入，信号比较及处理电路(3)输出接负载驱动电路(4)输入，负载驱动电路(4)输出接声光报警电路(5)输入。其中，电源电路(6)由变压器T，滤波电容E1～E4、C1～C4，稳压器U1和U2，开关S和保险管F构成。S与F串联后接T初级绕组1、2脚，次级挠组3、5脚接B输入端，中心抽头4脚接E1负极和E2正极、E3负极和E4正极、C1～C4的一端，U1的地端2脚和U2的地端1脚。B时正端接E1正极、C1另一端和U1的电压输入端1脚，B的负端接E2负极、C2另一端和U2电压输入端2脚。U1电压输出端3脚与2脚之间接C3和E3，其间输出正12V电压，其中，U1的3脚接E3正极和C3一端，E3的负极接地。U2的电压输出脚3脚与1脚之间接入C4和E4，其间输出-12V电压，U2的-12V电压输由端3脚接接C4一端和E4负极，E4正极接地；高频信号发射电路(1)由时基电路集成块N1(NE555)、超声波发射管UCMT、滤波电容C5、电位器P1和电阻R1构成。N1的复位端4脚、电压输入端8脚其接12V电源，接地端1脚接地，触发端2脚通过C5接地，信号输出端3脚通过R1、P1接阀值端6脚，P1的中心抽头接触发端2脚，其它脚悬空，信号输出端3脚接UCMT一端，UCMT另一端接地。在3脚与地之间产生40KHZ的高频信号，此信号加在UCMT上，从而使其工作发出超声波信号；信号采集及放大电路(2)由超声波信号接收管UCMR、耦合电容E5、运算放大器N2(AM411)及构成放大倍数的电阻R2和R3、电位器P2构成。UCMR一端接E5正极，N2同相输入端2脚通过R2接E5负极、P2一端及中心抽头，P2另一端接N2放大信号输出端6脚，N2的反向输入端3脚通过R2接UCMR另一端及地。电源正12V接N2电压正输入端7脚，负12V接N2电压负输入端4脚；信号比较及处理电路(3)由整流二极管D2、滤波电容E7和C6、电压比较器N3(LM393)，电阻R4～R6及电位器P3和P4构成。D1正极接N2放大信号输出端6脚，其负极接R4一端、E7正极、C6一端N3反向输入端2脚和同相输入端5脚，正12V电源分别经R5和R6接P3、P4一端，P3中心抽头接N3同相输入端3脚，接供比较基准电压VR1，P4中心抽头接N3反向输入端6脚，提供比较基准电压VR2，P3和P4另一端接地；输出接负载驱动电路(4)由二极管D2和D3、继电器J、保护二极管D4、三极管N4、限流电阻R7及电容C7构成。D2的正极接N3信号输出端1脚，D3正极接N3信号输出端7脚，D3和D4负极接C7及R7一端，N4基极接R7另一端，集电极接J线圈一端及D4正极，发射极接C7另一端及地，J线圈另一端接D4负极及正12V电源；输出接声光报警电路(5)由发光二极管L1、峰鸣器E8及电阻R8构成。E8一端接L1正极经R8接正12V电源及J线圈一端，L1负极及E8另一端接J线圈另一端。
本实用新型非接触液位测量仪的工作原理是，接通交流电源，合上开关S，交流电源经变压器变压后，全波整流、滤波后再由稳压器U1和U2稳压输出±12V电压，为各部分电路供电，整机开始工作。通过电位器P1，使时基电路集成块N1产生40KHZ的高频信号加在超声波发射管UCMT上，发射出超声波，通过液面反射，起声波接收管UCMR接收液面反射回来的信号，通过压频转换将距离信号转换成电压信号，该信号经N2放大，再经D1整流为比较电压，与N3提供的基准电压VR1、VR2比较，决定是否越线，如越线，比较器输出高平，使三极管导通继电器动作，同时声光报警。
权利要求1.一种非接触液位测量仪，其电路包括信号采集及放大电路、信号比较及处理电路、负载驱动电路、声光报警电路及电源电路，其特征在于还设置有高频信号发射电路，连接关系是，高频信号发射电路输出接信号采集及放大电路输入，信号采集及放大电路输出接信号比较及处理电路输入，信号比较及处理电路输出接负载驱动电路输入，负载驱动电路输出接声光报警电路输入。
2.如权利要求1所述的非接触液位测量仪，其特征在于电源电路由变压器T，整流桥B，滤波电容E1～E4、C1～C4，稳压器U1和U2构成；高频信号发射电路由时基电路集成块N1，超声波发射管UCMT及其外围电路构成；信号采集及放大电路由超声波接收管UCMT，耦合电容E5，运算放大器N2，放大电阻R2、R3，电位器P2构成；信号比较及处理电路由整流二极管D2，滤波电容E7、C6，比较器N3及其R4～R6，电位器P3和P4构成；负载驱动电路由二极管D2和D3，继电器J，保护二极管D4，三极管N4，限流电阻R7和电容C7构成；声光报警电路由发光二极管L1，峰呜器E8，电阻R8构成。
专利摘要本实用新型提供一种非接触液位测量仪,其电路由高频信号发射电路、信号采集及放大电路、信号比较处理电路、负载驱动电路、声光报警电路及电源电路,连接关系是,高频信号发射电路输出接信号采集及放大电路输入,其输出接信号比较处理电路输入,其输出接负载驱动电路输入,其输出接声光报警电路输入。可自动控制负载,体积小,操作简单,可靠性高,测量准确,测量距离在5米范围内任意可调,能用于任何液体的液位测量。
文档编号G01F23/296GK2372669SQ9824986
公开日2000年4月5日 申请日期1998年12月11日 优先权日1998年12月11日
发明者米建平, 代勇 申请人:成都发动机(集团)有限公司