[实用新型]数字式液位传感显示控制器

说明书

本实用新型属于一种液位测量与控制装置，具体地说是一种数字式液位传感显示控制器。

液位测量与控制装置，在水处理、火力发电、炼油、化工等行业有着广泛的应用。中国专利，申请号为91215328.8公开了一种“液位传感显示装置”，由液位传感头和现场显示部件组成。液位传感头利用多点干簧管吸合释放的开关作用来改变一组测量电阻的选通状态，从而以测量电阻的阻值来反映液位高度；显示部件中的恒流单元向测量电阻供电，将电阻信号线性转换成电压信号，检测单元再将此电压信号线性转换成为电流信号，指示表头通过检测该电流信号来显示液位高度。这种“液位传感显示装置”存在以下缺点：由于测量电阻的阻值受温度等条件的影响会产生变化，恒流单元提供的恒定电流也不可避免地存在误差，因此，液位传感头输出的电压信号（模拟信号）存在着误差，模拟信号在信号处理过程中还会产生误差，这些误差都将导致测量结果产生误差；另外，该装置没有液位自动控制和报警的功能。

本实用新型的目的在于提供一种数字式液位传感显示控制器，它具有直接输出数字信号的液位传感器，数字显示直观，不会产生误差，并能够进行液位控制和报警显示等特点。

本实用新型的目的是通过以下手段实现的：

一种数字式液位传感显示控制器，包括液位传感器和显示控制器。液位传感器由测试管、套在测试管上的带有磁铁的浮球、位于测试管上端的法兰、设置在测试管下部的零位活动止档圈以及安装在测试管内的编码器组成。编码器是一条狭长的电路板，电路板上布置有数字编码电路和两条错误代码检测线（以下简称“检测线”），数字编码电路是公知的，它将各液位高度编成若干位二进制数字代码，两条检测线输出的信号用于封锁数字编码电路输出的错误代码。两条检测线纵向排列在电路板上，其上端为输出端、下端与地线之间各串接一个电阻，若干支干簧管作为编码电路的输入信号开关，固定在电路板上不同高度的位置，每个干簧管的一端都接电源线，另一端接数字编码电路的一个输入端和一支二极管的阳极，两条检测线轮流与这些二极管的阴极连接。当处于某一液位高度的浮球中的磁铁仅使相应高度的一支干簧管闭合时，数字编码电路输出该液位高度的数字代码，两条检测线中一条输出高电平，即“1”状态，另一条输出低电平，即“0”状态；当浮球中的磁铁在液位变化过程中刚好处于两支干簧管之间，使干簧管都不闭合或者使两支干簧管同时闭合时，数字编码电路输出的代码并不是该液位高度的代码，是错误代码，这时两条检测线同时输出低电平，即“0”状态或同时输出高电平，即“1”状态。电路板的引线从法兰的开孔中集束引出与显示控制器连接。显示控制器的电路主要由集成电路组接而成，包括以下五个部分：错误码封锁单元、译码显示单元、阈值设置单元、比较单元、控制与报警单元。错误码封锁单元利用检测线输出的信号来控制锁存器，使锁存器在错误代码到来之前锁存，错误代码不能进入锁存器，锁存器继续输出表示前一个液位高度的代码；译码显示单元将代码译码后进行数字显示相应的液位高度；阈值设置单元利用一组开关来设置液位控制和报警的阈值；比较单元将测量的结果与设置的阈值进行比较，根据比较结果输出控制信号和报警信号；控制与报警单元接收比较单元输出的信号，实施液位控制和报警。

本实用新型的优点是：提供了一种数字式液位传感显示控制器，由于测试管中装有编码器，使得数字式液位传感器输出的电信号是数字信号，不会产生信号误差，显示控制器的信号处理电路简单，不会产生信号处理误差；通用性强、数字式液位传感器不仅可以与显示控制器构成一个工作系统，而且它输出的数字信号可直接供计算机采集，可以很容易、很方便地用于计算机综合测控系统；数字显示液位测量结果很直观。

本实用新型具有如下附图：

图1为数字式液位传感显示控制器的方框图。

图2为数字式液位传感器的外部结构图。

图3为测量范围为50cm，采用8421BCD编码方式的数字式液位传感器的编码器的电路图。

下面结合附图对本实用新型进一步详细说明。

实施例：

数字式液位传感显示控制器包括液位传感器5、显示控制器19。液位传感器5如图2所示，带有磁铁的浮球2套装在测试管1上，测试管1上端有法兰3，下部设置有零位止档圈4，测试管中安装有编码器。编码器是一块狭长的电路板，电路图如图3所示，电路板的一面上依次纵向排列有地线15、电源线16、8条代码输出线17、错误码检测线18（以下简称“检测线”），在每条代码输出线和检测线的下端与地线之间分别串接一个电阻11，电路板的另一面上横向等间距地排列有51条编码信号输入线12，间距为1cm，在电源线16与每条编码信号输入线12之间串接一只干簧管13，作为编码电路的输入信号的开关，这51支干簧管等间距地横向固定在电路板上，两相邻干簧管间的高度差为1cm，它们分别对应于0、1、2、3、4……47、48、49、50cm高度。在编码信号输入线12与代码输出线17之间跨接二极管14，形成数字编码电路，将各液位高度（单位为cm）编成8421BCD码：0000、0000、0000、0001、0000 0010、0000 0011、0000 0100、……0100 0111、0100 1000、0100 1001、0101 0000，当处于某一液位高度的浮球中的磁铁使处于该高度的那只干簧管闭合时，代码输出线17就输出该高度（单位：cm）的8421BCD码。最低位代码输出线同时也作为一条错误码检测线，另外再增加一条检测线，在每条对应偶数高度（0、2、4……48、50cm）的编码信号输入线与增加的这条检测线之间跨接一只二极管，这两条错误码检测线18输出的信号用于封锁数字编码电路输出的错误代码。地线15、电源线16、代码输出线17、错误码检测线18的引线自法兰3开孔中集束引出，与显示控制器19连接。显示控制器19，其电路主要由集成电路组接而成，包括以下五个部分：错误码封锁单元6、译码显示单元7、阈值设置单元9、比较单元8、控制和报警单元10。错误码封锁单元6利用检测线输出的信号来控制锁存器，使锁存器在错误代码到来之前锁存，错误代码不能进入锁存器，锁存器继续输出表示前一个液位高度的代码；译码显示单元7将代码译码后进行数字显示相应的液位高度；阈值设置单元9利用一组开关来设置液位控制和报警的阈值；比较单元8将测量的结果与设置的阈值进行比较，根据比较结果输出控制信号和报警信号；控制与报警单元10接收比较单元输出的信号，实施液位控制和报警。