专利名称：射频导纳物位控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物位控制器，尤其涉及一种射频导纳物位控制器。
背景技术：
电容式物位控制器能对工业生产过程中，各种粉状、颗料状、物料料位进行非连续 检测，并发出相应的"开"、“关"控制信号，可与信号灯、继电器、讯响器等串接使用，实 现料位到位指示，控制或报警无需调试或校准，且采用无极性"壁装式"和"吊装式"两 种安装结构，“有料闭合"“有料断开"两种控制方式供选用，具有配制灵活安装使用简 便，抗粉尘，互换性好等特点，广泛应用于水泥、煤炭、电厂、化工冶金、粮食加工等行业。但是现有的电容式物位控制器无法实现抗挂料，温度稳定性差，随着现代物位测 量技术的改进，其应用场合受到局限性的缺点越来越不能满足现场应用的需要。此外，现有 的电容式物位控制器通过电位器调整灵敏度，只能大概增加或减小灵敏度，所以灵敏度较 差。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种射频导纳物位控制器，具有抗挂料功 能，且能提高控制器的温度稳定性和灵敏度。本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种射频导纳物位控 制器，包括探头，所述探头由内电极和外电极组成，所述内电极绝缘套装在所述外电极中； 机壳，所述机壳外设有接地的安装螺纹，所述机壳内设有控制件，所述内电极和外电极由导 线分别与控制件相连；其中，所述控制件包括依次相连的传感器输入电路，自振荡电路，振 荡信号检测电路和继电器输出控制电路，所述传感器输入电路接受来自探头的信号，所述 继电器输出控制电路输出开关信号。上述的射频导纳物位控制器，其中，所述射频导纳物位控制器还包括振荡调节电 路，所述振荡调节电路通过拨码开关控制所述自振荡电路的振荡频率。上述的射频导纳物位控制器，其中，所述自振荡电路为RC移相式正弦振荡电路。上述的射频导纳物位控制器，其中，所述内电极和外电极间设有屏蔽层，所述屏蔽 层包覆所述内电极，所述屏蔽层设置有引线柱，所述引线柱与机壳上接地的安装螺纹相连。上述的射频导纳物位控制器，其中，所述内电极为细长金属芯棒，所述金属芯棒外 设有第二绝缘层，所述外电极为一金属套管，所述金属套管外设有第一绝缘层。本实用新型对比现有技术有如下的有益效果本实用新型提供的射频导纳物位控 制器，通过拨码开关控制所述自振荡电路的振荡频率，提高控制器的温度稳定性和灵敏度。 此外，本实用新型提供的射频导纳物位控制器由于在内电极和外电极中间设置屏蔽层，最 外面是接地的安装螺纹，使得挂料能被很好的屏蔽。屏蔽层可防止由于电极上有挂料而产 生误动作信号，仅当物料真正达到设置点时，才输出继电器通断信号。
[0011]图1是本实用新型的射频导纳物位控制器结构示意图[0012]图2是图1中传感器部分局部放大示意图；[0013]图3是本实用新型的射频导纳物位控制器的线路示意[0014]图4是本实用新型的RC移相式正弦振荡电路图；[0015]图中[0016]1金属芯棒2内电极[0017]3外电极4屏蔽层[0018]5第二绝缘层6第一绝缘层[0019]7机壳8控制器[0020]9引线柱11传感器输入耦合电路[0021]12自振荡电路13振荡信号检测电路[0022]14继电器输出控制电路15振荡调节电路
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。图1是本实用新型的射频导纳物位控制器结构示意图。请参见图1，本实用新型的射频导纳物位控制器包括探头，所述探头由内电极2和 外电极3组成，所述内电极2绝缘套装在所述外电极3中；机壳7，所述机壳7外设有接地 的安装螺纹，所述机壳内设有控制件8，所述内电极和外电极由导线分别与控制件8相连； 其中，所述内电极2和外电极3间设有屏蔽层4，所述屏蔽层4包覆所述内电极2，所述屏蔽 层4设置有引线柱9，所述引线柱与机壳7上接地的安装螺纹相连。图2是图1中传感器部分局部放大示意图。请参见图2，所述内电极2绝缘套装在所述外电极3中，所述内电极2可以为细长 金属芯棒，所述金属芯棒外设有第一绝缘层6，所述外电极3为一金属套管，所述金属套管 外设有第二绝缘层5。上述的射频导纳物位控制器，对于传感器上的挂料影响问题，由于采用五层同心 结构，里层是内电极2，即细长金属芯棒，中间是屏蔽层4，外面是外电极3，并用第一绝缘层 6和第二绝缘层5将内电极2和外电极3分别隔离起来，使得挂料能被很好的屏蔽。屏蔽层 4可防止由于电极上有挂料而产生误动作信号，仅当物料真正达到设置点时，才输出继电器 通断信号。图3是本实用新型的射频导纳物位控制器的线路示意图。请参见图3，本实用新型的控制件8包括依次相连的传感器输入电路11，自振荡电 路12，振荡信号检测电路13和继电器输出控制电路14，所述传感器输入电路11接受来自 探头的信号，所述继电器输出控制电路14输出开关信号。自振荡电路12的频率可以通过拨 码开关由振荡调节电路15调节。每一个拨码开关可以控制相应的1P-3P不同档次的电容 来并联到测量电极，出厂灵敏度调节是在所有电容8P都并联在测量电极的情况下(拨码开 关ON)，调整灵敏度在最灵敏的条件下，此时设备灵敏度< 1P，通过拨码开关的动作到OFF， 如果是断开3P的电容，这时，设备则工作在4P灵敏度，RF射频导纳物位控制器在常用的情况下设置于“3p”，它可适应绝大部份现场使用。如需调整动作灵敏度，可以轻松通过4位拨 码开关组合的方式进行1 8p方便直观的进行灵敏度设定，同时也考虑到现场条件的特殊 情况，使用可以直接用手调整的手调式电位器来通过改变控制器灵敏度。图4是本实用新型的RC移相式正弦振荡电路图。请参见图4，本实用新型的自振荡电路12可以采用RC移相式正弦振荡，其包括一 个同相放大器A，所述同相放大器A的输出电压Uo作为RC串并联网络的输入电压，而将RC 串并联网络的输出电压作为放大器的输入电压，RC串并联网络的相移为零，放大器电路的 总相移是零，满足振荡相位条件，而对于其他频率的信号则不满足。由于RC串并联网络的 反馈系数F = 1/3，因此要求放大器的总电压增益Au应大于3，这对于集成运放组成的同相 放大器来说是很容易达到的。Rl、Rf、VDl、VD2及R2构成负反馈支路，它与集成运放形成了 反相输入比例运算放大器，只要适当选择Rf与Rl的比值，就能实现Au > 3的要求。其中， VDl、VD2是自动稳幅元件，能与R2 —起根据振荡幅度的变化改变负反馈的强弱。其中，同相放大器A可以使用TI公司的高速运放TL082，选用温度范 围-40°C 85°C的型号，振荡信号工作频率根据TL082其输出电压大小与温度、频率之间的 关系，设定在50KHz比较合适的工作点。RC串并联的选频网络使用温度稳定性NPO电容，它是具有温度补偿特性的单片陶 瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。NPO电 容器是电容量和 介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从_55°C到125°C时容量变化为O士30ppm/°C，电容 量随频率的变化小于士 0. 3AC。NPO电容的漂移或滞后小于士 0. 05%，相对大于士 2%的 薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于士0. 1%。根据实际的温度实验结果，还使用温度特性不同的X7R电容与NPO电容串联进行 补偿，X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在_55°C到125°C时其容量变化 为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。利用X7R电容非线性变化的特性， 达到温度补偿的效果。选频网络中，电阻选用高精度金属膜电阻，其温度特性达到lOppm，在温度变化的 情况下，其电阻值变化小于士0. 1%。由于反馈系数F的大小变化取决与Rf/Rl，所以这里的Rf和Rl选用温度系数相同 的电阻，以达到相互抵消的作用。最后，仪表通过严格的温度实验，在常温10°C下灵敏度设定置为3P的情况下， 在_40°C时，灵敏度变化到2P，灵敏度变化量为1P，比常规仪表1基本误差(1P)/10°C的常 规性能有了很大的提高，在高温特性70°C下，灵敏度变化到4P，其高温特性也远远高于常 规仪表。虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何 本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本 实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求一种射频导纳物位控制器，包括探头，所述探头由内电极和外电极组成，所述内电极绝缘套装在所述外电极中；机壳，所述机壳外设有接地的安装螺纹，所述机壳内设有控制件，所述内电极和外电极由导线分别与控制件相连；其特征在于，所述控制件包括依次相连的传感器输入电路，自振荡电路，振荡信号检测电路和继电器输出控制电路，所述传感器输入电路接受来自探头的信号，所述继电器输出控制电路输出开关信号。
2.根据权利要求1所述的射频导纳物位控制器，其特征在于，所述射频导纳物位控制 器还包括振荡调节电路，所述振荡调节电路通过拨码开关控制所述自振荡电路的振荡频 率。
3.根据权利要求1或2所述的射频导纳物位控制器，其特征在于，所述自振荡电路为 RC移相式正弦振荡电路。
4.根据权利要求1所述的射频导纳物位控制器，其特征在于，所述内电极和外电极间 设有屏蔽层，所述屏蔽层包覆所述内电极，所述屏蔽层设置有引线柱，所述引线柱与机壳上 接地的安装螺纹相连。
5.根据权利要求4所述的射频导纳物位控制器，其特征在于，所述内电极为细长金属 芯棒，所述金属芯棒外设有第二绝缘层，所述外电极为一金属套管，所述金属套管外设有第 一绝缘层。
专利摘要本实用新型公开了一种射频导纳物位控制器，包括探头，所述探头由内电极和外电极组成，所述内电极绝缘套装在所述外电极中；机壳，所述机壳外设有接地的安装螺纹，所述机壳内设有控制件，所述内电极和外电极由导线分别与控制件相连；其中，所述控制件包括依次相连的传感器输入电路，自振荡电路，振荡信号检测电路和继电器输出控制电路，所述传感器输入电路接受来自探头的信号，所述继电器输出控制电路输出开关信号。本实用新型提供的射频导纳物位控制器，增加了抗挂料功能，提高了灵敏度和温度稳定性。
文档编号G05D9/00GK201654566SQ20092028646
公开日2010年11月24日 申请日期2009年12月28日 优先权日2009年12月28日
发明者李倩如, 杨振荣, 王鑫 申请人:上海自动化仪表股份有限公司