专利名称：势垒导纳料位计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种接触式物位测量仪表，特别是涉及一种本实用新 型涉及一种可靠性高、准确性高、适用性更广的势垒导纳料位计。
背景技术：
H前在进行接触式物位测量时，其物位测量仪表多采用电容式仪表， 这种电容式仪表在测量料位时存在一个严重弱点即物位升高淹没探头后 又落下去时，探头可能会留有附着物即挂料。这会导致被测电容加大，如 果是导电液体情况会更严重，产生很大的误差。另一个缺点是探头到电路 单元之间的连接电缆，在这相当于一个较大的电容，而且随温度变化。这 个变化的电缆电容与物位电容叠加在一起会引起很大的误差，尤其在物料 介电常数较低的场合，信号较小，这些误差将是很严重的。造成错误报警。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种可阻止探头端与地之间 通过挂料形成回路的势垒导纳料位计。
本实用新型所采用的技术方案是 一种势垒导纳料位计，包括有振荡 源、势垒传感器，还设置有势垒电路、信号处理电路和输出电路，其中， 所述的势垒电路分别连接振荡源、势垒传感器和信号处理电路，信号处理 电路连接输出电路。
所述的信号处理电路包括有误差放大电路和相位比较电路。
所述的势垒电路包括有电位器RW1，电阻R201 R205，三极管Q201、 Q202，电容C201 C202，其中，电位器RW1的一端接地，另一端连接接口 Jl的2脚，电位器RW1的可调端连接电容C201,电容C201的另一端与电 阻R201、 R202 —同连接三极管Q201的基极，电阻R201的另一端接5V电 源，电阻R202的另一端接地，三极管Q201的发射极和三极管Q202的集电 极共同通过电阻R204接地，三极管Q201的集电极通过电阻R203接5V电源，还与三极管Q202的基极相连，三极管Q202的发射极通过电阻R2()5接
5V电源，还通过电容C202分别连接接口 Jl的3脚、再通过电阻R206接地，
以及连接信号处理电路的输入端。
所述的误差放大电路包括有电阻R207 R212、R412，三极管Q203、Q204，
电容C203 C207， 二极管D201、 D202，其中，三极管Q203的基极连接势 垒电路的电容C202，还分别通过电阻R207接5V电源，以及通过电阻R208 接地，三极管Q203的发射极分别连接电阻R412、电容C205、电阻R210, 电阻R412另一端通过电容C206至相位比较电路的输入端，电阻R210的另 一端通过电阻R211与电容C207的并联接地，电容C205的另一端通过二极 管D201与D202的反向并联与三极管Q204的集电极一起通过电容C206至 相位比较电路的输入端，三极管Q203的集电极与三极管Q2(M的基极起 通过电阻R209与电容C203的并联接5V电源，三极管Q204的发射极通过 电阻R212与电容C204的并联接5V电源。
所述的相位比较电路包括有比较器U201，异或门电路U202A、 U202C， 电阻R213 R218，电容C208 C211，其中，所述的比较器U201的5脚接 误差放大电路输出端的电容C206， 3脚至输出电路的输入端，2脚通过屯容 C209接地，还通过电阻R216与电容C210的并联后再分别通过电阻R217接 5V电源，以及再通过电阻R218与电容C211的并联至输出电路的输入端， 比较器U201的4脚接地，7脚接5V电源，6脚通过电阻R213连接异或门 电路U202C的8脚，还通过电容C208后再与异或门电路U202C的10脚以 及异或门电路U202A的2脚一起通过电阻R214至输出电路的输入端，异或 门电路U202A的7脚接地，1脚通过电阻.R215接5V电源，14脚接Vdd， 3 脚至输出电路的输入端。
所述的输出电路包括有三极管Q205，所述的三极管Q205的基极通过电 阻R220接相位比较电路的输出端，还通过电阻R219与发光二极管LED210 的绿光管串联后接5V电源，三极管Q205的集电极通过发光二极管LED210 的红光管接5V电源，三极管Q205的发射极通过电阻R221与二极管D203 接地。
本实用新型的势垒导纳料位计，由于传感器添加了势垒层，其在探头 的上方形成一道锥形"电子墙"，即等势面，阻止探头端与地通过挂料形成回路，只有等势面内的物料接触探头，探头与地通过物料才能形成回路， 产生有效信号。本实用新型的势垒导纳料位计，可靠性高、准确性高、适 用性更广，可用于钢铁、电力、水泥工业等。
图1是本实用新型的整体电路框图2是本实用新型中传感器的结构示意图3是势垒电路、信号处理电路以及输出电路的原理图4是振荡源电路的原理图5是电源电路的原理图。
其中
1:振荡源 2:势垒传感器
3:势垒电路 4:信号处理电路
5:输出电路 41:误差放大电路
42:相位比较电路
具体实施方式
以下结合附图给出具体实施例，进一步说明本实用新型的势垒导纳料 位计是如何实现的。
如图1所示，本实用新型的势垒导纳料位计，包括有振荡源l、势垒传 感器2，势垒电路3、信号处理电路4和输出电路5，其中，所述的势垒电 路3分别连接振荡源1、势垒传感器2和信号处理电路4，信号处理电路4 连接输出电路5。所述的信号处理电路4包括有误差放大电路41和相位比 较电路42。
如图2所示，势垒传感器2的构成是由里到外依次是探头端a、绝缘 层b、势垒层c、绝缘层d、和地层e。其中势垒层c采用导电材料构成。
如图3所示，所述的势垒电路3包括有电位器RW1，电阻R201 R205， 三极管Q201、 Q202,电容C201 C202，其中，电位器RW1的一端接地，另 一端连接接口 Jl的2脚，用以连接势垒传感器2的势垒层c，电位器RW1. 的可调端连接电容C201，电容C201的另一端与电阻R201、 R202 - 同连接三极管Q201的基极，电阻R201的另一端接5V电源，电阻R202的另一端 接地，三极管Q201的发射极和三极管Q202的集电极共同通过电阻R204接 地，三极管Q201的集电极通过电阻R203接5V电源，还与三极管Q202的 基极相连，三极管Q202的发射极通过电阻R205接5V电源，还通过电容C202 分别连接接口J1的3脚，用以连接势垒传感器2的探头端a、再通过电阻 R206接地，以及连接信号处理电路4的输入端。
如图3所示，所述的误差放大电路41包括有电阻R207 R212、 R412， 三极管Q203、 Q204，电容C203 C207， 二极管D201、 D202,其中，三极管 Q203的基极连接势垒电路3的电容C202，还分别通过电阻R207接5V电源， 以及通过电阻R208接地，三极管Q203的发射极分别连接电阻R412、电容 C205、电阻R210，电阻R412另一端通过电容C206至相位比较电路42的输 入端，电阻R210的另一端通过电阻R211与电容C207的并联接地，电容C205 的另.-端通过二极管D201与D202的反向并联与三极管Q204的集电极一起 通过电容C206至相位比较电路42的输入端，三极管Q203的集电极与三极 管Q204的基极一起通过电阻R209与电容C203的并联接5V电源，三极管 Q2(M的发射极通过电阻R212与电容C204的并联接5V电源。
如图3所示，所述的相位比较电路42包括有比较器U201型号为 CA3080E，异或门电路U202A、 U202C，电阻R213 R218，电容C208 C211， 其中，所述的比较器U201的5脚接误差放大电路41输出端的电容C206， 3 脚至输出电路5的输入端，2脚通过电容C209接地，还通过电阻R216与电 容C210的并联后再分别通过电阻R2i7接5V电源，以及再通过电阻R218 与电容C211的并联至输出电路5的输入端，比较器U201的4脚接地，7脚 接5V电源，6脚通过电阻R213连接异或门电路U202C的8脚，还通过电容 C208后再与异或门电路U202C的10脚以及异或门电路U202A的2脚 -起通 过电阻R214至输出电路5的输入端，异或门电路U202A的7脚接地，l脚 通过电阻R215接5V电源，14脚接Vdd， 3脚至输出电路5的输入端。
如图3所示，所述的输出电路5包括有三极管Q205，所述的三极管Q205 的基极通过电阻R220接相位比较电路42的输出端，还通过电阻R219与发 光二极管LED210的绿光管串联后接5V电源，三极管Q205的集电极通过发 光二极管LED210的红光管接5V电源，三极管Q205的发射极通过电阻R221
7与二极管D203接地。
如图4所示，振荡源1是由电阻R3 、 R4、 R5、电容C3、 C4、 C5、三 极管Ql、变压器Tl构成。其中三极管Ql的基极连接电阻R3、 R4、电容C3， 电阻R3的另一端接电源V+，电阻R4的另一端和电容C3的另一端接地，三 极管Ql的发射极通过电阻R5与电容C5的并联接地，三极管Ql的集电极 通过电容C4接发射极，变压器T2的输入端分别接电源V+、三极管Ql的 集电极，输出端正极接势垒电路3的接口 Jl的2脚，负极接地。
如图5所示，给上述各电路提供电源的电源电路，是由保险Fl 、压 敏电阻R1、电阻R2 、切换块S1、变压器T1、集成块B1、电容C1、 C2、 三端稳压块U1构成。其中变压器T1的输入端连接切换块S1，切换块S1的 两端经压敏电阻Rl的两端接输入电源的两端，压敏电阻Rl保护因输入电 压过大造成的后极电路的损坏，变压器的输出端的一端接集成块B1的脚1， 另一端接集成块Bl的脚2， Bl的输出端3脚接稳压电源块Ul的1脚和电 容C1的正极，电容C1的负极接地，4脚经电阻R2后接地，稳压电源块U1 的2脚接地，3脚为输出端。
在本实例中，比较器U201的型号是CA3080E，异或门电路U202A、 U202C 的型兮是CD4030,集成块B1的型号是2W08G，三端稳压电源块Ul的型争 是7812。
权利要求1. 一种势垒导纳料位计，包括有振荡源(1)、势垒传感器(2)，其特征在于，还设置有势垒电路(3)、信号处理电路(4)和输出电路(5)，其中，所述的势垒电路(3)分别连接振荡源(1)、势垒传感器(2)和信号处理电路(4)，信号处理电路(4)连接输出电路(5)。
2. 根据权利要求l所述的势垒导纳料位计，其特征在于，所述的信号处理电路(4)包括有误差放大电路(41)和相位比较电路(42)。
3. 根据权利要求l所述的势垒导纳料位计，其特征在于，所述的势垒电路(3)包括有电位器RW1，电阻R201 R205，三极管Q201、 Q202，电容C201 C202，其中，电位器RW1的一端接地，另一端连接接口 Jl的2脚，电位器RW1的可调端连接电容C201，电容C201的另一端与电阻R201、 R202-一同连接二极管Q201的基极，电阻R201的另一端接5V电源，电阳.R202的另-端接地，三极管Q201的发射极和三极管Q202的集电极共同通过!乜阻画接地，三极管Q201的集电极通过电阻R203接5V i乜源，还。？:极管Q202的基极相连，三极管Q202的发射极通过i乜阻R205接5V i乜源，还通过电容C202分别连接接U Jl的3脚、再通过屯阻R206接地，以及连接信号处理电路(4)的输入端。
4. 根据权利要求2所述的势垒导纳料位计，其特征在于，所述的误差放大电路(41)包括有电阻R207 R212、 R412，三极管Q203、 Q204，电容C203 C207， 二极管D201、 D202，其中，三极管Q203的基极连接势垒电路(3)的电容C202，还分别通过电阻R207接5V电源，以及通过电阻R208接地，三极管Q203的发射极分别连接电阻R412、电容C205、电阻R210，电阻R412另一端通过电容C206至相位比较电路(42)的输入端，电阻R210的另一端通过电阻R211与电容C207的并联接地，电容C205的另一端通过二极管D201与D202的反向并联与三极管Q204的集电极一起通过电容C206至相位比较电路(42)的输入端，三极管Q203的集电极与三极管Q204的基极一起通过电阻R209与电容C203的并联接5V电源，三极管Q204的发射极通过电阻R212与电容C204的并联接5V电源。
5. 根据权利要求2所述的势垒导纳料位计，其特征在于，所述的相位比较电路(42)包括有比较器U201，异或门电路U202A、 U202C，电阻R213 R218，电容C208 C211，其中，所述的比较器U201的5脚接误差放大电路(41)输出端的电容C206， 3脚至输出电路(5)的输入端，2脚通过电容C209接地，还通过电阻R216与电容C210的并联后再分别通过电阻R217接5V电源，以及再通过电阻R218与电容C211的并联至输出电路(5)的输入端，比较器U201的4脚接地，7脚接5V电源，6脚通过电阻R213连接异或门电路U202C的8脚，还通过电容C208后再与异或门电路U202C的10脚以及异或门电路U202A的2脚一起通过电阻R214至输出电路(5)的输入端，异或门电路U202A的7脚接地，1脚通过电阻R215接5V电源，14脚接Vdd， 3脚至输出电路(5)的输入端。
6.根据权利要求l所述的势垒导纳料位计，其特征在于，所述的输出电路(5)包括有三极管Q205,所述的三极管Q205的基极通过电阻R220接相位比较电路(42)的输出端，还通过电阻R219与发光二极管LED210的绿光管中联后接5V电源，二极管Q205的集电极通过发光二极管LED210的红光管接5V电源，三极管Q205的发射极通过电阻R221与二极管D203接地。
专利摘要本实用新型公开一种势垒导纳料位计，包括有振荡源、势垒传感器，还设置有势垒电路、信号处理电路和输出电路，其中，所述的势垒电路分别连接振荡源、势垒传感器和信号处理电路，信号处理电路连接输出电路。所述的信号处理电路包括有误差放大电路和相位比较电路。本实用新型由于传感器添加了势垒层，其在探头的上方形成一道锥形“电子墙”，即等势面，阻止探头端与地通过挂料形成回路，只有等势面内的物料接触探头，探头与地通过物料才能形成回路，产生有效信号。本实用新型的势垒导纳料位计，可靠性高、准确性高、适用性更广，可用于钢铁、电力、水泥工业等。
文档编号G01F23/22GK201285307SQ200820142910
公开日2009年8月5日 申请日期2008年11月4日 优先权日2008年11月4日
发明者崔立婷, 蔡晓东 申请人:天津市耐特测控仪器技术有限公司