一種磁致伸縮液位傳感器的製作方法

2023-10-11 01:58:24 1

專利名稱：一種磁致伸縮液位傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種液位傳感器，具體地說涉及一種磁致伸縮液位傳感器。
背景技術：
傳統的液位傳感器是包括變送器、傳感器和浮子，變送器中的拾振器為線圈拾振器，由偏磁磁鐵、拾振線圈和舌鐵組成，其偏磁磁鐵的位置、偏磁磁場強度、拾振線圈的纏繞工藝、舌鐵的材料以及舌鐵與磁致伸縮鋼弦的連接方式都影響傳感器的穩定性，製作工藝過於複雜。

發明內容
本實用新型的發明目的是提供一種製作工藝簡單的磁致伸縮液位傳感器。
本實用新型的目的是這樣實現的它是由變送器、傳感器和浮子組成，其特徵在於變送器殼體的上端裝有電源及信號接口，殼體內部裝有電路板支架、電路板支架與變送器殼體的下端固定連接，電路板固定在電路板支架上，上端鋼弦固定螺釘將絕緣板、電路板支架和鋼弦固定在一起，上端阻尼壓板、上端阻尼和電路板支架固定在一起，鋼弦從上端阻尼中間穿過，鋼弦壓在壓電陶瓷上，壓電陶瓷的一端與絕緣板固定連接，另一端是自由端，並且鋼弦與壓電陶瓷的自由端接觸，壓電陶瓷通過引線與電路板連接，傳感器外管上端通過密封鎖緊機構和密封圈與變送器殼體的下端密封連接，傳感器外管內有鋁槽，詢問電脈衝迴路引線穿過鋁槽與電路板相連，傳感器外管下端內有絕緣固定套，絕緣固定套內裝有下端阻尼、鋼弦拉緊彈簧和鋼弦下端固定軸，鋼弦從下端阻尼中間穿過與鋼弦下端固定軸固定連接，傳感器外管下端固定有浮子檔圈，傳感器外管中間裝有滑動連接的浮子。
如上所述的浮子是由包括浮子外殼、骨架、磁極片、配重片組成。浮子外殼為球形或柱形，中間有孔，可套在傳感器外管上滑動。通過調整配重片的重量，可改變浮子的整體密度，以便使浮子漂浮在液體表面或兩種不同密度的液體分界面。
如上所述的在傳感器外管上滑動的浮子根據需要可是1-20個如上所述的變送器殼體是拉環、上端蓋、變送器外殼、下端蓋、密封鎖緊機構、密封圈組成。
如上所述的鋼弦是由磁致伸縮材料製成。
本專利壓電陶瓷為拾振元件，無需偏磁，也不需舌鐵。只要將鋼弦壓在壓電陶瓷上，適當調整上端阻尼與壓電陶瓷之間的距離，就可得到返回脈衝。
如上所述電路板的電路由中央控制器、電源控制電路、信號轉換電路、脈衝發生電路、放大器和比較器組成。
磁致伸縮液位傳感器是通過測量浮在被測液體液面的浮子位置來求得所測液體液位的。使用時，先根據各層被測液體的密度，計算配重片的重量，使得浮子可精確浮在各層被測液體分界面。將浮子按照密度順序套在傳感器外管上，鎖好浮子檔圈。然後將傳感器垂直固定在被測液體中。
本實用新型具有如下優點(1)工藝簡單，生產效率高。
(2)性能穩定可靠。
(3)成本低，提高產品競爭力。
具體實施方式
圖面說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是本實用新型的A向放大結構示意圖圖3是本實用新型的B-B放大結構示意圖。
圖4是本實用新型的電路示意圖。
圖5是本實用新型的浮子的結構示意圖。
圖6是本實用新型的現有技術中變送器拾振器的結構示意圖。
如圖所示，變送器殼體3是拉環1、上端蓋2、變送器外殼、下端蓋4、密封鎖緊機構5、密封圈14組成。上端蓋2裝有電源及信號接口21，殼體3內部裝有電路板支架8、電路板支架8與變送器殼體3的下端蓋4固定連接，電路板22固定在電路板支架8上，上端鋼弦固定螺釘9將絕緣板28、電路板支架8和鋼弦15固定在一起，上端阻尼壓板29、上端阻尼16和電路板支架8固定在一起，鋼弦15從上端阻尼16中間穿過，鋼弦15壓在壓電陶瓷17上，壓電陶瓷17的一端與絕緣板28固定連接，另一端是自由端，並且鋼弦15與壓電陶瓷17的自由端接觸，壓電陶瓷17通過引線與電路22連接，傳感器外管6上端通過密封鎖緊機構5和密封圈14與變送器殼體3的下端蓋4密封連接，傳感器外管6內有鋁槽7，詢問電脈衝迴路引線19穿過鋁槽7與電路板22相連，傳感器外管6下端內有絕緣固定套12，絕緣固定套12內裝有下端阻尼18、鋼弦拉緊彈簧11和鋼弦下端固定軸10，鋼弦15從下端阻尼18中間穿過與鋼弦下端固定軸10固定連接，傳感器外管6下端固定有浮子檔圈13，傳感器外管6中間裝有滑動連接的浮子23、27。
浮子23、27是由浮子外殼30、骨架24、磁極片25、配重片26組成。浮子外殼30為球形或柱形，中間有孔，可套在傳感器外管6上滑動。
20是信號線，31是偏磁磁鐵，32是拾振線圈，33是舌鐵。
傳感器電源由電源接口42接入，經電源控制電路41輸出電壓3.3伏的數字電源VDD和電壓為5伏的模擬電源VCC分別為數字電路和模擬電路供電。整體電路由微型計算機36控制，微型計算機36通過接口電路35、信號接口34連接信號總線，與上位機聯繫。接口電路可以是485轉換電路，也可以是4-20mA轉換電路。上位機可以是PC機、二次表或其他控制系統。脈衝發生電路37在微型計算機36控制下發出約20伏的詢問脈衝。此脈衝可由倍壓電路產生。浮子的張力脈衝由拾振器38接收，經放大器39放大，比較器40整形，送入微型計算機36。放大器39為高速運算放大器組成的比例放大器，比較器為通用晶片，如LM393。拾振器為接收型壓電陶瓷片，如圖3。工作時，當微型計算機36通過信號總線，經接口電路35接收到上位機命令後，向脈衝發生電路37發出命令，由脈衝發生電路37產生一詢問脈衝，此脈衝在波導絲15中產生了一垂直沿波導絲方向的環形磁場。環形磁場與浮子中的永久磁場相互作用，產生磁致伸縮效應，使波導絲發生扭動，產生張力脈衝，張力脈衝沿波導絲15分兩路傳送，一路被下端阻尼器18吸收，另一路沿波導線15返回被拾振器38接收，經放大器39放大，由比較器40整形，形成微型計算機36可識別的返回脈衝，微型計算機36通過計算詢問脈衝與返回脈衝之間的時間差，即可精確測出被測浮子的位置，從而得到被測液體的液位。
權利要求1.一種磁致伸縮液位傳感器它是由變送器、傳感器和浮子組成，其特徵在於變送器殼體(3)的上端裝有電源及信號接口(21)，殼體(3)內部裝有電路板支架(8)、電路板支架(8)與變送器殼體(3)的下端固定連接，電路板(22)固定在電路板支架(8)上，上端鋼弦固定螺釘(9)將絕緣板(28)、電路板支架(8)和鋼弦(15)固定在一起，上端阻尼壓板(29)、上端阻尼(16)和電路板支架(8)固定在一起，鋼弦(15)從上端阻尼(16)中間穿過，鋼弦(15)壓在壓電陶瓷(17)上，壓電陶瓷(17)的一端與絕緣板(28)固定連接，另一端是自由端，並且鋼弦(15)與壓電陶瓷(17)的自由端接觸，壓電陶瓷(17)通過引線與電路板(22)連接，傳感器外管(6)上端通過密封鎖緊機構(5)和密封圈(14)與變送器殼體(3)的下端密封連接，傳感器外管(6)內有鋁槽(7)，詢問電脈衝迴路引線(19)穿過鋁槽(7)與電路板(22)相連，傳感器外管(6)下端內有絕緣固定套(12)，絕緣固定套(12)內裝有下端阻尼(18)、鋼弦拉緊彈簧(11)和鋼弦下端固定軸(10)，鋼弦(15)從下端阻尼(18)中間穿過與鋼弦下端固定軸(10)固定連接，傳感器外管(6)下端固定有浮子檔圈(13)，傳感器外管(6)中間裝有滑動連接的浮子(23、27)。
2.如權利要求1所述的一種磁致伸縮液位傳感器，其特徵在於所述的浮子(23、27)是由浮子外殼(30)、骨架(24)、磁極片(25)、配重片(26)組成。
3.如權利要求2所述的一種磁致伸縮液位傳感器，其特徵在於浮子(23、27)外殼(30)為球形或柱形，中間有孔。
4.如權利要求1所述的一種磁致伸縮液位傳感器，其特徵在於所述在傳感器外管(6)上滑動的浮子(23、27)是1-20個。
5.如權利要求1所述的一種磁致伸縮液位傳感器，其特徵在於所述的變送器殼體(3)是拉環(1)、上端蓋(2)、變送器外殼、下端蓋(4)、密封鎖緊機構(5)、密封圈(14)組成。
6.如權利要求1所述的一種磁致伸縮液位傳感器，其特徵在於所述的鋼弦(15)是由磁致伸縮材料製成。
7.如權利要求1所述的一種磁致伸縮液位傳感器，其特徵在於壓電陶瓷(17)為拾振元件。
8.如權利要求1所述的一種磁致伸縮液位傳感器，其特徵在於所述電路板(22)的電路由中央控制器(36)、電源控制電路(41)、信號轉換電路、脈衝發生電路(37)、放大器(39)和比較器(40)組成。
專利摘要一種磁致伸縮液位傳感器它是由變送器、傳感器和浮子組成，變送器殼體(3)的內部裝有電路板支架(8)、電路板(22)，絕緣板(28)、上端阻尼壓板(29)、上端阻尼(16)和電路板支架(8)固定在一起，鋼弦(15)從上端阻尼(16)中間穿過，鋼弦(15)壓在壓電陶瓷(17)上，壓電陶瓷(17)通過引線與電路板(22)連接，傳感器外管(6)內有鋁槽(7)，詢問電脈衝迴路引線(19)穿過鋁槽(7)與電路板(22)相連，傳感器外管(6)下端內有絕緣固定套(12)，下端阻尼(18)、鋼弦拉緊彈簧(11)和鋼弦下端固定軸(10)，傳感器外管(6)中間裝有滑動連接的浮子(23、27)。本實用新型具有工藝簡單，生產效率高，性能穩定可靠，成本低，提高產品競爭力的優點。
文檔編號G01F23/72GK2788152SQ200520011318
公開日2006年6月14日 申請日期2005年4月4日 優先權日2005年4月4日
發明者康慧, 吳申, 陳清君 申請人:太原理工天成科技股份有限公司