多物理參數共用檢測裝置的製作方法
2023-10-26 13:25:37 1
專利名稱：多物理參數共用檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多物理參數共用檢測裝置，屬測量傳感器。它包括與被測物理參數對應的多個敏感電子元件及其信號變速、控制電路印刷板。
目前，用於檢測各種物理參數的傳感器裝置都屬分立安裝、功能單一。這樣，當某些場合需同時測定多個物理參數時，就得在每一測點處安裝多個不同傳感器結構，造成整個檢測系統布線複雜、現場安裝不便、工程造價昂貴。另外，在油庫一類需防爆場合分布電線過多也不符合防爆要求。
本實用新型目的是克服已有技術的不足，提供一種系統結構簡單、多個傳感元件安裝於同一殼體的多個物理參數共用檢測裝置。
本實用新型具體實現方案如下與已有技術中的傳感器一樣，它包括與被測；物理參數對應的多個敏感電子元件及其信號變送、控制電路印刷板，不同的是所述的各部分都裝於同一個上表面上開有通氣間隙、下部封閉的傳感器頭殼體內，各敏感元件分別裝在中心隔板朝向通氣間隙的上表面上、電路印刷板安裝在中心隔板下的腔體內，各敏感元件的轉換信號經過同一轉送電路經選通而分別傳至二次儀表，各傳感器頭與一根包含著兩條輸入信號線、兩條輸出信號線，兩條電源線及一條地線的七芯電纜總線相接，該總線與檢測現場外的二次儀表相接。
在實施上述方案時，其有關電路可這樣實現各敏感元件的信號轉換電路都由一個平衡電橋及一級差動放大器組成，敏感元件接在電橋的一個支路上，電橋平衡時的兩個等電位點作為差動放大器的兩個輸入端；信號傳送電路由一個多輸入端的電子摸擬開關器IC5、一個光電藕合器IC7、控制器IC4、壓頻轉換器(VFC)IC6組成，上述的各差動放大器的輸出端皆作為IC5的輸入端，二次儀表的指令信號經過IC7藕合傳給IC4，IC4控制IC5選通傳感電壓信號並送至IC6，IC6將該信號轉換為頻率信號輸給二次儀表。
本實用新型若用於防爆場合，只要對傳感器頭部進行防爆處理即可。
本實用新型優點是1.簡化系統結構。將多個傳感元件裝於同一殼體內，簡化了現場安裝操作；無論現場需要裝多少傳感器頭，只需要一根七芯電纜總線與場外的二次儀表相接，這樣就將現場布線降至最少且有利於多點集中檢測。
2.造價低廉。由於多個傳感器共用一個殼體、一套信號傳送電路，與現有技術相比就大大降低了成本。
3.擴充系統能力方便。只要在二次儀表容量允許範圍內，這一根七芯電纜總線可帶任意多個傳感器頭；每個傳感器頭也可根據需要擴充或減少傳感元件的個數，只要將二次儀表數字處理部分做相應修改即可。
4.系統可靠性高。將傳感電壓信號變換成頻率脈衝信號輸給二次儀表、以光電藕合結構將二次儀表指令信號傳輸給傳感器，這些措施都有效地提高了信號傳輸精度、提高了系統對靜電、電源噪聲等的抗幹擾能力。
附
圖1為本實用新型結構主視圖。
附圖2為本實用新型系統連接示意圖。
附圖3為本實用新型電原理圖。
以下結合附圖及實施例對本實用新型做進一步敘述本實施例是用於對油庫空氣溫度、溼度及可燃氣體濃度進行防爆檢測。其傳感器頭結構如圖1所示包括殼體1、中心隔板2、固定螺釘3、隔爆罩4、敏感元件5、隔爆組件6、敏感元件引線7、電路印刷板8、支柱連接螺釘9及固定螺栓10。整個傳感器頭被中心隔板2分成上、下兩部分，三個不同敏感元件分別裝於各自隔爆罩4內，固定於中心隔板2上，殼體1的上部表面上開有通氣間隙11，整個上部殼體與中心隔板2之間由螺釘3固定連接；殼體1的下部是一個封閉面，電路板8通過支柱連接螺釘9固定於中心隔板2上，下部殼體與中心隔板2之間通過螺栓10固定連接；各敏感元件的電路引線7通過隔爆組合件6腔體而與電路板8相接。
由於油庫空間太大，不同小區域的同一物理參數也可能不一樣，因此需多點集中檢測，即在不同處分別設置若干個圖1所示的那種傳感器頭，再將它們的傳感信號在同一條電纜總線上經選通後分別送至油庫外的二次儀表進行數據處理。該系統連接原理如圖2所示，若干個傳感器頭12經過各自電源分線盒13都並接在七芯電纜總線14上，最後與二次儀表15相接。
圖3中展示了電路原理，圖中，測溫度電路為一級惠斯登電橋及差動放大器A1構成，以熱敏電阻BA2作為敏感件而接入電橋的一臂，電橋兩個平衡時的等電位點作為A1的兩個輸入端，測可燃氣濃度電路也由一級惠斯登電橋及差動放大器A3構成，以鉑絲電阻QM1為敏感元件、QM2為補償元件而將二者接入相鄰的兩個橋臂，電橋平衡時的兩個等電位點作為A3的兩個輸入端，這裡其中一個點位於QM1與QM2兩臂之間；測溼度電路為一級多諧電橋及差動放大器A2構成，以高分子有機薄膜溼敏電容HM為敏感元件而接入多諧電橋一側的充放電迴路中，電橋兩個多諧振蕩輸出端經RC支路濾波後作為A2的兩個輸入端。當電路中敏感件隨外界物理參數變化而變化時，則破壞了電橋平衡，則所對應的差動放大器將有輸出信號。三個差動放大的輸出端都作為電子摸擬開關IC5的輸入端，二次儀表的指令信號經過光電藕合器IC7傳給控制器IC4，IC4即按指令去控制IC5選通電壓信號並送至作為壓頻轉換器(VFC)的IC6、同時使BG3、BG4複合管導通以使串接在其集電極上的繼電器線圈J通電，這樣，IC6所輸出的頻率信號即可通過J的兩個閉合觸點輸送給二次儀表。
權利要求1.多物理參數共用檢測裝置，包括與被測物理參數對應的多個敏感電子元件及其信號變送、控制電路印刷板，其特徵是上述各部分皆裝於一個上表面上開有通氣間隙、下表面封閉的傳感器頭殼體內，各敏感元件裝在中心隔板面向通氣間隙的上表面上、電路印刷板裝在中心隔板下面的腔體內，各敏感元件的傳感信號經過同一傳輸電路送至二次儀表，一根包含兩條輸入信號線、兩條輸出信號線、兩條電源線及一條地線的七芯電纜作為總線將各傳感器頭與二次儀表相接。
2.根據權利要求1所述檢測裝置，其特徵是a.各敏感元件的信號轉換電路都是一個平衡電橋及一級差動放大器組成，敏感元件接在電橋的一個支路上，電橋平衡時的兩個等電位點作為差動放大器的兩個輸入端，b.信號傳送電路由一個多輸入端的電子模擬開關器IC5、一個光電藕合器IC7、控制器IC4、壓頻轉換器(VFC)IC6組成，上述各差動放大器的輸出端皆作為IC5的輸入端，二次儀表的指令信號經過IC7藕合傳給IC4、IC4控制IC5選通傳感電壓信號並送至IC5，IC6將該信號轉換為頻率信號輸給二次儀表。
3.根據權利要求1所述共用檢測裝置，其特徵是敏感元件分別是檢測空氣中溫度的熱敏電阻、溼度的高分子有機薄膜溼敏電容及可燃氣體濃度的鉑絲電阻，它們分別裝於各自隔爆罩內安裝在傳感器頭殼體內的中心隔板上表面上。
專利摘要本實用新型系一種多物理參數共用檢測裝置，它將多個不同物理參數的敏感元件及其傳感電路板裝於同一殼體內，各敏感元件傳感信號共用同一傳送電路至二次儀表。本實用新型具有系統結構簡單、便於多點集中檢測、造價低廉等優點。
文檔編號G01D21/02GK2063223SQ8922207
公開日1990年10月3日 申請日期1985年5月26日 優先權日1985年5月26日
發明者姚勝利, 陳軍民 申請人:中國人民解放軍81956部隊