[发明专利]一种超声波物位计及超声波物位计控制系统

说明书

本发明实施例公开了一种超声波物位计及超声波物位计控制系统，其中，超声波物位计包括：传感器模块、处理器模块、二线制以太网通信模块和以太网接口；处理器模块与传感器模块和二线制以太网通信模块连接，以太网接口与二线制以太网通信模块以及以太网连接。本发明实施例中，通过设置二线制以太网通信模块，超声波物位计可通过一对双绞线在以太网上实现高性能、远距离的全双工数据传输；另外，在测量过程中可以方便地将超声波物位计集成到现有以太网环境中，无需附加网关和接口，安装快速方便，能够与任意IT网络实现透明连接，有利于实现上层到底层之间的一网到底、互联互通，降低工业现场测量时设备搭建的复杂性，提高数据传输效率。

技术领域

本发明实施例涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及一种超声波物位计及超声波物位计控制系统。

背景技术

超声波物位计是工业现场常用的一次仪表，是工业控制系统中的一个基本单元，也是整个控制系统得以正常工作的基石。超声波物位计安装于容器上部，在电子单元的控制下，探头向被测物体发射一束超声波脉冲。声波被物体表面反射，部分反射回波由探头接收并转换为电信号。从超声波发射到重新接收的时间与探头至被测物体的距离成正比。电子单元检测该时间，并根据已知的声速计算出被测距离，达到测量物位的目的。

随着电子科学技术的不断发展，流程工业对超声波物位计的以太网传输有特殊要求，要求主干网的传输距离长达1000米，分支的传输距离也要200米，而且还有防爆和本安的特殊要求。传统4～20mA电流环技术和PA/FF等数字电流环技术具有抗干扰能力强、传输距离远、支持两线制供电等优点，但属于专用通信技术，需要通过网关接入以太网；普通10M/100M以太网技术能够实现从顶层到底层的一网到底、互联互通，但只能实现100米范围内的数据传输，且至少需要4根线，不符合工业现场常用的两线制供电习惯。

发明内容

基于上述现有技术的缺陷，本发明提供一种超声波物位计及超声波物位计控制系统，以提高超声波物位计的工作效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种超声波物位计，包括：

传感器模块、处理器模块、二线制以太网通信模块和以太网接口；所述处理器模块分别与所述传感器模块和所述二线制以太网通信模块连接，所述以太网接口分别与所述二线制以太网通信模块以及以太网连接；

所述处理器模块用于根据所述以太网中传输的第一控制信号向所述传感器模块发出第二控制信号；所述传感器模块用于根据所述第二控制信号向待测物体发射超声波，并将所述待测物体反射的反射波信号发送至所述处理器模块；所述处理器模块用于根据所述反射波信号确定所述待测物体的测量信息，并将所述测量信息传输至所述以太网。

第二方面，本发明实施例还提供了一种超声波物位计控制系统，包括本发明任意实施例提供的超声波物位计，该控制系统还包括：

中层网络附件和上层控制设备；

所述中层网络附件分别与所述超声波物位计的所述以太网接口以及所述上层控制设备连接，所述中层网络附件用于将所述上层控制设备发出的第一控制信号传输至所述超声波物位计，并将所述超声波物位计的所述测量信息传输至所述上层控制设备。

本发明实施例中，在超声波物位计中设置传感器模块、处理器模块、二线制以太网通信模块和以太网接口，超声波物位计中的处理器模块通过二线制以太网通信模块与以太网中的上层控制设备进行数据交互。通过设置二线制以太网通信模块，超声波物位计可以通过一对双绞线在以太网上实现高性能的全双工数据传输，并且可以实现远距离数据传输；另外，在测量过程中可以方便地将超声波物位计集成到现有的以太网环境中，无需附加网关和接口，安装快速方便，能够与任意IT网络实现透明连接，有利于实现上层到底层之间的一网到底、互联互通，降低工业现场测量时设备搭建的复杂性，提高数据传输效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种超声波物位计的结构示意图；