[实用新型]一种数字式射频导纳物位仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量技术领域，具体涉及物位测量装置。 

背景技术

物位是指存储容器或工业生产设备里的液体、粉状或颗粒状固体、气体之间的分界面位置，也可以是互不相溶的两种液体间由于密度不等而形成的界面位置，由于各种物料的性质千差万别，生产中的工况差别很大，物位测量的方法也很多。具体而言，测量块状、颗粒状和粉料等固体物料堆积高度或表面的仪表称为料位计；测量罐、塔和槽等容器内液体高度，或液面位置的仪表称为液位计，又称液面计；测量容器中两种互不溶解液体或固体与液体相界面位置的仪表称为界面计。 

在社会生产中，物位测量仪中物位的测量是施工过程中的一个重要环节。物位测量仪表是测量液态和粉粒状的材料的界面和装载高度的工业自动化仪表。 

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种连续射频导纳物位测量仪。该仪表由信号调整板、信号测量板、电源板和外壳等组成，采用二线制24V标准电源供电，4-20mA恒流源输出，响应时间可调。该物位仪电路主要包括：标准信号发生电路、测量电桥电路、电桥输出信号放大电路、输出信号调整电路、4-20mA恒流输出电路、斩波脉冲发生电路、测量信号斩波电路，电源电路等组成。该测量仪可用于对石油储罐、油井、污水以及其它具有连续物位要求的测量。 

本实用新型的技术解决方案是：采用一种新的传感器结构-五层同心结构。中心探杆与屏蔽层之间没有电势差，即使传感器上挂料阻抗较小，也不会有电流流过，电子仪器测量的仅仅是从传感器中心到对面罐壁的电流，因为屏蔽层能阻碍电流沿传感器返回流向容器壁，因而对地电流只能经传感器末端通过被测物料到对面容器壁。虽然屏蔽层与容器壁之间存在电势差，两者之间有电流流过，但该电流不被测量，不影响测量结果。这样就将测量端保护起来，不受挂料的影响。只有容器中的物料确实上升接触到中心探杆时，通过被测物料，中心探杆与地之间才能形成被测电流，仪器检测到该电流，产生有效输出信号；所采用的核心处理器为芯片LPC2132，芯片LPC2132是基于一个支持实时仿真和跟踪的16位ARM7TDMI-STM CPU的微控制器，并带有64kB嵌入的高速Flash存储器，128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行，较小的封装和极低的功耗使芯片LPC2132可理想地用于小型系统中；宽范围的串行通信接口和片内16k字节的SRAM，多个32位定时器、1个10位8路ADC、10位DAC、PWM通道和47个GPIO以及多达9个边沿或电平触发的外部中断使它们特别适用于工业控制系统。 

本实用新型所采用的射频导纳技术，由于引入了除电容以外的测量参量，尤其是电阻参量，使得仪表测量信号信噪比上升，大幅度地提高了仪表的分辨力、准确性和可靠性；测量参量的多样性也有力地拓展了仪表的可靠应用领域。 

本实用新型的一种射频导纳物位测量仪包括U1部分、U2部分、U3部分、U4部分、U5部分和T01部分、T02部分、LCD显示接口部分，U1部分、U2部分、U3部分、U4部分和U5部分相互连接构成射频导纳物位测量仪的信号处理与数据输出接口电路，变压器T02部分与U4部分相互连接构成射频导纳物位测量仪的测量部分输出，变压器T01部分对射频导纳物位测量仪的测量信号进行隔离、放大与驱动，实 现信号测量输入部分；U1部分以芯片LPC2132为主，完成输入信号的采集处理、LCD显示信号输出和测量控制信号的输出；U2部分以芯片FM25L04为主，为4Kb的铁电存储器串行内存，完成测量数据的存储；U3部分以芯片MAX485为主，完成存储器数据的串行接口输出；U4部分以芯片SD5001为主，是四N沟道横向DMOS模拟开关，完成信号的开关切换，U5部分以芯片DH4-20为主，完成4-40mA电流输出；其中，具体电路连接如下： 

芯片LPC2132部分(U1)：