专利名称：一种非接触式检测料仓料位的电磁波开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种检测料位领域，具体是ー种非接触式检测料仓料位的电磁波开关，尤其是用于以非金属材料或金属外売，非金属内衬作仓壁的料仓和容器中，料位检测方法与装置。
背景技术：
在エ业生产中，许多料仓广泛应用于存储原材料，生产中间体和成品，及其生产过程的仓体或容器。对料仓内的储料状況，即料位，一般都需要測量，其中ー种方式为连续性測量，另ー种为上、下限限位測量。料位连续性测量是对料仓内的物料料位值进行连续性測量。 料仓料位测量的另ー种方式称为上、下限限位測量，是指在料仓上设置上、下ニ个限位点，通过测量料位有没有到达该测量点，从而能将物料能控制在两个限位点中间，这种检测限位点所设的判断物料是否到达的传感器称为料位开关。其当上限料位开关检测到有物料吋，说明仓内料位很高，其发出开关信号给系统控制器，系统控制器可通过组织加快排料和减少进料的方法，使仓内料位下降。当下限料位开关检测到物料没有到达时，也相应地发出开关信号到系统控制器，系统控制器可通过组织增加进料和减少排料，使仓内料位上升。由此，上、下限料位开关的检测可起对极限料位进行报警的作用。在现有的料位开关检测技术中，通常使用的是接触式料位开关，其主要有音叉料位开关，阻旋料位开关，电容式料位开关，射频导纳料位开关。这些接触式料位开关的共同点是必须在限位检测点开孔安装，其检测感应元件必须和被测物料接触，由此会带来使用寿命短，维护困难等一系列问题，特别是在高温和有腐蚀等特殊场合下，其使用受到很大的限制。目前实际应用的非接触式料位开关是Y射线法，但是由于其产生射线对人体有害的辐射，所以一直处于国家标准限制性使用。而中国专利CN102322920A所公开的技术方案中，利用超声波作为非接触式的料位开关，其能解决ー些料仓料位检测。但由于超声波是机械波，其波速随温度变化而变化，所以在高温及温度变化较大的エ况下，物料检测就存在问题。而且对仓壁有内衬，外壁和内衬有间隙的场合也不宣使用。使用中，同时存在需要不断加粘合剂的维护工作。
发明内容为了克服现有技术的以上缺陷，本实用新型是提供一种非接触式检测料仓料位的电磁波开关，其能够便捷地判断料仓内的物料是否达到料仓设定点。本实用新型的技术方法为ー种非接触式检测料仓料位的电磁波开关，所述开关包括定向电磁波发射单元I和磁波接收单元2，所述磁波发射单元I和定向电磁波接收单元2位于料仓所需测量高度的同一水平高度，所述电磁波发射器I和电磁波接收器2分别安装于料仓外部的两侧的料仓壁3上，定向电磁波发射单元I和定向电磁波接收单元2之间构建一电磁波通道4。所述料仓壁3为金属外壳或金属外壳非金属内衬。所述定向电磁波发射单元I和定向电磁波接收单元2使用的电磁波频率O.ト5GHZ。所述定向电磁波发射单元I包括电磁波发射电路1-1、与电磁波发射电路1-1连接的天线1-2、电源接ロ 1-3和调试串ロ 1-4。所述定向电磁波接收单元2包括电磁波接收电路2-1、分别与电磁波接收电路2-1连接的天线2-2和中央处理器2-3，以及与中央处理器2-3连接的电源接ロ 2-4、调试串ロ2-5和继电器2-6。
本实用新型还提供ー种非接触式检测料仓料位的方法，在所述方法中将磁波发射単元I和定向电磁波接收单元2位于料仓所需测量高度的同一水平高度，所述电磁波发射器I和电磁波接收器2分别安装于料仓外部的两侧的料仓壁3上，当料位没有到达所需测量高度的料位时，接收器能够收到来自发射器的一个较强的电磁波信号；当料位达到料仓设定的位置时，电磁波接收器收到一个较弱的电磁波信号或无法收到电磁波信号。所述定向电磁波发射单元I和定向电磁波接收单元2使用的电磁波频率O.ト5GHZ。在料仓所需測量点的相对两侧，分别安装一个电磁波定向发射装置和电磁波定向接收装置，形成了一个电磁波通道。电磁波的频率，根据仓壁的材料与厚度及料仓的直径大小确定，可在O. I 5GHZ内选择。工作时，调整好发射器功率大小。当料位没有到达设定点的料位时，接收器能够收到来自发射器的一个较强电磁波信号；当料位达到料仓设定的位置时，来自发射器的电磁波必须穿过仓壁，且必须穿过物料的介质，此时，电磁波接收器收到的信号必然减弱，甚至无法收到。由此，可根据电磁波接收器收到信号的强弱对比，分别发出是否达到料位的开关电信号。需要强调的是本实用新型中使用的是小于5GHZ的电磁波，是充分利用了低频电磁波在非电介质中的低损耗性，确保检测的电磁波穿透非金属，并能运用低功率方式实现。本实用新型的有益效果是本实用新型的技术方案和中国专利CN102322920A所公开的超声波技术方案相比，其不受介质温度的影响，与仓壁的厚度关系不大，不需要使用粘合剂等附加售后保障エ作。
图I :定向电磁波发射单元结构图。图2 :定向电磁波接收单元结构图。图3 :料位没到达测量点电磁波通道图。图4 :料位到达测量点电磁波通道图。图5 :料位没到达测量点电磁波穿过界面图。图6 :料位没到达测量点电磁波穿过界面图。图7 :金属外壳,非金属内衬仓测量图。图8:实施案例图。[0030]图9 :电磁波穿过介质能量损耗与频律关系曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进ー步说明如图I至图8，ー种非接触式检测料仓料位的电磁波开关，所述开关包括定向电磁波发射单元I和磁波接收单元2，所述磁波发射单元I和定向电磁波接收单元2位于料仓所需测量高度的同一水平高度，所述电磁波发射器I和电磁波接收器2分别安装于料仓外部的两侧的料仓壁3上，定向电磁波发射单元I和定向电磁波接收单元2之间构建一电磁波通道4。料仓壁3为金属外壳或金属外壳非金属内衬。定向电磁波发射单元I和定向电磁波接收单元2使用的电磁波频率O. 1-5GHZ。定向电磁波发射单元I包括电磁波发射电路1-1、与电磁波发射电路1-1连接的天 线1-2、电源接ロ 1-3和调试串ロ 1-4。定向电磁波接收单元2包括电磁波接收电路2-1、分别与电磁波接收电路2-1连接的天线2-2和中央处理器2-3，以及与中央处理器2-3连接的电源接ロ 2-4、调试串ロ 2_5和继电器2-6。本实用新型还提供ー种非接触式检测料仓料位的方法，在所述方法中将磁波发射単元I和定向电磁波接收单元2位于料仓所需测量高度的同一水平高度，所述电磁波发射器I和电磁波接收器2分别安装于料仓外部的两侧的料仓壁3上，当料位没有到达所需测量高度的料位时，接收器能够收到来自发射器的一个较强的电磁波信号；当料位达到料仓设定的位置时，电磁波接收器收到一个较弱的电磁波信号或无法收到电磁波信号。定向电磁波发射单元I和定向电磁波接收单元2使用的电磁波频率O. 1-5GHZ。根据电磁波的传播理论，电磁波具有波、粒两重性，电磁波在真空中以电和磁互相激励的方式，以光速C传播，传播没有能量消耗。电磁波在介质中传播时，根据麦克斯韦方程组中，媒介与电特性有关的參数有电介常数ε，磁导率μ和电导率δ。其中，介电常数表示媒介质的极电性能，它描述了介质中束薄电荷在外加电场作用下的偏移性质，其一般用复数表示ε = ε ’ _j ε ”。而，介电常数和磁导率μ又随电磁波的角频率ω变化而变化，gpε = ε (ω)，μ=μ (ω)根据平面电磁场理论，无界场与有媒质中，电磁波的电场表达式为
权利要求1.ー种非接触式检测料仓料位的电磁波开关，其特征在于所述开关包括定向电磁波发射単元(I)和磁波接收单元(2 )，所述磁波发射单元(I)和定向电磁波接收单元(2 )位于料仓所需測量高度的同一水平高度，所述电磁波发射器(I)和电磁波接收器(2)分别安装于料仓外部的两侧的料仓壁(3)上，定向电磁波发射単元(I)和定向电磁波接收单元(2)之间构建一电磁波通道(4)。
2.根据权利要求I所述的非接触式检测料仓料位的电磁波开关，其特征在于所述料仓壁(3)为金属外壳或金属外壳非金属内村。
3.根据权利要求I所述的非接触式检测料仓料位的电磁波开关，其特征在于所述定向电磁波发射单元(I)和定向电磁波接收单元(2)使用的电磁波频率O. 1-5GHZ。
4.根据权利要求I所述的非接触式检测料仓料位的电磁波开关，其特征在于所述定向电磁波发射单元(I)包括电磁波发射电路(1-1 )、与电磁波发射电路(1-1)连接的天线(1-2)、电源接ロ(1-3)和调试串ロ(1-4)。
5.根据权利要求I所述的非接触式检测料仓料位的电磁波开关，其特征在于所述定向电磁波接收单元(2)包括电磁波接收电路(2-1 )、分别与电磁波接收电路(2-1)连接的天线(2-2)和中央处理器(2-3)，以及与中央处理器(2-3)连接的电源接ロ(2-4)、调试串ロ(2-5)和继电器(2-6)。
专利摘要一种非接触式检测料仓料位的电磁波开关，其特征在于所述开关包括定向电磁波发射单元(1)和磁波接收单元(2)，所述磁波发射单元(1)和定向电磁波接收单元(2)位于料仓所需测量高度的同一水平高度，所述电磁波发射器(1)和电磁波接收器(2)分别安装于料仓外部的两侧的料仓壁(3)上，定向电磁波发射单元(1)和定向电磁波接收单元(2)之间构建一电磁波通道(4)。本实用新型的技术方案和中国专利CN102322920A所公开的超声波技术方案相比，其不受介质温度的影响，与仓壁的厚度关系不大，不需要使用粘合剂等附加售后保障工作。
文档编号G01F23/284GK202631053SQ20122025593
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者邵小欧 申请人:邵小欧