一种基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元和分体式超声波液位计的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种超声波液位计，属于测量器具领域。
【背景技术】
[0002]在工业生产过程中，液位测量是常用操作，通过测量容器中液体介质的高低可用于自动化生产过程中的液位检测控制，报警，数据分析与处理。随着技术的进步和计算机技术的发展，目前的液位测量已经实现了自动检测智能化，数据处理快速化，从而提高了生产效率。
[0003]目前，测量领域已经发展了多种不同的液位测量方案，在诸多方案中由于超声波反射检测根据超声波从发射到接收发射回波的时间间隔大小与被测介质高度成比例关系的原理实现液位测量，可以实现定点和连续的测量，且其对各种测量环境都具有很好的适应性，在工业领域获得了广泛应用，成为倍受欢迎的液位测量方式。
[0004]已有的超声波液位计由两部分组成，包括传感器(超声波传感器)和变送器(电子测量和控制单元)。传感器与变送器采用电缆连接，电缆的一端接在变送器的接线端子上，另一端直接焊接在传感器的电路板上，然后用密封胶进行密封和加固。当传感器在诸如泥浆等恶液体劣环境时(例如测量泥水界面应用)，一旦传感器出现故障，因为变送器直接和传感器相连。传感器损坏也会导致变送器损坏。变送器价格是传感器价格的几十倍，且变送器内部存储有多种设置参数和历史数据，导致更换维修变送器非常麻烦，成本也非常高。
[0005]因此，本领域存在一种迫切需求，能够有效将变送器与传感器隔离开来，从而避免损失和损坏，降低应用成本。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元，并在此基础上提供了一种应用上述单元的分体式超声波液位计，通过利用电磁变压原理实现了超声波传感器和变送器的物理隔离，有效防止了超声波传感器损坏导致变送器损坏。
[0007]具体地说，本实用新型是通过如下技术方案实现的:
[0008]—种基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元，包括变送器和超声波传感器，变送器连接到变压器的原边，超声波传感器连接到变压器的副边;该变压器的原边上还连接有用于产生激励电压的开关管，开关管的工作频率不同于变送器和传感器通讯的通讯信号调制频率。
[0009]通过上述结构改进，开关管导通后在变压器的原边产生激励电压，变压器的副边次级感应到该激励电压使连通的传感器的电源芯片产生传感器工作电压。将变送器和传感器通讯的通讯信号调制到所需频率f2作为载波信号叠加到开关管的工作频率，使变送器就和传感器可以相互通讯。在此情况下，变送器和超声波传感器是完全物理隔离的，即使超声波传感器损坏也不会影响到变送器。
[0010]为了保证通讯传输质量，变送器和传感器通讯的通讯信号调制频率应显著高于开关管的工作频率，一般而言不低于开关管工作频率的五倍。
[0011]在上述基础上，本实用新型公开了一种分体式超声波液位计，应用了本实用新型所公开的基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元，在具体安装过程中，将变送器和开关管封装于第一环形壳体内，连接变送器的电缆一端连接在变送器的端子上，另一端突出第一环形壳体的线圈接头和变压器的原边线圈封装于空心的塑料棒中；超声波传感器封装于第二环形壳体内，连接超声波传感器的电缆一端连接于超声波传感器，另一端突出第二环形壳体的线圈接头和变压器的副边线圈封装于具有圆孔的圆柱体中，圆柱体的圆孔能够容纳塑料棒。
[0012]通过上述结构，即可将传感器与变送器完全分体隔离开来，保证了产品的使用寿命O
[0013]优选的，塑料棒由树脂材料制成，具有良好的耐老化、耐氧化等特性，适用于恶劣的应用环境。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元电路结构示意图；
[0015]图2为本实用新型的分体式超声波液位计安装结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]在下述实施中，申请人结合附图对本实用新型的实现进行了具体、详尽的描述。本领域技术人员应意识到如下所提供的实施仅为示意性的，并不对本实用新型构成特别限制，本领域技术人员在理解和掌握本实用新型发明实质的基础上所进行的调整、修改和改进依旧属于本实用新型的保护范围。
[0017]参考图1，显示了本实用新型的基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元电路结构，包括变送器和超声波传感器，变送器连接到变压器的原边，超声波传感器连接到变压器的副边;该变压器的原边上还连接有开关管。
[0018]在工作时，用频率为fl的脉冲打开开关管使其具有fl工作频率，开关管导通后在变压器的原边产生激励电压，变压器的副边次级感应到电压通过电源芯片产生传感器工作电压VCCl。将变送器和传感器通讯的通讯信号调制到频率f2(f2>>fl)载波信号并叠加到f I上，使变送器和超声波传感器相互通讯。
[0019]参考图2，显示了本实用新型的基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元电路结构安装到分体式超声波液位计的具体实现，变送器和开关管封装于第一环形壳体内，连接变送器的电缆一端连接在变送器的端子上，另一端突出第一环形壳体的线圈接头和变压器的原边线圈封装于空心的塑料棒I中；超声波传感器封装于第二环形壳体内，连接超声波传感器的电缆一端连接于超声波传感器，另一端突出第二环形壳体的线圈接头和变压器的副边线圈封装于具有圆孔2的圆柱体中，圆柱体的圆孔能够容纳塑料棒，且二者均由环氧树脂制成。
【主权项】
1.一种基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元，其特征在于包括变送器和超声波传感器，变送器连接到变压器的原边，超声波传感器连接到变压器的副边;该变压器的原边上还连接有用于产生激励电压的开关管，开关管的工作频率不同于变送器和传感器通讯的通讯信号调制频率。2.根据权利要求1的分体式超声波液位测量单元，其特征在于变送器和传感器通讯的通讯信号调制频率不低于开关管工作频率的五倍。3.—种分体式超声波液位计，包含权利要求1的基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元，其特征在于变送器和开关管封装于第一环形壳体内，连接变送器的电缆一端连接在变送器的端子上，另一端突出第一环形壳体的线圈接头和变压器的原边线圈封装于空心的塑料棒中；超声波传感器封装于第二环形壳体内，连接超声波传感器的电缆一端连接于超声波传感器，另一端突出第二环形壳体的线圈接头和变压器的副边线圈封装于具有圆孔的圆柱体中，圆柱体的圆孔能够容纳塑料棒。4.根据权利要求3的基于磁隔离的分体式超声波液位计，其特征在于塑料棒由树脂材料制成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于磁隔离的分体式超声波液位测量单元和安装了上述单元的分体式超声波液位计，所公开的分体式超声波液位测量单元包括变送器和超声波传感器，变送器连接到变压器的原边，超声波传感器连接到变压器的副边；该变压器的原边上还连接有用于产生激励电压的开关管，开关管的工作频率不同于变送器和传感器通讯的通讯信号调制频率。本实用新型的分体式超声波液位测量单元通过采用变压器实现了传感器与变送器的物理连接隔离，当传感器损坏后，不会对变送器有任何的影响。
【IPC分类】G01F23/296
【公开号】CN205280184
【申请号】CN201520786362
【发明人】王巧丹
【申请人】合肥市恒昌自动化控制有限责任公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年10月9日