CN201053893Y - 强振可调型音叉物位计 - Google Patents

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CN201053893Y CNU2007201547228U CN200720154722U CN201053893Y CN 201053893 Y CN201053893 Y CN 201053893Y CN U2007201547228 U CNU2007201547228 U CN U2007201547228U CN 200720154722 U CN200720154722 U CN 200720154722U CN 201053893 Y CN201053893 Y CN 201053893Y
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陈柏年
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Abstract

本实用新型公开了一种强振可调型音叉物位计，它包括主壳体、连接于该主壳体上的探测体、控制电路、压电传感器，其中，主壳体为圆柱形的铝合金壳体，主壳体内设置有控制电路的控制电路板和压电传感器，控制电路板外设有半圆柱形的塑胶壳体以及塑胶壳体后盖，控制电路板的下方设有压电传感器，探测体包括相互连接的探测片以及探测片连接体。本实用新型采用了频率校正、F/V转换等技术，使仪表的灵敏度更高，动作延迟时间更短，测量更精确。控制电路的振荡电源使电压范围更宽，功耗更小。仪表采用整体胶封，提高了仪表的防护能力。

Description

强振可调型音叉物位计
技术领域
本实用新型涉及一种物位计，尤其是可用于各种料仓的固体料位或容器内液位的定点报警或控制的音叉物位计。
背景技术
音叉物位计是利用物料对音叉振动的阻尼作用及压电效应的原理进行设计的，其传感部分由音叉构成，具有固定振动频率和振幅振动，当音叉受到物料阻尼作用时，音叉停止振动，由驱动电路驱动继电器发出开关信号。目前，音叉料位计音叉振幅较小0.8～1mm，振幅固定，固体和液体料位测量不能通用。仪表防护等级较低为IP65，对应用现场的环境要求较高。仪表的供电范围较窄DC 18～55V，AC 25～220V，对电源的要求较高。无现场指示，给使用和维护带来不便。动作延迟时间为1～3S，灵敏度较低，能产生较大的测量和报警误差。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种仪表的使用范围大，延迟时间短、灵敏度高的可固、液体通用测量的物位计。
为了解决上述的技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种强振可调型音叉物位计，它包括主壳体、连接于该主壳体上的探测体、控制电路、压电传感器，主壳体为圆柱形的铝合金壳体，主壳体内设置有控制电路的控制电路板和压电传感器，控制电路板外设有半圆柱形的塑胶壳体以及塑胶壳体后盖，控制电路板的下方设有压电传感器；探测体包括探测片以及探测片连接体。
上述主壳体的正前方设有凸起的长方形前罩，前罩上设有接线螺母和接线头，一端设有圆形铝合金盖子。
上述控制电路板上连接有状态开关、状态指示灯、电源端子以及输出端子。
上述探测片为不锈钢振动翼，探测片连接体为不锈钢感应体。
上述探测片连接体的后部腔体与所述主壳体后部的中空腔体连通，主壳体的一端带有外六方接头或法兰，该探测片连接体的顶部设有管螺纹。
上述探测片根据被测介质或仪表量程的不同，该探测片的几何形状和尺寸相应改变。
上述控制电路包括压电晶体模块连接信号采集模块、信号采集模块连接放大电路模块、放大电路模块连接频率模块、频率模块连接驱动电路模块以及F/V转换模块，F/V转换模块连接控制输出电路，驱动电路模块将信号输出至压电晶体模块。
本实用新型达到的技术效果如下：采用本实用新型的音叉物位计，叉体振幅强，达到8mm，可减少物料的沉积和粘覆；振幅连续可调0.8～8mm，增大了仪表的使用范围，可同时使用于固液体料位，并能区别不同密度介质；仪表调校也更方便。红色雾面现场指示工作状态，色彩绚丽穿透力强，适合能见度较差的现场使用。仪表的防护等级可达到IP67，供电电压范围更宽为DC 18～60V，AC 18～253V，可使用于电源电压波动较大、现场环境较为恶劣的场所。动作延迟时间短至停振0.5～1S，起振0.5～2S，灵敏度高，极大地提高了测量和报警的精度，且可以使用于A类***危险场所。
附图说明
图1为本实用新型强振可调型音叉物位计的***结构示意图；
图2为本实用新型强振可调型音叉物位计的电原理图。
图中的标号说明如下：1-探测片，2-探测片连接体一，3-不锈钢垫片，4-内六角紧定螺钉，5-六角头螺栓，6-平垫片，7-控制电路板，8-内卡簧，9-探测片连接体二，10-密封圈一，11-接线头，12-前罩，13-内六角螺栓，15-塑胶壳体，16-塑胶壳体后盖，17-长螺栓，18-十字头固线螺栓，19-密封圈二，20-后盖外壳，21-外距齿M4垫片22-弹性垫片，23-十字头螺栓，24-接线堵盖，25-接线螺母。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型强振可调型音叉物位计，包括主壳体、探测体、控制电路板7、压电传感器，其中，主壳体为圆柱形的铝合金壳体，主壳体内设置有控制电路板7以及压电传感器，控制电路板7外设有半圆柱形的塑胶壳体15以及塑胶壳体后盖16，塑胶壳体15的腔体与塑胶壳体后盖16通过四个内六角螺栓13螺接于一体。探测体包括具有传递振动作用的两个振动翼的探测片1、以及产生振动的探测片连接体一2，主壳体的前端部设有凸起的前罩12，前罩12与主壳体通过长螺栓17、十字头固线螺栓18、密封圈二19固接于一体，探测片连接体二9起到夹紧保护来稳定内部晶体，支撑连接体一2的作用。内卡簧8、密封圈一10固定于前罩12及探测片连接体二9相连接的地方。前罩12上设有接线螺母25和接线头11。探测片连接体一2的后端部连接主壳体的前罩12前端部，通过六角头螺栓5、平垫片6固定陶瓷晶体起到压紧及调试的作用。外距齿M4垫片21放进螺丝孔内，接下来再放弹性垫片22，然后再拧紧十字头螺栓23。接线堵盖24、接线螺母25分别放入前罩12的右孔和左孔。
感应体的两个探测片1通过内六角紧定螺钉4、不锈钢垫片3固定在探测片连接体一2的前部两个叉体上，探测片连接体一2的后部腔体与主壳体中空的腔体相连通。控制电路板7设置于主壳体腔底部，圆形铝合金盖子可以罩住控制电路板7以及其上的电子元器件。压电传感器通过导线与控制电路板7相连接，控制电路板7上连接有状态开关、状态指示灯、电源端子以及输出端子等元器件。主壳体的侧面设置有与其中空的腔体相连通的出线孔，控制电路板7的端口通过穿出出线孔的导线与料位控制台相连接。主壳体的腔体采用整体胶封主壳体的后部还可设有外六方接头或法兰，探测片连接体一2的顶部外周带有R11/2″的管螺纹，用于在被测设备上的安装音叉物位计。
本实用新型的工作原理是：在控制电路和压电传感器的共同作用下，由位于感应体的探测片1的两个振动翼根部产生振动，引起两振动翼的共振；当有物料挡住振动翼时，振动将会减弱，从而引起振动翼的振动幅度变化，这一变化由压电传感器感应到并产生电容量的变化，这个电容量的变化由控制电路板上的压电晶体进行了信号采集到了电容量的变化，然后经过放大电路和频率标准单元进行放大以及频率校正，然后进行F/V转换单元进行信号转换，最后由控制输出单元输出开关量信号或模拟量信号。
本实用新型的从声学原理全面考虑了共振腔的共鸣效果，如探测片1的振动翼的尺寸和展开角度、感应体的探测片连接体一2的尺寸设计等、探测片1根据被测介质不同和仪表量程不同，其几何形状和尺寸都有所不同。探测片1的振动翼和感应体的探测片连接体一2的材料均采用刚柔适度的304#不锈钢。由于PCB电路板上设置的电路为：信号采集模块进行振动信号和滤波后，放大电路模块将信号放大，再通过频率标准模块进行频率校正和信号反馈，将信号反馈给驱动电路进行电功率放大输出到压电晶体上，电晶体产生振动并测振动栓，以及输出给F/V转换模块进行频率电压转换，然后再经过控制输出电路模块进行电压比较提供输出信号半开关状态。
采用本实用新型的强振可调型音叉物位计，压电晶体相关参数，如固定电容、压电常数和固有频率等均可调整。独特的F/V转换模块设计，保证了仪表有较短的动作延迟时间。控制电路的振荡电源采用德国的先进电源设计原理进行设计，使电源电路适用的电压范围更宽，功耗更小。仪表采用整体胶封，提高了仪表的防护能力。针对传统音叉料位计存在的缺陷，本实用新型在原材料和元器件的选用、机械结构和电路的设计上做了大量改进和创新，使仪表的各项性能指标都得到很大提高。探测片的振幅强达到8mm，可减少物料的沉积和粘覆，振幅连续可调0.8～8mm，增大了仪表的使用范围，可同时使用于固液体料位，并能区别不同密度介质，仪表调校也更方便。仪表的防护等级达到IP67，供电电压范围DC 18～60V；AC 18～253V，可使用于电源电压波动较大、现场环境较为恶劣的场所。动作延迟时间短，停振延迟时间0.5～1S；起振延迟时间0.5～2S，灵敏度高，极大地提高了测量和报警的精度，红色雾面现场指示工作状态，色彩绚丽穿透力强，适合能见度较差的现场使用。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种强振可调型音叉物位计，它包括主壳体、连接于该主壳体上的探测体、控制电路、压电传感器，其特征在于，所述主壳体为圆柱形的铝合金壳体，主壳体内设置有控制电路的控制电路板和压电传感器，控制电路板外设有半圆柱形的塑胶壳体以及塑胶壳体后盖，控制电路板的下方设有压电传感器；所述探测体包括探测片以及探测片连接体。
2.如权利要求1所述的强振可调型音叉物位计，其特征在于，所述主壳体的正前方设有凸起的长方形前罩，前罩上设有接线螺母和接线头，一端设有圆形铝合金盖子。
3.根据权利要求1所述的强振可调型音叉物位计，其特征在于，所述控制电路板上连接有状态开关、状态指示灯、电源端子以及输出端子。
4.根据权利要求1、2或3所述的强振可调型音叉物位计，其特征在于，所述探测片为不锈钢振动翼，探测片连接体为不锈钢感应体。
5.根据权利要求4所述的强振可调型音叉物位计，其特征在于，所述探测片连接体的后部腔体与所述主壳体后部的中空腔体连通，主壳体的一端带有外六方接头或法兰，该探测片连接体的顶部设有管螺纹。
6.根据权利要求5所述的强振可调型音叉物位计，其特征在于，所述探测片根据被测介质或仪表量程的不同，所述探测片的几何形状和尺寸相应改变。
7.根据权利要求1所述的强振可调型音叉物位计，其特征在于，所述控制电路包括压电晶体模块连接信号采集模块、信号采集模块连接放大电路模块、放大电路模块连接频率模块、频率模块连接驱动电路模块以及F/V转换模块，F/V转换模块连接控制输出电路，驱动电路模块将信号输出至压电晶体模块。
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