導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域，特別是涉及一種隔離式導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]雷達(dá)物位計(jì)系統(tǒng)廣泛用于測量包含在容器中的物品的過程變量，如填充水平、溫度、壓力等。一般利用非接觸測量方法或通常被稱為導(dǎo)波雷達(dá)(GWR)的接觸測量法進(jìn)行雷達(dá)物位測量，其中，非接觸測量方法向包含在容器中的物品輻射電磁信號，而接觸測量法通過傳輸線探測器將電磁信號導(dǎo)向該物品并使其進(jìn)入物品中。傳輸線探測器一般從容器的頂部到底部垂直布置。隨后，該電磁信號在物品表面被反射，并且反射的信號被包含在雷達(dá)物位計(jì)系統(tǒng)中的接收器或收發(fā)器所接收。基于發(fā)送的信號和反射的信號，可以確定到物品表面的距離。
[0003]然而，目前市場上普遍采用接觸測量法測量被測物料時，通常因?yàn)闃O其復(fù)雜的使用現(xiàn)場給導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)造成極大的干擾；例如:在某些工況下被測物是帶有較大干擾靜電的礦粉、或者存在一些較難發(fā)現(xiàn)的靜電干擾。在這種情況下，被測物料所帶來的干擾通過傳感器進(jìn)入到儀表中就很有可能對儀表造成測量輸出的錯誤，從而影響到儀表用戶正常的自動控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中在導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)工作測量被測物時，因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境復(fù)雜帶來的靜電干擾的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)，包括外圍控制模塊與主控制模塊，所述外圍控制模塊包括第一主控單元、通信單元、電源單元與設(shè)置單元，所述主控制模塊包括第二主控單元與信號單元；所述第一主控單元與所述第二主控單元之間的供電采用隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器連接，且所述第一主控單元與所述第二主控單元之間的通信采用光耦隔離連接；
[0006]所述電源單元，適用于將直流電源提供給所述第一主控單元，并根據(jù)所述第一主控單元與其相連的每個單元所需電流不同，控制電源單元的電流輸出；
[0007]所述設(shè)置單元，適用于根據(jù)可輸入的按鍵設(shè)置所述第一主控單元的測試參數(shù)；
[0008]所述通信單元，適用于與所述第一主控單元連接的上位機(jī)相互通信，傳輸所述上位機(jī)設(shè)置所述第一主控單元的設(shè)置參數(shù)以及所述設(shè)置單元設(shè)置的測試參數(shù)；
[0009]所述信號單元，適用于根據(jù)所述第二主控單元調(diào)節(jié)生成的高頻脈沖信號的頻率差值而發(fā)射高頻脈沖信號，并采集被測物反射回來的高頻脈沖回波信號與發(fā)射的高頻脈沖信號傳輸給所述第二主控單元；
[0010]所述第二主控單元，適用于根據(jù)所述第一主控板傳輸?shù)脑O(shè)置參數(shù)而控制所述信號單元，并根據(jù)接收的高頻脈沖回波信號與發(fā)射的高頻脈沖信號計(jì)算被測物到導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)表面之間的距離；
[0011]所述第一主控單元，適用于控制與其相連的各個單元的電流輸出，還適用于根據(jù)設(shè)置單元設(shè)置測試參數(shù)與所述上位機(jī)設(shè)置的設(shè)置參數(shù)而控制所述第二主控單元的頻率差值，以及接收所述第一主控單元計(jì)算到被測物的距離。
[0012]優(yōu)選地，所述外圍控制模塊還包括顯示單元，其中，所述顯示單元與第一主控單元相連接；
[0013]所述顯示單元，適用于根據(jù)所述設(shè)置單元輸入的測試參數(shù)與所述上位機(jī)的設(shè)置參數(shù)，顯示所述第一主控單元反饋的被測物的測量值、工作狀態(tài)、信號波形。
[0014]優(yōu)選地，所述信號單元為信號板，所述信號板包括收發(fā)器，適用于根據(jù)所述第二主控單元控制信號板的頻率差值，并根據(jù)所述頻率差值產(chǎn)生兩組高頻脈沖信號，其中包括發(fā)射的高頻脈沖信號與參考的高頻脈沖信號，所述發(fā)射的高頻脈沖信號經(jīng)過收發(fā)器發(fā)射到被測物，并通過所述收發(fā)器接收被測物表面反射回來的高頻脈沖回波信號；將采集高頻脈沖回波信號與參考的高頻脈沖信號發(fā)送至所述第二主控單元。
[0015]優(yōu)選地，所述第一主控單元與所述第二主控單元之間采用串口通信。
[0016]優(yōu)選地，所述第一主控單元與所述第二主控單元之間采用串口通信的光耦隔離連接。
[0017]優(yōu)選地，所述外圍控制模塊與所述主控制模塊均包括有看門狗單元，所述第一主控單元與所述第二主控單元均連接一個看門狗單元，所述看門狗單元用于防止各個主控單元陷入死循環(huán)。
[0018]優(yōu)選地，所述外圍控制模塊與所述主控制模塊均包括有存儲單元，所述第一主控單元與所述第二主控單元均連接一個存儲單元，其中，所述存儲單元為帶電可擦可編程只讀存儲器，適用于保存每個主控單元的處理后信息。
[0019]優(yōu)選地，所述第一主控單元為單片機(jī)和/或可編程邏輯控制器，所述第二主控單元為單片機(jī)和/或可編程邏輯控制器。
[0020]如上所述，本發(fā)明的一種導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)，具有以下有益效果:
[0021]根據(jù)所述第一主控單元與所述第二主控單元供電之間隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器連接，所述隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率高，提升了整個設(shè)計(jì)的能量利用率；所述第一主控單元與所述第二主控單元的通信之間采用光耦隔離連接，且采用串口通信，由于光耦隔離為低功耗，且只需使用兩個光耦連接，極大的降低了兩個所述主控單元之間的通信功耗，并且防止因?yàn)橛须姷倪B接而引起的干擾，特別是低壓的主控制模塊與高壓的外圍控制模塊之間；將通信與電源供應(yīng)分別隔離開來，降低了導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)自身干擾因素，提升了導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)的抗干擾能力。
【附圖說明】
[0022]圖1顯示為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)的結(jié)構(gòu)框架圖；
[0023]圖2顯示為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖1中導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)框架圖。
[0024]元件標(biāo)號說明:
[0025]1、外圍控制模塊，2、主控制模塊，3、第一主控單元，4、第二主控單元，5、通信單元，6、電源單元，7、設(shè)置單元，8、信號單元，9、顯示單元，10、看門狗單元，11、存儲單元。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0027]請參閱圖1至圖2。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0028]如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)的結(jié)構(gòu)框架圖。
[0029]在本實(shí)例中，所述導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)采用隔離的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，所述外圍控制模塊I負(fù)責(zé)電源的管理、顯示測試結(jié)果、根據(jù)通信單元設(shè)置參數(shù)實(shí)現(xiàn)控制測試等功能；所述主控制模塊2根據(jù)外圍控制模塊2的參數(shù)設(shè)置控制相關(guān)頻率，當(dāng)高頻脈沖信號產(chǎn)生后，以及采集被測物發(fā)射回來的高頻脈沖回波信號；根據(jù)采集高頻脈沖回波信號與產(chǎn)生高頻脈沖信號生成相應(yīng)被測物之間的距離。一方面能有效的隔離工況現(xiàn)場由電源供電系統(tǒng)對主控制模塊的影響，另一方面也能隔離工況現(xiàn)場由被測物料對外圍控制模塊造成影響。
[0030]如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖1中導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)框架圖。結(jié)合圖1和圖2，本實(shí)施例提供的導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)包括外圍控制模塊I與主控制模塊2，所述外圍控制模塊I包括第一主控單元3、通信單元5、電源單元6與設(shè)置單元7，所述主控制模塊2包括第二主控單元4與信號單元8 ;所述第一主控單元3與所述第二主控單元4之間的供電采用隔離DC/DC轉(zhuǎn)換器連接，且所述第一主控單元3與所述第二主控單元4之間的通信采用光耦隔離連接；
[0031]其中，所述外圍控制模塊I與所述主控制模塊2是兩個物理連接上完全隔離的模塊，兩個所述模塊之間的通信與供電連接也是分開連接的，并且連接線的保護(hù)外層是防干擾隔離；防止了兩個模塊之間因?yàn)殡妷翰煌?，即高壓的外圍控制模塊I與低壓的控制模塊2相互干擾。
[0032]所述電源單元6，適用于將直流電源提供給所述第一主控單元3，并根據(jù)所述第一主控單元3與其相連的每個單元所需電流不同，控制電源單元的電流輸出；
[0033]其中，所述電源單元6至少包括直流電壓為24V的電源，通過第一主控單元3實(shí)現(xiàn)了將電源轉(zhuǎn)換為各個單元所需的額定電壓。
[0034]所述設(shè)置單元7，適用于根據(jù)可輸入的按鍵設(shè)置所述第一主控單元3的測試參數(shù)；
[0035]其中，所述設(shè)置單元7為可輸入的按鍵，通過按鍵操作實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，且通過該按鍵可以設(shè)置整個導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)測量需要的測試參數(shù)，例如測量范圍。
[0036]所述通信單元5，適用于與所述第一主控單元3連接的上位機(jī)相互通信，傳輸所述上位機(jī)設(shè)置所述第一主控單元的設(shè)置參數(shù)以及所述設(shè)置單元設(shè)置的測試參數(shù)；
[0037]其中，所述上位機(jī)是與第一主控單元3相連的控制機(jī)，所述控制機(jī)可以為計(jì)算機(jī)，所述控制機(jī)通過通信單元設(shè)置導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)的參數(shù)設(shè)定，輔助參數(shù)設(shè)置單元控制導(dǎo)波雷達(dá)物位計(jì)進(jìn)行測量，其中所述上位機(jī)與所述第一主控單元3之間的通信為通信單元5，所述通