磁性脉冲液位计的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业自动化领域中的液位测量仪表，特别是涉及一种磁性脉冲液位计。
【背景技术】
[0002]在工业自动化领域中，为适应不同的测量工况，设计出不同的料位测量仪表，如雷达物位计、超声波物位计、电浮筒液位计、重锤液位计、射频导纳料开关等，这类设备广泛用于化工、石油、冶金、电厂、制造等场合，因此现场选型仪表的适用性，调试维护的方便性越来越受到用户关注。
[0003]磁性脉冲液位计通常采用MCU主控制单元发送起始脉冲信号，此起始脉冲在波导丝中传输时，同时产生了一沿波导丝方向前进的旋转磁场，当这个磁场与浮球中的永久磁场相遇时，产生磁性脉冲效应，使波导丝产生扭变，这一扭变产生的电磁场被线圈检测到并转换成相应的电脉冲，将此脉冲做为回波脉冲，通过计算出两个脉冲之间的时间差，精确地测出被测介质的液位高度。
[0004]磁性脉冲液位计实际使用过程中，由于振动、周围干扰磁场、波导丝的剩磁或电子电路中噪声都会产生虚假的回波信号，当此虚假信号超前真实回波信号到达比较判断门限电路时，就会被误判为回波信号，从而输出虚假液位信息。
[0005]在返回信号检测时多采用回波处理电路模块单元给出参考电压，当回波信号大于此信号时，认为是有效信号，否则为无效信号。当系统出现干扰信号时，如果干扰信号比真实回波信号提前到达回波处理电路且干扰信号电压大于参考电压时，磁性脉冲就会产生错误的输出信号。另外由于回波信号处理采用回波信号与参考电压比较方式，在维护调试时，只能通过示波器查看回波信号幅度和干扰信号幅度，从而使维护调试非常麻烦。
【发明内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种磁性脉冲液位计，能够避免干扰信号，使得维护调试更为简单。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该磁性脉冲液位计包括MCU主控单元、电源系统单元、液晶和按键外扩调试单元以及信号处理与采集单元，MCU主控单元与电源系统单元、液晶和按键外扩调试单元以及信号处理与采集单元依电回路方式相连；所述电源系统单元用于供电；所述液晶和按键外扩调试单元用于配置所述MCU主控单元以及显示回波信号；所述信号处理与采集单元用于采集回波信号；所述MCU主控单元用于发出激励信号并经过延时测量盲区后控制所述信号处理与采集单元开始采集回波信号。
[0008]其中，所述液晶和按键外扩调试单元包括液晶显示屏、轻触式按键和带有I2C接口的I/O扩展芯片；所述液晶显示屏和轻触式按键通过所述带有I2C接口的I/O扩展芯片与MCU主控单元相连。
[0009]其中，所述电源系统单元包括3.3V稳压集成芯片和带有电源输入接口的安规保护电路。
[0010]其中，所述信号处理与采集单元包括依次连接的信号滤波放大电路和A/D采样转换电路。
[0011]其中，所述的磁性脉冲液位计还包括与MUC主控单元相连的4 — 20MA输出单元；所述4 - 20MA输出单元为一支持I2C接口的D/A转换芯片和V/I变换电路，用于将检测到的液位数据转成4 - 20MA信号输出到外部控制系统。
[0012]其中，所述的磁性脉冲液位计还包括与MCU主控单元相连的按键调试与LED指示单元，按键调试与LED指示单元包括两个按4/20MA标定轻触式按键和一个LED状态指示灯。
[0013]其中，所述的磁性脉冲液位计还包括与MCU主控单元相连的RAM扩展单元，RAM扩展单元为一 128KRAM外扩芯片。
[0014]其中，所述的磁性脉冲液位计还包括与MCU主控单元相连的HART模块单元，所述HART模块单元为HART接口芯片A5191及外围电路。
[0015]其中，所述的磁性脉冲液位计还包括与MCU主控单元相连的数据存储单元，数据存储单元为一支持I2C接口 EEPROM芯片。
[0016]其中，所述的磁性脉冲液位计还包括与MCU主控单元相连的看门狗模块，所述看门狗模块单元为一看门狗芯片。
[0017]本实用新型的有益效果是:通过实时采样回波信号，并由MCU主控单元通过延时控制识别有效回波信号，增加抗干扰能力，并且增加液晶和按键外扩调试模块，方便用户现场查看回波信号，并且根据回波信号及时更改滤波方式及其它配置数据，降低了维护成本，及时有效地解决现场问题。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的系统结构图；
[0019]图2是本实用新型的回波信号处理电路框图；
[0020]图3是本实用新型的回波信号采样流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0022]本实用新型的磁性脉冲液位计包括MCU主控单元、电源系统单元、液晶和按键外扩调试单元以及信号处理与采集单元，MCU主控单元与电源系统单元、液晶和按键外扩调试单元以及信号处理与采集单元依电回路方式相连；所述电源系统单元用于供电；所述液晶和按键外扩调试单元用于配置所述MCU主控单元以及显示回波信号；所述信号处理与采集单元用于采集回波信号；所述MCU主控单元用于发出激励信号并经过延时测量盲区后控制所述信号处理与采集单元开始采集回波信号。
[0023]下面结合附图，进一步说明本实用新型。
[0024]如图1所示，本实用新型的磁性脉冲液位计包括MCU主控制单元100、电源系统单元110、液晶与按键调试单元120、按键调试与LED指示单元130、信号处理与采集单元140、4 - 20MA输出单元150、RAM扩展单元160、HART模块单元170、存储模块单元180和看门狗单元190，所述电源系统单元110、液晶与按键调试单元120、按键调试与LED指示单元130、信号处理与采集单元140、4 - 20MA输出单元150、RAM扩展单元160、HART模块单元170、存储模块单元180和看门狗单元190分别与所述MCU主控制单元100依电回路方式相连接。
[0025]在本实施例中，MCU主控制单元100采用超低耗RENESAS M30系列的单片机，是各个模块中央控制单元，该超低耗功能RENESAS M30系列的单片机具有延时功能。
[0026]在本实施例中，电源系统单元110包括3.3V稳压集成芯片和带有电源输入接口的安规保护电路，其中，安规保护电路包括TVS管和氧化膜电阻阻成的浪涌保护电路；共膜电感形成的共膜干扰抑制信号；安规格电容形成的静电保护电路；三个二极管组成的防止反向电源接反的保护电路。3.3V稳压集成芯片用于将24V转9V供提高发射信号功率的电路输出的9V转为3.3Vo
[0027]在本实施例中，所述液晶与按键调试单元120包含I2C接口的I/O扩展芯片、C0G128*64液晶显示屏和4个轻触式按键；作为外扩可选式配件，通过带有I2C接口的I/O扩展芯片与MCU主控制单元100连接实现数据传输，C0G128*64液晶显示屏用于查看显示回波信号、干扰信号的幅度和起始发射信号的时间间隔，4个轻触式按键用来通过配置系统设置内容，如量程、距离与电流校准，HART通信地址，厂家信息等。
[0028]在本实施例中，MCU主控制单元100将存储在RAM扩展单元160中的数据经滤波并根据液晶屏参数，将采样数据成比例压缩输出到液晶显示屏；x轴代表时间，Y轴代表信号幅度，原点为发射信号激励起始点；这样用户就会很直接地从回波曲线上看到:发射信号与回波信号的时间差，回波信号