[实用新型]一种分体式超声波物位计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分体式超声波物位计，属于物位测量技术领域。

背景技术

分体式超声波物位计是利用声波反射原理测量容器内的物料高度的仪表，能够测量并显示物位值(液位或料位)、输出信号远传到主控室上位机。分体式超声波物位计由主机和超声波探头构成，图1为公知的分体式超声波物位计的主机和探头组成结构图。超声波探头通过由其引出的电缆与分体式超声波物位计主机相连，超声波探头内封装有超声波换能器，该换能器为收发合一的单换能器；分体式超声波物位计主机内包含有驱动超声波换能器发射超声波的换能器驱动电子单元和放大接收回波信号的接收电子单元，两个电子单元由单片机控制工作，单片机控制发射电子单元周期性的驱动超声波换能器，并处理接收电子单元识别出的回波信号，计算出测量数据。测量结果通过LCD液晶显示，并上传到主控室，主控室根据物位值的高低来控制其他设备进行相应的操作，实现对生产过程的自动控制。

现有的分体式超声波物位计，其超声波探头与主机之间传递的信号为模拟信号，即包括驱动超声波探头工作的近千伏的脉冲发射电压及仅毫伏级的回波微弱信号，回波信号通过电缆由分体式超声波物位计主机接收并进行放大以便能够识别。回波信号容易受到外界电磁干扰而参杂过大的噪声；另外微弱的回波信号通过较长的信号电缆时会产生较大的衰减，使主机对其放大识别比较困难。外界强的电磁干扰噪声也可能淹没微弱的回波信号，造成回波的无法识别或将噪声放大，形成错误的测量值。

实用新型内容

本实用新型提出了对上述分体式超声波物位计不足的解决方案，即把用于驱动超声波换能器工作的换能器驱动电子单元、用于接收识别回波信号的接收电子单元及控制两个单元工作的单片机从分体式超声波物位计主机移至超声波探头内，超声波的发射及接收均在探头内完成，真实的回波信号通过在探头中的接收单元及单片机进行了识别，已获得正确的距离测量值。超声波探头与分体式超声波物位计主机之间传递的是表示测量数据的数字信号，数字信号允许在很长的电缆中传递而不受干扰，也无衰减之忧，分体式超声波物位计主机能够得到可靠的检测数据，准确进行物位值的计算和处理。分体式超声波物位计主机与探头之间进行数字通信，能够对超声波探头的物位测量进行相应控制并接收测量数据，同时分体式超声波物位计主机还需对探头内的电子单元供电。

由于超声波换能器驱动单元及用于接收识别回波信号的接收单元移至超声波探头内，超声波的发射及回波的接收处理均在探头内完成，能够彻底消除由于较长的连接电缆而形成的外界电磁干扰，避免由于较长的连接电缆而衰减回波信号，回波信号能够由置于探头内的单片机有效可靠的识别，形成正确的测量数据。

同时由于发射单元和回波信号处理单元等部分移至超声波探头内，因此主机内部可以有充分的空间增加一些新的功能，如测量值的上下限报警、多组继电器控制、以及多种协议和接口向上位机远传数字信号，以满足不同现场测量控制的不同需求。这些功能由分体式超声波物位计内的单片机及相应电路和器件完成。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

图1是公知的分体式超声波物位计的主机和超声波探头组成结构示意图

图2是本实用新型分体式超声波物位计主机及超声波探头组成结构示意图。

图3是本实用新型分体式超声波物位计主机功能框图。

图4是本实用新型分体式超声波物位计探头组合结构示意图。

具体实施方式

本文提出1个优选的具体实施例(非限定的)，具体详述如下。

以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图2所示，整个分体式超声波物位计由主机及超声波探头构成，主机主要有以下几个功能模块：电源转换、显示模块、单片机系统和信号输出模块，能够对超声波探头的物位测量进行相应控制并接收测量数据，并完成物位的计算、显示并远传信号至上位机；超声波探头内集成了超声波换能器发射驱动电子单元、用于接收回波信号的回波信号接收电子单元及控制两个单元工作的单片机，用于驱动超声波换能器工作，并接收和识别从液面反射回的有效回波，计算检测距离，并将测量结果以数字信号方式传给分体式超声波物位计主机。分体式超声波物位计主机与超声波探头之间由从探头引出的电缆连接，分体式超声波物位计通过电缆向超声波探头供电并传送控制命令，超声波探头向主机传送表示测量值的数字信号。