單線電極傳感式水位監視儀的製作方法

2023-07-08 10:25:36 2

專利名稱：單線電極傳感式水位監視儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水位監視儀，特別是一種單線電極傳感式水位監視儀，它由單線電極式水位傳感器及水位監視儀兩部分組成。
現在水位監視儀的電極式水位信號傳送方式，採用價格昂貴的多芯信號電纜傳送，水位信號的傳送精度受信號線多少的局限，影響水位顯示精度。
本實用新型的目的就是要提供一種單線電極傳感式水位監視儀。它由水位傳感器輸出水位信號，採用單線傳送水位信號的方式傳送到水位監視儀。可以在遠距離方便、準確的對水位進行監視，出現異常情況時可自動報警。
本實用新型是這樣實現的單線電極傳感式水位監視儀由水位傳感器電路、信號檢測放大電路、信號比較電路、光報警電路、聲報警電路、模數轉換電路、數碼顯示屏、電源電路等部分組成。
模數轉換電路、數碼顯示屏由電源電路提供正、負5V電壓。水位傳感器電路、信號檢測放大電路、信號比較電路、光報警電路、聲報警電路由電源電路供給5.7V的電壓。
同現有的壓力式水位傳感器相比，具有可靠性高，壽命長，不受環境溫度影響，無零點漂移現象，耐腐蝕，製造成本低等優點。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明

圖1為水位傳感器外形示意圖圖2為水位傳感器的電路原理圖圖3為水位監視儀外形示意圖圖4為單線電極傳感式水位監視儀電路結構方框圖圖5為提供5.7V電壓的電源電路圖圖6為提供正、負5V電壓的電源電路圖圖7為單線電極傳感式水位監視儀的電路原理圖參照圖1、圖2、圖7。水位傳感器由密封外殼(1)和置於其中的電路組成，其電路由多個阻值相同的電阻元件組成。電極引線數量與電阻數量相對應，各電極引線觸點處於不同水位且依次排列。當水位升高時，淹沒的電極引線觸點的個數增多，即水位傳感器併入迴路的電阻增多，總電阻減小，水位傳感器輸出信號電流增大；當水位降低時，則相反，水位傳感器輸出信號電流減小，依靠電阻個數的變化，並選擇適當數量的電阻，水位傳感器即可靈敏，精確的輸出水位信號，並通過單根信號線送至水位監視儀，便於工作人員監視和記錄。水位傳感器的使用環境要求水箱和管道不能使用絕緣材料且必須與電源零線接通，以構成水位傳感器的工作迴路。
參照圖3、圖4、圖5、圖6、圖7，水位監視儀是由殼體(2)、支腳(3)、數碼顯示屏(4)、光報警(5)、聲報警器(6)、聲報警開關(7)、上、下限報警選擇開關(8)、報警水位設定旋扭(9)及置於殼體(2)中的電路組成。
水位監視儀的電路是由信號檢測放大電路、信號比較電路、光報警電路、聲報警電路、模數轉換電路、5.7V的電源電路，正、負5V的電源電路組成。
信號檢測放大電路中，可調電阻W7與電阻R2並聯調節放大倍數，並與用來調零的可調電阻W1和電阻R1一起接到運算放大器IC1的反相輸入端，用來作信號檢測和數字校對的W2與電容C1、C2並聯接到運算放大器的同相端，電容C1、C2用來抗幹擾，IC1用來放大水位傳感器輸出的信號。
信號比較電路是由可調電阻W3，電位器W5，運算放大器IC2組成。IC1輸出端接IC2同相端，電位器W5接到運算放大器IC2的反相端。其中IC2起信號比較作用，W5設定水位信號，給由前一部分電路輸送過來的信號一個比較基準，W3是報警水位設定旋扭刻度的調節電阻。
開關K1為上、下限報警選擇開關，當K接通1時報警為上限報警；當K接通2時報警為下限報警。
光報警電路與聲報警電路是執行電路。在水位傳感器輸送的信號超過設定比較信號時，同時進行聲光報警，提醒工作人員注意。由振蕩器1／4IC3、R3、C3與光報警的執行機構電阻R4、R5，三極體BG1以及後一個1／4IC3(起上一個1／4IC3、R3、C3振蕩反向作用)，發光二極體LED組成光報警電路。聲報警電路由報警電源開關(由電阻R6、R7、三極體BG2組成)、發聲執行機構(由三極體BG3、電阻R8，二極體D16、D17，揚聲器Y組成)和音源電路IC7、二極體D12、D13、D14、D15、電容C4組成整個電路。
模數轉換電路由IC4、電容C5、C6、C7、C8、C9，電阻R9、R10、R11、R12，電位器W6，二極體D11組成。此電路將輸送來的信號由模擬量轉換為數字量，並送入數碼顯示屏顯示出水位高度。
圖5所示二極體D1、D2、D3、D4、D5，電容C10、C11、IC5組成，將9V交流電壓變為5.7V直流電壓輸出使電壓滿足電路要求，此電路為水位傳感器、信號檢測放大電路、信號比較電路、聲光報警電路供電。
圖6所示電源電路為模數轉換器電源。數碼顯示屏電源，由D6、D7、D8、D9、D10、C12、C13、C14、R13、IC6穩壓器元件組成。
電路各元件參數選擇如下IC1選擇μA741；IC2選擇μA741；IC3選擇CD4093；IC4選擇ICL7107；IC5選擇LM7805；IC6選擇LM7805；IC7選擇KD－9300；BG1選擇9013；BG2選擇9013；BG3選擇9013；W1＝470K；W2＝150Ω；W3＝4.7K；W4＝10K；W5＝10K；W6＝1K；W7＝150K；D1、D2、D3、D4選擇IN4007；D5選擇IN4148；D6、D7、D8、D9選擇IN4007；D10選擇IN4007；D11選擇IN4148；D12、D13、D14、D15選擇IN4148；D16、D17選擇IN4007；R1＝270Ω；R2＝270KΩ；R3＝91KΩ；R4＝3KΩ；R5＝360Ω；R6＝3KΩ；R7＝270Ω；R8＝27Ω；R9＝100KΩ；R10＝15KΩ；R11＝1MΩ；R12＝47KΩ；R13＝600Ω；R14＝36K；水位傳感器電阻Rn＝100KΩ；C1＝0.1μF；C2＝4.7μF；C3＝2.2μF；C4＝10μF；C5＝100PF；C6＝0.1μF；C7＝0.01μF；C8＝0.47μF；C9＝0.22μF；C10＝470μF；C11＝220μF；C12＝470μF；C13＝220μF；C14＝330μF。
權利要求1.一種單線電極傳感式水位監視儀是由水位傳感器和水位監視儀兩部分組成，其特徵在於a.水位傳感器由密封外殼(1)和置於密封外殼(1)中的電路組成，水位傳感器與水位監視儀採用單根信號傳送線連接方式，b.水位監視儀由殼體(2)、支腳(3)、數碼顯示屏(4)、光報警指示器(5)、聲報警器(6)、聲報警開關(7)、上、下限報警選擇開關(8)、報警水位設定旋扭(9)及置於殼體(2)中的電路組成。
2.根據權利要求1所述的單線電極傳感式水位監視儀，其特徵在於a.水位傳感器的電路是由多個阻值相同的電阻元件組成，電極引線數量與電阻數量相對應，各電極處於不同水位依次排列，b.水位傳感器的密封外殼(1)為一完全密封的小容器，電極引線和信號傳送線留在外面，其它的全部密封在密封外殼(1)內。
3.根據權利要求1所述的單線電極傳感式水位監視儀，其特徵在於a.水位監視儀的電路是由信號檢測放大電路、模數轉換電路、信號比較電路、光報警電路、聲報警電路、電源電路組成，b.信號檢測放大電路是由電容C1、C2，電阻R1、R2，可調電阻W1、W2、W4、W7，運算放大器IC1組成，信號檢測放大電路對由水位傳感器通過單根信號線傳送過來的信號進行檢測放大後，送至模數轉換電路和信號比較電路，c.模數轉換電路由放大器IC4，電容C5、C6、C7、C8、C9，電阻R9、R10、R11、R12，可調電阻W6，二極體D11組成，模數轉換電路將信號由模擬量轉換為數字量，然後送入數碼顯示屏顯示的數碼為某一水位高度，d.信號比較電路是由可調電阻W3，電位器W5，運算放大器IC2組成，信號比較電路將送過來的水位信號與設定的電壓信號進行比較，以確定是否需要聲光報警，e.光報警電路由兩個1／4IC3，電阻R3、R4、R5，三極體BG1，電容C3，發光二極體LED組成。聲報警電路由音源集成塊IC7，電阻R6、R7、R8，電容C4，三極體BG2、BG3，二極體D12、D13、D14、D15、D16、D17，揚聲器Y組成。開關K在1點時為上限報警，在2點時為下限報警。
專利摘要本實用新型公開了一種單線電極傳感式水位監視儀。它採用單線傳送水位信號方式，水位傳感器是由多個電阻組成，每個電阻上的電極引線觸點按一定高度差排列，其輸出信號的大小由水位的高低決定。輸出的信號經運算放大器IC
文檔編號G01F23/22GK2160889SQ9321601
公開日1994年4月6日 申請日期1993年6月13日 優先權日1993年6月13日
發明者劉天閣 申請人:劉天閣