一種基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元和分體式超聲波液位計的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種超聲波液位計，屬于測量器具領域。
【背景技術】
[0002]在工業生產過程中，液位測量是常用操作，通過測量容器中液體介質的高低可用于自動化生產過程中的液位檢測控制，報警，數據分析與處理。隨著技術的進步和計算機技術的發展，目前的液位測量已經實現了自動檢測智能化，數據處理快速化，從而提高了生產效率。
[0003]目前，測量領域已經發展了多種不同的液位測量方案，在諸多方案中由于超聲波反射檢測根據超聲波從發射到接收發射回波的時間間隔大小與被測介質高度成比例關系的原理實現液位測量，可以實現定點和連續的測量，且其對各種測量環境都具有很好的適應性，在工業領域獲得了廣泛應用，成為倍受歡迎的液位測量方式。
[0004]已有的超聲波液位計由兩部分組成，包括傳感器(超聲波傳感器)和變送器(電子測量和控制單元)。傳感器與變送器采用電纜連接，電纜的一端接在變送器的接線端子上，另一端直接焊接在傳感器的電路板上，然后用密封膠進行密封和加固。當傳感器在諸如泥漿等惡液體劣環境時(例如測量泥水界面應用)，一旦傳感器出現故障，因為變送器直接和傳感器相連。傳感器損壞也會導致變送器損壞。變送器價格是傳感器價格的幾十倍，且變送器內部存儲有多種設置參數和歷史數據，導致更換維修變送器非常麻煩，成本也非常高。
[0005]因此，本領域存在一種迫切需求，能夠有效將變送器與傳感器隔離開來，從而避免損失和損壞，降低應用成本。

【發明內容】

[0006]針對現有技術的不足，本實用新型公開了一種基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元，并在此基礎上提供了一種應用上述單元的分體式超聲波液位計，通過利用電磁變壓原理實現了超聲波傳感器和變送器的物理隔離，有效防止了超聲波傳感器損壞導致變送器損壞。
[0007]具體地說，本實用新型是通過如下技術方案實現的:
[0008]—種基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元，包括變送器和超聲波傳感器，變送器連接到變壓器的原邊，超聲波傳感器連接到變壓器的副邊;該變壓器的原邊上還連接有用于產生激勵電壓的開關管，開關管的工作頻率不同于變送器和傳感器通訊的通訊信號調制頻率。
[0009]通過上述結構改進，開關管導通后在變壓器的原邊產生激勵電壓，變壓器的副邊次級感應到該激勵電壓使連通的傳感器的電源芯片產生傳感器工作電壓。將變送器和傳感器通訊的通訊信號調制到所需頻率f2作為載波信號疊加到開關管的工作頻率，使變送器就和傳感器可以相互通訊。在此情況下，變送器和超聲波傳感器是完全物理隔離的，即使超聲波傳感器損壞也不會影響到變送器。
[0010]為了保證通訊傳輸質量，變送器和傳感器通訊的通訊信號調制頻率應顯著高于開關管的工作頻率，一般而言不低于開關管工作頻率的五倍。
[0011]在上述基礎上，本實用新型公開了一種分體式超聲波液位計，應用了本實用新型所公開的基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元，在具體安裝過程中，將變送器和開關管封裝于第一環形殼體內，連接變送器的電纜一端連接在變送器的端子上，另一端突出第一環形殼體的線圈接頭和變壓器的原邊線圈封裝于空心的塑料棒中；超聲波傳感器封裝于第二環形殼體內，連接超聲波傳感器的電纜一端連接于超聲波傳感器，另一端突出第二環形殼體的線圈接頭和變壓器的副邊線圈封裝于具有圓孔的圓柱體中，圓柱體的圓孔能夠容納塑料棒。
[0012]通過上述結構，即可將傳感器與變送器完全分體隔離開來，保證了產品的使用壽命O
[0013]優選的，塑料棒由樹脂材料制成，具有良好的耐老化、耐氧化等特性，適用于惡劣的應用環境。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元電路結構示意圖；
[0015]圖2為本實用新型的分體式超聲波液位計安裝結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]在下述實施中，申請人結合附圖對本實用新型的實現進行了具體、詳盡的描述。本領域技術人員應意識到如下所提供的實施僅為示意性的，并不對本實用新型構成特別限制，本領域技術人員在理解和掌握本實用新型發明實質的基礎上所進行的調整、修改和改進依舊屬于本實用新型的保護范圍。
[0017]參考圖1，顯示了本實用新型的基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元電路結構，包括變送器和超聲波傳感器，變送器連接到變壓器的原邊，超聲波傳感器連接到變壓器的副邊;該變壓器的原邊上還連接有開關管。
[0018]在工作時，用頻率為fl的脈沖打開開關管使其具有fl工作頻率，開關管導通后在變壓器的原邊產生激勵電壓，變壓器的副邊次級感應到電壓通過電源芯片產生傳感器工作電壓VCCl。將變送器和傳感器通訊的通訊信號調制到頻率f2(f2>>fl)載波信號并疊加到f I上，使變送器和超聲波傳感器相互通訊。
[0019]參考圖2，顯示了本實用新型的基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元電路結構安裝到分體式超聲波液位計的具體實現，變送器和開關管封裝于第一環形殼體內，連接變送器的電纜一端連接在變送器的端子上，另一端突出第一環形殼體的線圈接頭和變壓器的原邊線圈封裝于空心的塑料棒I中；超聲波傳感器封裝于第二環形殼體內，連接超聲波傳感器的電纜一端連接于超聲波傳感器，另一端突出第二環形殼體的線圈接頭和變壓器的副邊線圈封裝于具有圓孔2的圓柱體中，圓柱體的圓孔能夠容納塑料棒，且二者均由環氧樹脂制成。
【主權項】
1.一種基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元，其特征在于包括變送器和超聲波傳感器，變送器連接到變壓器的原邊，超聲波傳感器連接到變壓器的副邊;該變壓器的原邊上還連接有用于產生激勵電壓的開關管，開關管的工作頻率不同于變送器和傳感器通訊的通訊信號調制頻率。2.根據權利要求1的分體式超聲波液位測量單元，其特征在于變送器和傳感器通訊的通訊信號調制頻率不低于開關管工作頻率的五倍。3.—種分體式超聲波液位計，包含權利要求1的基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元，其特征在于變送器和開關管封裝于第一環形殼體內，連接變送器的電纜一端連接在變送器的端子上，另一端突出第一環形殼體的線圈接頭和變壓器的原邊線圈封裝于空心的塑料棒中；超聲波傳感器封裝于第二環形殼體內，連接超聲波傳感器的電纜一端連接于超聲波傳感器，另一端突出第二環形殼體的線圈接頭和變壓器的副邊線圈封裝于具有圓孔的圓柱體中，圓柱體的圓孔能夠容納塑料棒。4.根據權利要求3的基于磁隔離的分體式超聲波液位計，其特征在于塑料棒由樹脂材料制成。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于磁隔離的分體式超聲波液位測量單元和安裝了上述單元的分體式超聲波液位計，所公開的分體式超聲波液位測量單元包括變送器和超聲波傳感器，變送器連接到變壓器的原邊，超聲波傳感器連接到變壓器的副邊；該變壓器的原邊上還連接有用于產生激勵電壓的開關管，開關管的工作頻率不同于變送器和傳感器通訊的通訊信號調制頻率。本實用新型的分體式超聲波液位測量單元通過采用變壓器實現了傳感器與變送器的物理連接隔離，當傳感器損壞后，不會對變送器有任何的影響。
【IPC分類】G01F23/296
【公開號】CN205280184
【申請號】CN201520786362
【發明人】王巧丹
【申請人】合肥市恒昌自動化控制有限責任公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年10月9日