專利名稱：液溫液位傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工業(yè)傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種液溫液位傳感器。
背景技術(shù)：
我國(guó)現(xiàn)有應(yīng)用在連鑄機(jī)板坯液面檢測(cè)的傳感器，都采用傳感器與檢測(cè)部分分離的結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中存在一定問題，傳感器為渦流測(cè)量方式，輸出信號(hào)小傳感器與測(cè)量放大轉(zhuǎn)換器之間是通過電纜連接，有一定傳輸距離，傳感器傳輸距離(最遠(yuǎn)距離20M)，傳感器輸出信號(hào)(最大為毫伏輸出)，遠(yuǎn)距離傳輸會(huì)造成信號(hào)丟失，對(duì)電纜要求高，抗干擾能力差，每只傳感器之間參數(shù)匹配不可能做到一致，一旦傳感器故障，恢復(fù)正常需要時(shí)間，直接影響生產(chǎn)，對(duì)提高生產(chǎn)質(zhì)量有很大阻礙。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能同時(shí)測(cè)量液溫與液位的復(fù)合型傳感器。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了液溫液位傳感器，包括溫度傳感器、振蕩調(diào)幅板、檢測(cè)放大板及單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板；所述振蕩調(diào)幅板與檢測(cè)放大板相連；所述檢測(cè)放大板與單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板相連；所述溫度傳感器分別與所述單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板連接。本實(shí)用新型提供的集信號(hào)采集，放大，轉(zhuǎn)換處理的傳感器，能同時(shí)對(duì)連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液面變化液位和液溫進(jìn)行檢測(cè)，將微液位小信號(hào)，進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換為脈沖電流輸出。該傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊輕便，在降低成本的同時(shí)完成了更好的檢測(cè)功能，同時(shí)維修維護(hù)快捷簡(jiǎn)便。另外，在此基礎(chǔ)上，傳輸距離遠(yuǎn)，負(fù)載能力強(qiáng)，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上具有很好的抗干擾能力。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的振蕩調(diào)幅板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的檢測(cè)放大板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的單片機(jī)轉(zhuǎn)換板的機(jī)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的傳感器整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的液溫液位傳感器的具體實(shí)施方式
及工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型提供的液位液溫傳感器包括溫度傳感器、振蕩調(diào)幅板(參見圖1)，檢測(cè)放大板(參見圖2)及單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板(參見圖3)。其中，振蕩調(diào)幅板與檢測(cè)放大板相連。檢測(cè)放大板與單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板相連。溫度傳感器與單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板連接。[0012]參見圖1，振蕩調(diào)幅板可包括可編程振蕩器，整形放大器，乘法器，調(diào)幅器，功率放大裝置及第一感應(yīng)線圈；可編程振蕩器依次通過整形放大器、乘法器、調(diào)幅器以及功率放大裝置與第一感應(yīng)線圈連接。第一感應(yīng)線圈輸出端接地。通過可編程振蕩器產(chǎn)生50KHz的方波，方波經(jīng)整形放大器后變?yōu)?Vpp/50KHZ固定電壓并輸入到乘法器中。乘法器還接收一調(diào)幅電壓(由檢測(cè)放大板提供)。該調(diào)幅電壓調(diào)節(jié)乘法器輸出，推動(dòng)功率放大裝置輸出控制傳感器激勵(lì)端電壓的效果。乘法器輸出的信號(hào)作用在調(diào)幅器上控制正弦波電壓幅度，再經(jīng)功率放大裝置產(chǎn)生足夠大的功率驅(qū)動(dòng)傳感器的激勵(lì)端，即第一感應(yīng)線圈Pl上產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)。參見圖2，檢測(cè)放大板可包括第二感應(yīng)線圈，檢測(cè)放大裝置，選頻濾波器，整形濾波器，加法器及放大器；第二感應(yīng)線圈(包括感應(yīng)線圈SI，感應(yīng)線圈S2)依次通過檢測(cè)放大裝置、選頻濾波器、整形濾波放大器以及加法器與放大器相連。第二感應(yīng)線圈輸入端接地；感應(yīng)線圈Pl上產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)與液位液溫傳感器下方鋼水相互作用，在液位液溫傳感器的檢測(cè)端(S1，S2)，即第二感應(yīng)線圈上產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電壓，該感應(yīng)電壓再經(jīng)檢測(cè)放大裝置，選頻濾波器和整形濾波放大器處理后輸入至加法器。加法器接收一補(bǔ)償電壓(該補(bǔ)償電壓由單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板提供)。加法器將補(bǔ)償電壓和經(jīng)過整形濾波放大器處理后的信號(hào)進(jìn)行加法處理后提供給放大器，經(jīng)過放大器處理后向振蕩調(diào)幅板的乘法器和單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板中的第二 Α/D轉(zhuǎn)換器提供O — 5V的電壓信號(hào)。參見圖3，單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板包括單片機(jī)，第一隔離器，第二隔離器，第一 Α/D轉(zhuǎn)換器，第二 Α/D轉(zhuǎn)換器，D/Α轉(zhuǎn)換器，第一電流模塊及第二電流模塊。單片機(jī)的輸入端分別與第一 Α/D轉(zhuǎn)換器、第二 Α/D轉(zhuǎn)換器相連，單片機(jī)的輸出端分別與第一隔離器、第二隔離器以及D/Α轉(zhuǎn)換器相連。溫度傳感器與第一 Α/D轉(zhuǎn)換器相連。第二 Α/D轉(zhuǎn)換器與檢測(cè)放大板的放大器相連。第一電流模塊與第一隔離器相連，第二電流模塊與第二隔離器相連。D/Α轉(zhuǎn)換器與檢測(cè)放大板的加法器連接。以AVR單片機(jī)ATmegal28為核心構(gòu)成信號(hào)控制轉(zhuǎn)換板，接收來自檢測(cè)放大板放大的液位電壓信號(hào)，經(jīng)第二 Α/D轉(zhuǎn)換器后提供給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)線性化處理后，經(jīng)由第二隔離器和第二電流模塊輸出與液位高度對(duì)應(yīng)的輸出電流；接收來自溫度傳感器(型號(hào)為AD590)信號(hào)經(jīng)第一 Α/D轉(zhuǎn)換器提供給單片機(jī)，再經(jīng)由第一隔離器和第一電流模塊輸出與溫度對(duì)應(yīng)的電流；單片機(jī)自動(dòng)檢測(cè)液位電壓初始值，進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，透過D/Α轉(zhuǎn)換器輸出補(bǔ)償電壓作用在檢測(cè)放大板的加法器上；優(yōu)選的在單片機(jī)上同時(shí)設(shè)有復(fù)位端口，用于外接復(fù)位信號(hào)對(duì)單片機(jī)的運(yùn)行復(fù)位控制，此外485端口用于接收外部，開澆指令傳輸給控制單片機(jī)。鑒于鋼鐵行業(yè)特殊作業(yè)環(huán)境，優(yōu)選的對(duì)傳感器的外形結(jié)構(gòu)做出設(shè)計(jì)，參見圖4，包括檢測(cè)元件部分1，信號(hào)轉(zhuǎn)換處理部分4，鋁合金外殼及風(fēng)管2。檢測(cè)元件部分是溫度傳感器。信號(hào)轉(zhuǎn)換處理部分4包括振蕩調(diào)幅板，檢測(cè)放大板及單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板。溫度傳感器在鋁合金外殼與風(fēng)管保護(hù)下用信號(hào)線連接信號(hào)轉(zhuǎn)換處理部分；信號(hào)轉(zhuǎn)換處理部分4也用鋁合金外殼包裹，同時(shí)開設(shè)與風(fēng)管2連接的風(fēng)口 3。此外在信號(hào)轉(zhuǎn)換處理部分采用保溫填充。外接開澆信號(hào)由屏蔽盒中的485模塊提供AVR單片機(jī)，外接復(fù)位信號(hào)通過整形給單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板在電路出現(xiàn)故障時(shí)提供快速?gòu)?fù)位。本實(shí)用新型是一種集信號(hào)采集，放大，轉(zhuǎn)換處理的傳感器，能對(duì)連鑄機(jī)結(jié)晶器鋼水液面變化液位進(jìn)行檢測(cè)，將微液位小信號(hào)，進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換為脈沖電流輸出。采用貼片元件，把包括信號(hào)生成與檢測(cè)放大單元、信號(hào)轉(zhuǎn)換與線性化處理單元都集成在一起，將安裝在傳感器后端，整個(gè)安裝外殼，采用鋁合金加工分隔成檢測(cè)部分與信號(hào)轉(zhuǎn)換與線性化處理部分，對(duì)兩部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)隔離；同時(shí)對(duì)信號(hào)轉(zhuǎn)換與線性化處理部分采用絕緣保溫填充，金屬外殼能屏蔽外部干擾，絕緣保溫填充能恒定溫度和防震動(dòng)。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種液溫液位傳感器,其特征在于,包括溫度傳感器、振蕩調(diào)幅板、檢測(cè)放大板及單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板；所述振蕩調(diào)幅板與檢測(cè)放大板相連；所述檢測(cè)放大板與單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板相連；所述溫度傳感器與所述單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板連接。
2.如權(quán)利要求I所述的傳感器，其特征在于，所述振蕩調(diào)幅板包括可編程振蕩器，整形放大器，乘法器，調(diào)幅器，功率放大裝置及第一感應(yīng)線圈；所述可編程振蕩器依次通過整形放大器、乘法器、調(diào)幅器以及功率放大裝置與第一感應(yīng)線圈連接；所述第一感應(yīng)線圈輸出端接地。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器，其特征在于，所述檢測(cè)放大板包括第二感應(yīng)線圈，檢測(cè)放大裝置，選頻濾波器，整形濾波器，加法器及放大器；所述第二感應(yīng)線圈依次通過檢測(cè)放大裝置、選頻濾波器、整形濾波器以及加法器與放大器相連；所述放大器與所述乘法器連接；所述第二感應(yīng)線圈輸入端接地。
4.如權(quán)利要求3所述的傳感器，其特征在于，所述單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板包括單片機(jī)，第一隔離器，第二隔離器，第一 Α/D轉(zhuǎn)換器，第二 Α/D轉(zhuǎn)換器，D/Α轉(zhuǎn)換器，溫度傳感器，第一電流模塊及第二電流模塊；所述單片機(jī)的輸入端分別與第一 Α/D轉(zhuǎn)換器、第二 Α/D轉(zhuǎn)換器相連；所述單片機(jī)的輸出端分別與第一隔離器、第二隔離器以及D/Α轉(zhuǎn)換器相連；所述溫度傳感器與第一 Α/D轉(zhuǎn)換器相連；所述第一電流模塊與第一隔離器相連，第二電流模塊與第二隔離器相連；所述第二 Α/D轉(zhuǎn)換器與所述放大器相連；所述D/Α轉(zhuǎn)換器與所述加法器相連。
5.如權(quán)利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板還包括復(fù)位信號(hào)接口，用于外接復(fù)位信號(hào)輸入。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液溫液位傳感器，公開了溫度傳感器、振蕩調(diào)幅板、檢測(cè)放大板及單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板；所述振蕩調(diào)幅板與檢測(cè)放大板相連；所述檢測(cè)放大板與單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板相連；所述溫度傳感器與所述單片機(jī)控制轉(zhuǎn)換板連接。本實(shí)用新型解決傳感器傳輸距離不遠(yuǎn)，信號(hào)干擾影響較大，傳感器互換時(shí)調(diào)整時(shí)間過長(zhǎng)等缺點(diǎn)，提高了測(cè)量穩(wěn)定度和精度，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)G01D21/02GK202748053SQ20122037982
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者范建設(shè), 陳小駿, 李釗, 洪玲, 萬來毅 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司