智能無源數顯液位計的製作方法
2023-11-04 13:33:17 2
專利名稱：智能無源數顯液位計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量技術領域，是一種無源供電在線數字顯示及標準信號遠傳的智能型儀表。
背景技術：
目前，石油化工、熱電、治煉、輕工製藥等企業生產自動化方面，在線測量一次儀表中測量液位變化的儀表測量方式和技術結構多種多樣。以差壓式液位計為例它多採用差壓變送器為一次儀表，它要安裝正負取壓導管，三閥組，排汙閥，防寒拌熱保溫箱。只顯示液位的百分比，而在帶溫帶壓設備的液位測量時，還要解決氣相冷凝問題，通常是儀表要做負牽引，負導壓管線要加裝緩衝罐內充與被測介質密度相近的無腐蝕性介質。整個測量系統結構複雜，反應滯後，儀表笨重，誤差因素多，測量精度低，不能在線真實準確的顯示測量值，給企業生產帶來很多不便和資源浪費。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠實現在線數字顯示測量值，同時進行標準信號遠傳。結構簡單，重量輕，安裝維修方便，成本低，測量精度高，示值準確，安全可靠的智能無源數顯液位計。
解決其技術問題採用的技術方案是一種智能無源數顯液位計，其特殊之處是它包括主、付表體，在主表體內置有控制器，該控制器由單晶片微處理器與數字顯示器、電壓差放大器、電源電連接組成，在主表上設有信號輸入接口、標準信號輸出接口和傳感器接口，單晶片微處理器與主表體的標準信號輸出接口電連接，付表體上設有信號輸出接口、傳感器接口，主表體的信號輸入接口與付表體的信號輸出接口電連接，在主表體的傳感器接口上連接有液相壓力傳感器，在付表體的傳感器接口上連接有氣相壓力傳感器，液、氣相傳感器分別通過管路與被測設備液、氣相接口連接。所說的控制器還包括與單晶片微處理器電連接的密度調整器。所說的電源為光電池。所說的電源為由繼電器控制的備用乾電池。
本實用新型的智能無源數顯液位計的優點體現在1、使用了無源供電方式，由光電池不間斷供電，在微光下即可正常工作，其電壓低、功耗小，適合各類防爆場合使用，節能、安全可靠。
2、使用了氣相、液相分別取壓，氣、液相壓力信號電連接，不受氣相冷凝液等多種因素影響。
3、使用了單晶片微處理器，起到智能化作用，它將氣、液相壓力傳感器產生的電信號的電壓差經過數據處理，功率放大等過程，達到可驅動數字顯示器數字在線顯示測量值，並產生標準信號進行遠傳，起到變送器的作用，給現場操作巡檢帶來方便。
4、其結構簡單輕便，安裝維修方便，節能防爆，外因影響小，測量精度高，示值準確直觀。
圖1為智能無源數顯液位計主表體1結構示意圖圖2為圖1的A-A剖視示意圖圖3為智能無源數顯液位計付表體14結構示意圖圖4為控制器電路原理方框圖圖5為控制器電路原理圖圖6為智能無源數顯液位計系統連接示意圖具體實施方式
下面利用附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
參照圖1、2和6，智能無源數顯液位計的主表體1上設有信號輸入接口2、標準信號輸出接口4和傳感器接口3。傳感器接口3為正壓輸入接口。在主表體1內置有控制器，該控制器由在電路板12上設置的單晶片微處理器11與數字顯示器10、電壓差放大器25、密度調整器21、能夠接通備用乾電池9的繼電器19電連接組成。光電源8置於主表體1上光窗5的後部，數字顯示器10置於主表體1上數顯窗口6的後部。接線端子13置於主表體1內的後方，用於連接付表體14輸入信號和標準輸出信號，備用乾電池9置於主表體1內的下方，以便於更換。主表體後端置有後蓋20。在傳感器接口3上連接有液相壓力傳感器7，液相壓力傳感器7具有感壓體17。液相壓力傳感器7的感壓體17一端通過管路與被測量設備26液相接口27連接。
參照圖3和6，在付表體14內設有氣相壓力傳感器18，氣相壓力傳感器18的一端設有負壓輸入接口15，另一端設有信號輸出接口16。在負壓輸入接口15一端設有感壓體22，氣相壓力傳感器18的感壓體22一端通過管路與被測設備26氣相接口28連接。在付表體14內置有接線端子24，接線端子24、付表體14的信號輸出接口16，主表體1的信號輸入接口2電連接，將氣相壓力傳感器18感壓體22產生的信號接入主表體1內置的控制器中。
參照圖4和5，控制器的單晶片微處理器11與電壓差放大器25、數字顯示器10、電源8、9連接組成。控制器的電壓差放大器25由集成電路晶片IC1、電位器RW、電陰R1-R6、電阻RH1、RH2、電容C1、C2電連接組成。
主表體1的液相壓力傳感器7的感壓體17產生的電信號RH1和付表體14的氣相壓力傳感器18的感壓體22產生的電信號RH2和固定電阻R1、R2組成不平衡電橋。當RH1、RH2有電壓差時，輸出端產生電流、經過R3-R6和C1、C2組成的濾波電路濾波後，由集成電路晶片IC1放大後進入單晶片微處理器11的輸入端P3.5，電位器RW為調零電位器。單晶片微處理器11的電源8或9從管腳40和管腳20引入。單晶片微處理器11內置燒錄有數據處理系統包括(A/D轉換器)數字顯示器驅動器等。當單晶片微處理器11的輸入端P3.5有信號輸入時，此信號經過單晶片的微處理器11能夠由輸出端P3.1。輸出標準信號，此標準信號由主表體1的輸出接口4通過電連接至中央控制室。單晶片微處理器11輸出端P0.0-P0.7連接數字顯示器10，即LCD的D0-D7輸入端腳，而數字顯示器10的控制信號E、P/W、Ps與單晶片微處理器11的P2.2、P2.0管腳相連接。從而單晶片微處理器11的輸出信號又驅動數字顯示器10隨被測液位的變化而顯示被測的液位值。
參照圖6，智能無源數顯液位計的主表體1通過正壓輸入接口3的液相壓力傳感器7安裝在被測設備26的液相正取壓力閥門處。付表體14通過氣相壓力傳感器18安裝在被測設備26的氣相負取壓力閥門處。當被測液位等於零時，由於主表體1接受的壓力和付表體14接受的壓力相等。其電壓差等於零，此時主表體1內的控制器接受信號為零，其標準信號輸出為零，數字顯示器10所顯示的數值為零。當被測液位升高時，主表體1所接受的壓力隨之升高，付表體14接受的壓力未變。此時主表體1內的控制器就將主、付表體1、14的液、氣相傳感器7、18產生的兩個大小不等的信號轉換成電壓差進行數據處理，經功率放大後即輸出了對應被測液位的標準信號，同時又驅動數字顯示器10使其顯示對應被測液位的準確數值。調整密度調節器21，使其與被測介質的密度相應，從而使測量得以修正，使顯示的數值和輸出的標準信號值更準確。
本實用新型所採用的液、氣相壓力傳感器7、18，數字顯示器10、單晶片微處理器11，光電池8、乾電池9，繼電器19、密度調節器21，電壓差放大器25所用之器件均為市售產品，數字顯示器10採用液晶數字顯示器LCD，單晶片微處理器11採用MCS-8051單晶片。
權利要求1.一種智能無源數顯液位計，其特徵在於它包括主、付表體，在主表體內置有控制器，該控制器由單晶片微處理器與數字顯示器、電壓差放大器、電源電連接組成，在主表上設有信號輸入接口、標準信號輸出接口和傳感器接口，單晶片微處理器與主表體的標準信號輸出接口電連接，付表體上設有信號輸出接口、傳感器接口，主表體的信號輸入接口與付表體的信號輸出接口電連接，在主表體的傳感器接口上連接有液相壓力傳感器，在付表體的傳感器接口上連接有氣相壓力傳感器，液、氣相傳感器分別通過管路與被測設備液、氣相接口連接。
2.根據權利要求1所述的智能無源數顯液位計，其特徵在於所說的控制器還包括與單晶片微處理器電連接的密度調整器。
3.根據權利要求1所述的智能無源數顯液位計，其特徵在於所說的電源為光電池。
4.根據權利要求1所述的智能無源數顯液位計，其特徵在於所說的電源為由繼電器控制的備用乾電池。
專利摘要一種智能無源數顯液位計，屬於測量技術領域，其特點是它採用無源供電方式，通過單晶片微處理技術將液位變化的壓力差轉換成電壓差，再將電壓差處理成能達到標準信號遠傳和由數字顯示器在線顯示測量值。它包括主、副表體，在主表體上設有液相壓力傳感器、信號、標準信號輸入、輸出接口，在副表體上設有信號輸出接口、氣相壓力傳感器，主表體的信號輸入接口與副表體的信號輸出接口電連接，液、氣相壓力傳感器均與被測設備液、氣相接口連接。採用光電池或備用乾電池供電，具有結構簡單，安裝維護方便，節能防爆，測量精度高。示值準確，成本低等優點。
文檔編號G01F23/18GK2566247SQ0227521
公開日2003年8月13日 申請日期2002年9月10日 優先權日2002年9月10日
發明者胡澤民 申請人:胡澤民