專利名稱：智能多通道γ射線料位計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種非接觸測量的料位計(jì)，特別是涉及一種智能多通道γ射線料位計(jì)。眾所周知，在建材工業(yè)如水泥的生產(chǎn)中，化工工業(yè)的各種反應(yīng)密閉容器，火力發(fā)電廠除灰車間內(nèi)水隔離泵的運(yùn)行狀態(tài)，為保證高效率，安全生產(chǎn)得以正常順利運(yùn)行，對密閉容器中的料位狀態(tài)進(jìn)行檢測，是安全生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本最重要環(huán)節(jié)之一。利用γ射線輻射源發(fā)出的射線，穿過被測介質(zhì)被吸收，射線強(qiáng)度將發(fā)生變化，通過測量和處理射線強(qiáng)度的不同信息，可計(jì)算出容器中的物料的位置。
利用射線來檢測料位(或稱物位)高度的基本原理；當(dāng)射線穿過被測物料后，其輻射強(qiáng)度隨物位的變化而變化，射線強(qiáng)度在物質(zhì)中的衰減遵循指數(shù)衰減規(guī)律。
I=I0e-μm·ρ·d……(1)式中I0為容器不裝物料時(shí)射線強(qiáng)度I為容器裝物料后射線強(qiáng)度d為物料厚度μm為物料對射線的總的吸收系數(shù)ρ為物料的密度對(1)式兩邊取對數(shù)可得d=(1／μm·ρ)(lnI0-lnI)……(2)由(2)式可知射線穿過物質(zhì)的厚度是射線強(qiáng)度的對數(shù)關(guān)系。所以通過對穿過物料射線強(qiáng)度的測量，可以求得物料厚度，從而計(jì)算出物料高度。
本所曾于1987年申請“多通道γ物位測控儀”，專利號為87210887．2。該測控儀的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，可靠性高。其美中不足是1、電路中不含微處理器，該測控制儀不具有智能處理能力；2、儀器只有三個(gè)通道，通道數(shù)較少，使用受到一定限制；3、各通道相互獨(dú)立，當(dāng)要增加通道時(shí)，儀器體積龐大，成本較高，使用不方便。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)制造出具有智能處理能力的多通道γ射線料位計(jì)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種智能多通道γ射線料位計(jì)，含有機(jī)殼，γ射線源，探測器，信號預(yù)處理電路，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路，鍵盤及顯示接口電路，控制輸出電路，電源電路，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路，含有MCS-51系列或其兼容產(chǎn)品做為微處理器，可編程計(jì)數(shù)芯片，鎖存器芯片，譯碼器芯片，程序運(yùn)行狀態(tài)檢測子電路，復(fù)位控制子電路。微處理器的輸出地址信號接譯碼器芯片的數(shù)據(jù)輸入端，譯碼器將產(chǎn)生的地址選擇信號分別連接可編程計(jì)數(shù)器芯片的地址選擇端，微處理器的輸出地址信號接鎖存器芯片的數(shù)據(jù)輸入端，鎖存器將地址信號接編程計(jì)數(shù)器的地址端，微處理器的數(shù)據(jù)端，讀寫控制端，分別與信號預(yù)處理電路計(jì)數(shù)脈沖輸出端連接，微處理器的輸出控制信號接程序運(yùn)行狀態(tài)檢測子電路控制端，檢測子電路的輸出控制信號，接到復(fù)位控制子電路的控制端，復(fù)位控制子電路輸出復(fù)位信號接微處理器的復(fù)位端。
在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路中，微處理器MCS-51器系列兼容產(chǎn)品，可有8751，8752，8032，87C51，80C31，AT89C51，可編程計(jì)數(shù)器芯片可為8253，鎖存器芯片可為74LS373，譯碼器芯片可為74LS138。
芯片8253可用一片或兩片，或叁片，每片含3個(gè)計(jì)數(shù)器，信號預(yù)處理電路的輸出PRE0～PRE8通過或門74CS32和AT89C51或8751的P17的邏輯反進(jìn)行“或”運(yùn)算，然后作為8253的時(shí)鐘信號，與8253的CLK0、CLK1、CLK2端連接，每片8253的GATE2端接電源Vcc，8253和AT89C51或8751之間，D0～D7端與P00～P07相接，兩者RD、WR端相連，每片8253的A0、A1端與74LS373的Q0、Q1連接，自下而上8253的CS端分別與74LS138的Y2，Y3，Y4相接，74LS373的D0-～D7端與AT89C51或8751的P00～P07連接，LE端與ALE／P端相連，AT89C51或8751的P25，P26，P27端分別與74LS138的A，B，C端連接，74LS138的E3端接電源Vcc。
虛線框A為程序運(yùn)行狀態(tài)檢測子電路，時(shí)基電路塊NE555，產(chǎn)生矩形波時(shí)鐘信號，輸出腳Q連接到二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS93的時(shí)鐘端CLK0上，74LS93的MR1端通過電容與AT89C51或8751的P16端連接，定期對74LS93進(jìn)行清零操作。
虛線框B為復(fù)位控制子電路，74LS93的Q3用電容隔離開通過或門74LS32進(jìn)行運(yùn)算后接到AT89C51或8751的復(fù)位端RESET上。
鍵盤及顯示接口電路，含有數(shù)據(jù)儲存器HK1225，鍵盤與顯示器芯片8279，雙向總線發(fā)送器／接收器74LS245，譯碼器74LS138，觸發(fā)器74LS377，虛線框C為鍵盤，以及數(shù)碼管。
HK1225與AT89C51或8751之間，D0～D7端分別與P00～P07連接，A8～A12端分別與P20～P24連接，OE端通過74LS00與PSEN端連接，WE端與WR端相連，HK1225的CS2，CS1分別接Vcc和74LS138的Y0端相連，HK1225的A0～A7分別與74LS373的Q0～Q7連接，8279的DB0～DB7分別與AT89C51或8751的P00～P07連接，CS端與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路的74LS138的Y5端連接，RD、WR、CLK分別和AT89C51或8751的RD、WR、ALE／P端連接，復(fù)位控制電路的C3-2和8279的復(fù)位端RESET相連，為8279提供上電復(fù)位或按鈕復(fù)位信號。8279的IRQ端通過與非門74LS00后和AT89C51或8751的INT1連接，為微處理器提供中斷信號。8279的OUTB0～OUTB3和OUTA0～OUTA3分別與74LS245U14的B0～B3和B7-B4端連接，SL0～SL2分別與74LS138的A，B，C端連接，RL0～RL2與虛框C鍵盤相連，74LS245U14的A0～A7分別連數(shù)碼管的A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H端，74LS138的Y0～Y2連接74LS245U13的B0～B2，鍵盤虛框C接Y0，Y1，74LS245U13的A0～A3分別接數(shù)碼管的COM端，輸出端OUTPUT0接AT89C51或8751的P15，OUTPUTi，i=1～8，分別接74LS377的Q0～Q7，74LS377的CLK接AT89C51的WR，E接74LS138的Y1。
控制輸出電路，采用電磁繼電器J或固體繼電器TACO25D做為控制輸出接口，以鍵盤及顯示電路中的74LS377的輸出OUTPUTi，i=1～2或1～5或1～8，微機(jī)處理器AT89C51或8751的P15輸出OUTPUT0做為輸入信號，經(jīng)緩沖器7407驅(qū)動(dòng)光電耦合器4N25，利用發(fā)光二極管D1401或D1402指示控制輸出狀態(tài)，最后驅(qū)動(dòng)三極管驅(qū)動(dòng)陣列MC1413或三極管9013，再接電磁繼電器J或固體繼電器TACO25D。
電源電路經(jīng)變壓器，整流橋T1，T2，T3，T4，穩(wěn)壓集成塊MC7812，MC7805，MC7912，提供+12V，+5V，-12V的直流電壓，變穩(wěn)壓集成塊LM317的輸出電壓，經(jīng)三極管BG1601，變壓器TR1601，線圈L1601后，為探測器提供高壓直流電壓+HV。
信號預(yù)處理電路，探測器采用碘化鈉晶體和光電倍增管GDB44，電脈沖經(jīng)電路BG301和BG302放大后，輸出DETo信號，再經(jīng)主放大電路集成運(yùn)放，LM318進(jìn)行反相比例放大，再經(jīng)比較器LM393最后輸出PREo信號，PREo經(jīng)74HC32輸入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路中8253的CLK0。
本實(shí)用新型的實(shí)施例，將具有積極效果1、智能多通道γ射線料位計(jì)，具有微處理器，程序控制，自動(dòng)化程度高，在不改變硬件的情況下，通過編程，可擴(kuò)大儀器的功能；2、儀器具有多通道，數(shù)據(jù)采集和處理部分的程序共享，控制輸出和各個(gè)通道之間沒有直接的對應(yīng)關(guān)系，完全由程序決定控制輸出的形式；3、該料位計(jì)通用性強(qiáng)，在硬件不作改變的情況下，儀器可做多通道料位開關(guān)測量和線性測量，又可對各通道信號進(jìn)行疊加，實(shí)現(xiàn)超大量程料位的線性測量。


圖1(a)開關(guān)式單通道單點(diǎn)定位檢測γ射線源和探測器安裝示意圖；圖1(b)開關(guān)式多通道定位檢測γ浮子射線源和探測器安裝示意圖2(a)單點(diǎn)源單通道大量程線性檢測γ射線源和探測器安裝示意圖；圖2(b)單點(diǎn)源雙通道大量程線性檢測γ射線源和探測器安裝示意圖；圖3探測器為光電倍增管正電壓工作電路示意圖；圖4探測器為光電倍增管負(fù)電壓工作電路示意圖；圖5探測器為計(jì)數(shù)管正電壓工作電路示意圖；圖6光電倍增管單通道信號預(yù)處理電路示意圖；圖7九通道8751實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路示意圖；圖8六通道8751實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路示意圖；圖9三通道8751實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路示意圖；圖10九通道80C31實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路示意圖；圖11六通道80C31實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路示意圖；圖12三通道80C31實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路示意圖；圖13鍵盤及顯示器接口電路示意圖；圖14電磁繼電器控制輸出接口電路示意圖；圖15固態(tài)繼電器控制輸出接口電路示意圖；圖16電源電路示意圖；圖17主程序流程方框圖；圖18定時(shí)中斷子程序方框圖；圖19鍵盤中斷子程序方框圖。
實(shí)施例1、2、3三、六、九通道開關(guān)式檢測γ射線料位計(jì)。參見圖1(b)，圖3，4，6，9，8，7，13，14，15，16，17，18，19，γ射線源和探測器的安裝狀態(tài)，參見圖1(b)，圖中，3為密封容器，1為探測器，在此設(shè)備中安裝三個(gè)探測器，即設(shè)備需要三個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，也可根據(jù)需要增加監(jiān)控點(diǎn)，當(dāng)浮子上的放射源與探測器在同一水平線上時(shí)，此時(shí)探測器接收到的γ射線強(qiáng)度最強(qiáng)，當(dāng)浮子遠(yuǎn)離探測器時(shí)，射線強(qiáng)度越來越弱，以此判斷容器內(nèi)的液體高度是達(dá)到某一探測器的高度。此檢測方案可用于火力發(fā)電廠的除灰車間內(nèi)水隔離泵的運(yùn)行狀態(tài)，在水隔離泵除灰罐的浮球上安放γ放射線源，在罐體上、中、下三個(gè)部位安裝固定三個(gè)探測器，這樣一臺九通道γ射線料位計(jì)可同時(shí)檢測三個(gè)除灰罐的運(yùn)行情況。2為γ射線源，安裝在密封容器內(nèi)的浮子上，漂浮在液體物料面上，4為探測器，碘化鈉晶體和光電倍增管5以及對應(yīng)電路組成，參見圖3或圖4，圖中光電倍增管5選用GDB44，直流高壓+HV加在GDB44陽極，其陰極接地，當(dāng)射線進(jìn)入碘化鈉晶體，晶體產(chǎn)生熒光，光電倍增管的陰極接受光的照射后產(chǎn)生光電效應(yīng)，經(jīng)過各個(gè)柵極的倍增，從陽極輸出負(fù)的尖脈沖信號，脈沖信號經(jīng)前置電路BG301和BG302放大后，形成輸出信號DETo和DETi，i=1～8，對DETo和DETi信號進(jìn)行進(jìn)一步放大的預(yù)處理，參見圖6，DETi信號預(yù)處理電路類同圖6，DETo信號采用集成運(yùn)放器LM318和比較器LM393進(jìn)行反相比例放大及整理，輸出脈沖幅度一致的信號PREo和PREi，做為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路的輸入信號。
采用微處理器做為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路的主要元件，見圖9，8，7，本實(shí)施例選AT89C51單片機(jī)，配以一片或二片或三片8253可編程計(jì)數(shù)芯片，每片8253含3個(gè)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的工作模式及計(jì)數(shù)時(shí)刻的開始或終止可以通過程序來設(shè)定。每一通道料位計(jì)的比較器LM393的輸出PREo，PREi和AT89C51的P17進(jìn)行“或”運(yùn)算后作為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號。以AT89C51的T1為定時(shí)器，每隔一定的周期，對8253可編程計(jì)數(shù)器芯片進(jìn)行一次采樣，完成三、六、九通道料位計(jì)信息的采集，微處理器AT89C51的P27、P26、P25通過74LS138譯碼器譯碼后，產(chǎn)生8個(gè)地址信號，作為8253或其它芯片的地址，虛線框A部分為程序運(yùn)行狀態(tài)檢測子電路，它可以檢測微處理器的運(yùn)行情況，一旦程序飛跑，電路給出控制信號，虛線框B部分為復(fù)位控制子電路，能夠加電復(fù)位，按鍵復(fù)位，同時(shí)能夠接收程序運(yùn)行狀態(tài)檢測電路的控制信號，產(chǎn)生強(qiáng)行復(fù)位信號，使程序重新運(yùn)行，提高電路的抗干擾能力。關(guān)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路各元件的具體連接情況參考圖9，8，7和技術(shù)方案對應(yīng)部分的描述，在此不再重?cái)ⅰ?br> 鍵盤及顯示器接口電路，見圖13，數(shù)據(jù)儲器用HK1225芯片，此芯片是非易失SRAM，內(nèi)置鋰電池，容量為8K字節(jié)，利用芯片可以方便的解決掉電后采集的數(shù)據(jù)及預(yù)置參數(shù)的丟失問題。用可編程器件8279作為鍵盤和顯示器的接口，此芯片能對顯示器自動(dòng)掃描，能識別鍵盤上閉合鍵的鍵號，提高微處理器的效率，虛線框C所示為鍵盤，鍵盤現(xiàn)定義5個(gè)按鍵，監(jiān)控鍵，確認(rèn)鍵，數(shù)+1／-1鍵，上／下限報(bào)警位置設(shè)定鍵。用8D鎖存器74LS377擴(kuò)展一個(gè)8位并行輸出口，再加一位P15構(gòu)成9路輸出控制信號，用于9路料位計(jì)的料位越限報(bào)警，有關(guān)鍵盤及顯示器接口電路中的各元件的連接具體情況，參見圖13及技術(shù)方案對應(yīng)部分的描述，不再重復(fù)。
控制輸出接口電路，見圖14或15，該電路以鍵盤及顯示器接口電路中的74LS377輸出OUTPUT1～OUTPUT8和微處理器AT89C51的P15，即OUTPUT0作為本電路的輸入信號，經(jīng)緩沖器7407緩沖后驅(qū)動(dòng)光電耦合器4N25。利用發(fā)光二極管指示控制輸出的狀態(tài)，用光電耦合器的輸出到三極管驅(qū)動(dòng)陣列MC1413，再接繼電器J。一片MC1413含8路放大器。九通道的信號需增加一個(gè)三極管放大器。MC1413有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可直接驅(qū)動(dòng)電磁繼電器。電磁繼電器給出開關(guān)觸點(diǎn)信號，能夠適應(yīng)多種外圍設(shè)備的需要。電磁繼電器也可改用固體繼電器，參見圖15。
電源電路，見圖16，該電路主要為光電倍增管或計(jì)數(shù)管提供直流高壓+HV和各芯片所需的直流電壓+12V，-12V，+5V。
數(shù)據(jù)采集軟件，該軟件按功能分塊，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，主要由主程序，各類中斷程序，數(shù)據(jù)運(yùn)算程序，實(shí)時(shí)采集程序，控制輸出等子程序組成，圖17所示為主程序方框圖，主程序主要完成各接口芯片的初始化工作，設(shè)置各個(gè)狀態(tài)字，堆棧初值，預(yù)設(shè)置上下限的報(bào)警值，設(shè)置定時(shí)器T1，定時(shí)可設(shè)0．1秒，完成8279鍵盤／顯示器和8253的初始化。
圖18所示T1中斷子程序的方框圖，主要完成各通道料位數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算、輸出控制。數(shù)據(jù)采集設(shè)置為每一秒采集一次，設(shè)定時(shí)間到后，依次讀各計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)讀取后，分別進(jìn)行濾波和數(shù)字運(yùn)算，隨后依據(jù)設(shè)置的報(bào)警信息，判斷有無越限的情況發(fā)生，若無越限，按程序依次顯示每路料位信息，并給正常的控制輸出，若有越限發(fā)生，優(yōu)先顯示越限信號信息，同時(shí)給越限控制信號。
圖19為鍵盤中斷子程序方框圖，主要完成儀器正常運(yùn)行前的調(diào)試工作，接受輸入命令并給出命令解釋，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，8279向AT89C51發(fā)出中斷請求，AT89C51首先讀鍵值，判斷命令是否是有效命令鍵，第一次按鍵必是監(jiān)控鍵，否則，其它鍵先按，則無效。按下監(jiān)控鍵后，進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，顯示第一路信息，按下+1／-1鍵，可改變監(jiān)控通道，當(dāng)首次進(jìn)入上／下限報(bào)警設(shè)置時(shí)，顯示程序預(yù)設(shè)定的報(bào)警值，若要改變報(bào)警值，按下+1／-1鍵，完成新設(shè)定后，按下確認(rèn)鍵，通知微處理器接受新的設(shè)定值。
實(shí)施例4，5，6；三、六、九通道開關(guān)式檢測γ射線料位計(jì)。見圖1(a)、5、12、11、10、13、14或圖15，圖16、17、18、19。圖1(a)所示，為單通道單點(diǎn)源開關(guān)式γ射線源和探測器的安裝示意圖。射線源和探測器分別安裝在監(jiān)控設(shè)備的兩側(cè)同一水平面上。圖中標(biāo)號同實(shí)施例1，不重述。被檢測介質(zhì)可以是液體，也可是固體，當(dāng)設(shè)備內(nèi)介質(zhì)低于平面時(shí)，射線不受介質(zhì)阻擋，探測器接受射線強(qiáng)度，當(dāng)介質(zhì)達(dá)到或高于此水平面時(shí)，介質(zhì)吸收射線，探測器接受射線強(qiáng)度弱，由此兩種信息，可以判斷介質(zhì)是否達(dá)到此水平面，從而給出控制信號。
探測器使用圖5中的計(jì)數(shù)管，6為G-M計(jì)算管，可選用J408或J306型號，其優(yōu)點(diǎn)是成本低，結(jié)構(gòu)簡單，工作電壓較低(400V)，輸出信號較強(qiáng)，不需二次放大。其缺點(diǎn)是探測效率較低，壽命較短。
計(jì)數(shù)管輸出的脈沖信號經(jīng)耦合電容C501輸入到射極跟隨器BG501和BG502，然后進(jìn)入比較器LM393，脈沖被整形后，直接形成PREo、PREi信號進(jìn)入實(shí)時(shí)采集電路。
圖12、11、10為三、六、九通道實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路圖，該電路圖與實(shí)施例1，2，3對應(yīng)電路圖9，8，7不同之處是微處理器單片機(jī)采用80C31芯片，由于8031芯片內(nèi)不含有EPROM，所以在外部必須增設(shè)程序存儲器2764，做為外部EPROM芯片，其余元件及連接方法同實(shí)施例1的對應(yīng)電路，不重述。
其它電路及軟件設(shè)計(jì)同實(shí)施例1，不重述。本實(shí)施例可用于水泥廠立窯設(shè)備監(jiān)測，水泥熟料從立窯內(nèi)外輸送時(shí)，用此儀器同時(shí)檢測6條管道內(nèi)是否有水泥熟料。
實(shí)施例7，8，9線性測量三、六、九通道智能γ射線料位計(jì)，參見圖2(a)，2(b)，4，6，9，8，7，13，14，15，16，17，18，19，圖4，圖6，圖9，8，7組成三通道，六通道，九通道三種線性測量料位計(jì)，鍵盤及顯示器接口見圖13，輸出電路采用圖14或圖15。圖2(a)，2(b)所示，為線性測量放射源、探測器配置結(jié)構(gòu)示意圖，各標(biāo)號代表意義同實(shí)施例1，圖2(a)為單點(diǎn)源，單探測器的配置形式，放射源和探測器分別安裝在設(shè)備兩邊，其兩者的垂直距離決定了檢測量程，設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)，可以是液體，也可是固體，當(dāng)介質(zhì)在量程之內(nèi)變化時(shí)，探測器接受到的射線強(qiáng)弱就會有所變化，由此可計(jì)算出設(shè)備內(nèi)介質(zhì)的相對高度，化肥廠的冷交、氨分、銅洗塔為高壓設(shè)備，設(shè)備內(nèi)的液位可采用此方案進(jìn)行檢測，用一臺儀器可同時(shí)檢測多臺設(shè)備，實(shí)時(shí)給出各臺設(shè)備內(nèi)液位高度。
如果設(shè)備要求檢測的測量量程較大，則可采用圖2(b)的單點(diǎn)源雙探測器的安裝方案，微機(jī)軟件對此兩個(gè)探測器的信號進(jìn)行疊加處理。
探測器采用光電倍增管，供電采用負(fù)高壓，見圖4。
線性檢測軟件和開關(guān)測量所不同的是數(shù)據(jù)處理部分，由公式(2)可知，對探測器的信號進(jìn)行對數(shù)運(yùn)算即可給出被測介質(zhì)的線性信息，軟件的編寫在圖17，18，19基礎(chǔ)上作相應(yīng)改變。
有關(guān)圖6，9，8，7，13，14，15，16中各元器件基本上與實(shí)施例1，2，3相同，各元器件連接如圖所示，也可參見技術(shù)方案對應(yīng)部分描述，不重述。
權(quán)利要求1.一種智能多通道γ射線料位計(jì)，含有機(jī)殼，γ射線源，探測器，信號預(yù)處理電路，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路，鍵盤及顯示接口電路，控制輸出電路，電源電路，本實(shí)用新型的特征是，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路，含有MCS-51系列或其兼容產(chǎn)品做為微處理器，可編程計(jì)數(shù)芯片，鎖存器芯片，譯碼器芯片，程序運(yùn)行狀態(tài)檢測子電路，復(fù)位控制子電路，微處理器的輸出地址信號接譯碼器芯片的數(shù)據(jù)輸入端，譯碼器將產(chǎn)生的地址選擇信號分別連接可編程計(jì)數(shù)器芯片的地址選擇端，微處理器的輸出地址信號接鎖存器芯片的數(shù)據(jù)輸入端，鎖存器將地址信號接編程計(jì)數(shù)器的地址端，微處理器的數(shù)據(jù)端，讀寫控制端，分別與信號預(yù)處理電路計(jì)數(shù)脈沖輸出端連接，微處理器的輸出控制信號接程序運(yùn)行狀態(tài)檢測子電路控制端，檢測子電路的輸出控制信號，接到復(fù)位控制子電路的控制端，復(fù)位控制子電路輸出復(fù)位信號接微處理器的復(fù)位端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的料位計(jì)，其特征是，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路中，微處理器MCS-51器系列兼容產(chǎn)品，可有8751，8752，8032，87C51，80C31，AT89C51，可編程計(jì)數(shù)器芯片可為8253，鎖存器芯片可為74LS373，譯碼器芯片可為74LS138，芯片8253可用一片或兩片，或叁片，每片含3個(gè)計(jì)數(shù)器，信號預(yù)處理電路的輸出PRE0～PRE8通過或門74CS32和AT89C51或8751的P17的邏輯反進(jìn)行“或”運(yùn)算，然后作為8253的時(shí)鐘信號，與8253的CLK0、CLK1、CLK2端連接，每片8253的GATE2端接電源Vcc，8253和AT89C51或8751之間，D0～D7端與P00～P07相接，兩者RD、WR端相連，每片8253的A0、A1端與74LS373的Q0、Q1連接，自下而上8253的CS端分別與74LS138的Y2，Y3，Y4相接，74LS373的D0～D7端與AT89C51或8751的P00～P07連接，LE端與ALE／P端相連，AT89C51或8751的P25，P26，P27端分別與74LS138的A，B，C端連接，74LS138的E3端接電源Vcc，虛線框A為程序運(yùn)行狀態(tài)檢測子電路，時(shí)基電路塊NE555，產(chǎn)生矩形波時(shí)鐘信號，輸出腳Q連接到二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS93的時(shí)鐘端CLK0上，74LS93的MR1端通過電容與AT89C51或8751的P16端連接，定期對74LS93進(jìn)行清零操作，虛線框B為復(fù)位控制子電路，74LS93的Q3用電容隔離開通過或門74LS32進(jìn)行運(yùn)算后接到AT89C51或8751的復(fù)位端RESET上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的料位計(jì)，其特征是，鍵盤及顯示接口電路，含有數(shù)據(jù)儲存器HK1225，鍵盤與顯示器芯片8279，雙向總線發(fā)送器／接收器74LS245，譯碼器74LS138，觸發(fā)器74LS377，虛線框C為鍵盤，以及數(shù)碼管，HK1225與AT89C51或8751之間，D0～D7端分別與P00～P07連接，A8～A12端分別與P20～P24連接，OE端通過74LS00與PSEN端連接，WE端與WR端相連，HK1225的CS2，CS1分別接Vcc和74LS138的Y0端相連，HK1225的A0～A7分別與74LS373的Q0～Q7連接，8279的DB0～DB7分別與AT89C51或8751的P00～P07連接，CS端與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路的74LS138的Y5端連接，RD、WR、CLK分別和AT89C51或8751的RD、WR、ALE／P端連接，復(fù)位控制電路的C3-2和8279的復(fù)位端RESET相連，為8279提供上電復(fù)位或按鈕復(fù)位信號。8279的IRQ端通過與非門74LS00后和AT89C51或8751的INT1連接，為微處理器提供中斷信號。8279的OUTB0～OUTB3和OUTA0～OUTA3分別與74LS245U14的B0～B3和B7-B4端連接，SL0～SL2分別與74LS138的A，B，C端連接，RL0～RL2與虛框C鍵盤相連，74LS245U14的A0～A7分別連數(shù)碼管的A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H端，74LS138的Y0～Y2連接74LS245U13的B0～B2，鍵盤虛框C接Y0，Y1，74LS245U13的A0～A3分別接數(shù)碼管的COM端，輸出端OUTPUT0接AT89C51或8751的P15，OUTPUTi，i=1～8，分別接74LS377的Q0～Q7，74LS377的CLK接AT89C51的WR，E接74LS138的Y1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的料位計(jì)，其特征是，控制輸出電路，采用電磁繼電器J或固體繼電器TACO25D做為控制輸出接口，以鍵盤及顯示電路中的74LS377的輸出OUTPUTi，i=1～2或1～5或1～8，微機(jī)處理器AT89C51或8751的P15輸出OUTPUT0做為輸入信號，經(jīng)緩沖器7407驅(qū)動(dòng)光電耦合器4N25，利用發(fā)光二極管D1401或D1402指示控制輸出狀態(tài)，最后驅(qū)動(dòng)三極管驅(qū)動(dòng)陣列MC1413或三極管9013，再接電磁繼電器J或固體繼電器TACO25D。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的料位計(jì)，其特征是，電源電路經(jīng)變壓器，整流橋T1，T2，T3，T4，穩(wěn)壓集成塊MC7812，MC7805，MC7912，提供+12V，+5V，-12V的直流電壓，變穩(wěn)壓集成塊LM317的輸出電壓，經(jīng)三極管BG1601，變壓器TR1601，線圈L1601后，為探測器提供高壓直流電壓+HV。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的料位計(jì)，其特征是，信號預(yù)處理電路，探測器采用碘化鈉晶體和光電倍增管GDB44，電脈沖經(jīng)電路BG301和BG302放大后，輸出DETo信號，再經(jīng)主放大電路集成運(yùn)放，LM318進(jìn)行反相比例放大，再經(jīng)比較器LM393最后輸出PREo信號，PREo經(jīng)74HC32輸入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路中8253的CLK0。
專利摘要一種智能多通道γ射線料位計(jì),含有機(jī)殼,γ射線源,探測器,信號預(yù)處理電路、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤及顯示接口電路、控制輸出電路電源電路。本實(shí)用新型的特征是,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集電路含有MCS－51系列或兼容芯片做為微處理器,可編程計(jì)數(shù)芯片,鎖存芯片,譯碼器芯片,程序運(yùn)行狀態(tài)子電路,以及復(fù)位控制子路。該料位計(jì)在建筑材料工業(yè),化學(xué)工業(yè)的密封容器設(shè)備的液體和固體料位檢測中有廣泛用途,檢測可靠,自動(dòng)化程序高,大大節(jié)約時(shí)間,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號G01F23/284GK2430670SQ9925488
公開日2001年5月16日 申請日期1999年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月2日
發(fā)明者李力源, 陳玉翠, 管暉, 管順朝, 王振中, 萬振坤 申請人:河南省科學(xué)院同位素研究所