專利名稱：超聲波智能料位檢測控制儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及超聲波檢測控制裝置。
目前利用超聲波進行探傷及對某些物體探測的儀器設備種類很多，但是在空氣中利用超聲波對遠距離物體進行智能檢測和控制的產品尚未見到，現有的超聲波檢測儀器適應不了礦山、石油、糧食等工業上自動化生產的需要，影響工作效率和生產利潤。
本實用新型目的是提供一種對于人們不能進入，不能自動操作的場區實現自動檢測、顯示、報警和控制的超聲波智能料位檢測控制儀。
本實用新型是由儀器殼體、超聲波接收電路、發射電路、料位檢測控制電路、顯示報警電路組成，儀器殼體面板的左部設有告警指示燈1、電源開關2，上部設有顯示板3，中部設有鍵盤4，中央控制單元通過模擬開關電平轉換器5與發射脈沖控制電路的二分頻器6相連，二分頻器的輸出端與發射前置放大電路7相連接，前置放大電路輸出端接入功率放大電路8，功率放大電路輸出端通過收發變壓器與收發超聲波探頭9相連，接收電路的收發超聲波探頭與3－20路低噪聲放大電路10相連，低噪聲放大電路的輸出端接入帶通濾波器11的輸入端，帶通濾波器的輸出端接入可編程放大電路12，并分為遠、中、近距離三段設置，放大電路分別與公共通道的模擬開關13相接，包絡檢波電路14的輸入端與模擬開關相接，輸出端與鉗位電路15相接，并接入對數放大器16的輸入端，對數放大器的輸出端接入反相器17的一輸入端，另一輸入端與基準電壓電路的輸出端相連，反相器的輸出端與中央控制單元相連。
本實用新型具有自動化程度高，可對各種料位，物體的距離、流量、貯存量進行自動監測、報警和控制，功耗小，抗干擾性強，安全可靠，造價低，易實施等特點。
附
圖1為本實用新型外部結構示意圖。
附圖2、3為本實用新型收發部分電路原理圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述，這種超聲波智能料位檢測控制儀，是由收發控制單元、中央控制單元、數據通訊單元、跳匝繼電器單元、顯示單元、監控顯示單元和告警單元組成，本實用新型的要點是對其中的收發電路及其結構進行限定描述，接收電路是由低通、中通、高通三個通路和公共通路組成，低通道的低噪聲放大器10輸出的噪聲電平應小于負90dB、增益應大于80dB，其輸出端與帶通濾波器11相連，濾波器的增益為6dB、3dB帶寬應大于80Hz，濾波器的輸出端接入20dB增益放大器12，中通道的放大電路13接入濾波器14和20dB增益放大器15，放大電路13的增益為50dB，濾波器增益為6dB、3dB帶寬應大于80Hz，高通放大器增益應≥26dB，低通、中通、高通三個通道的每一通道和公共通道提供50dB的動態電平范圍，低通道解決遠距測距動態電平范圍，中通道解決中距測距動態電平范圍，高通道解決近距動態電平范圍，三個通道共應有150dB的動態電平范圍，三個通道可設置3－20路，分為遠、中、近距離三段，公共通道的包絡檢波電路18的輸入端與模擬開關相接，輸出與鉗位電路19相接，并接入對數放大器20的輸入端，對數放大器的輸出端接入反相器21的一輸入端，反相器的輸出端與中央控制單元相連。模擬開關采用的是一個四通道，雙向單片的模擬開關集成電路，濾波器采用寬頻帶高輸入阻抗的運算放大器，由運算放大器組成的包絡檢波器插入損耗應小于負16dB，對數變換器提供的動態范圍為30－60dB，輸出最大增益為50dB，反相放大器輸出電平應滿足模數轉換器A／D的要求，能在發射時對中央控制單元送入A點的控制信號抑制接收，發射電路的模擬開關電平轉換器把中央控制器送來的信號電平脈沖轉換成接收控制器和發射脈沖控制電路所需的信號脈沖電平，發射脈沖控制電路是由二分頻器IC8－A、IC8－B，定時器IC7和門控器IC9－A，IC9－B組成，并將其發射的脈沖信號經前置放大電路7和功率放大電路8輸入到收發超聲波探頭發射出去。本實用新型中央控制單元由軟件程序提供給各種被控單元的各種控制、數據、地址信號，數據通信單元能提供串行接口，并行接口的通訊信號，可用于各種聯網，顯示單元能顯示出各被測點號碼數和測試距離、百分率、極限值和告警顯示、系統故障檢測情況等，跳匝繼電器能對各種開關量實行自動控制，從而執行各種自動控制功能。
實現本實用新型的工作原理是這樣的，由中央控制單元控制各單元的工作，收發電路接收到中央控制單元的發射信號脈沖后，通過發射脈沖控制電路給收發超聲波探頭頻率為10－40KH的脈沖串，發射和接收周期為200ms，再由探頭把電信號轉換成超聲波信號發射出去，當超聲波遇到物體(在空氣中)或傷痕時(在介質中)便反射回來，再由收發超聲波探頭把其超聲波信號轉換成電信號送到收發單元中，經收發單元中的接收電路把信號放大和處理后送入中央控制單元，再由中央控制單元分析和計算，將真信號檢出并經計算把檢測到的時間脈沖信號轉換成距離或百分比，然后把各種信號號同時送入到顯示器，監控顯示器，告警單元，通訊單元和跳匝繼電器單元中，通訊單元把距離等有關數字信號送到輸出接口或其它通信設備聯網，跳匝繼電器單元控制各種開關量去執行各種控制目的，顯示器單元把計算出的各種值顯示出來，同時用戶還可以通過顯示器上的鍵盤對主機根據需要進行編程，監控顯示器放在現場區或附近，由現場值班人員監控用，告警單元根據用戶設定的極限值進行報警。
權利要求1.超聲波智能料位檢測控制儀，是由儀器殼體、超聲波接收電路、發射電路、料位檢測控制電路、顯示報警電路組成，其特征在于儀器殼體面板的左部設有告警指示燈1、電源開關2，上部設有顯示板3，中部設有鍵盤4，中央控制單元通過模擬開關電平轉換器5與發射脈沖控制電路的二分頻器6相連，二分頻器的輸出端與發射前置放大電路7相連接，前置放大電路輸出端接入功率放大電路8，功率放大電路輸出端通過收發變壓器與收發超聲波探頭9相連，接收電路的收發超聲波探頭與3-20路低噪聲放大電路10相連，低噪聲放大電路的輸出端接入帶通濾波器11的輸入端，帶通濾波器的輸出端接入可編程放大電路12，并分為遠、中、近距離三段設置，放大電路分別與公共通道的模擬開關13相接，包絡檢波電路14的輸入端與模擬開關相接，輸出端與鉗位電路15相接，并接入對數放大器16的輸入端，對數放大器的輸出端接入反相器17的一輸入端，另一輸入端與基準電壓電路的輸出端相連，反相器的輸出端與中央控制單元相連。
專利摘要本實用新型涉及超聲波檢測控制裝置，這種裝置殼體面板設有告警指示燈、顯示板、鍵盤、開關、發射單元通過電平轉換器與脈沖控制電路相連，并輸入給放大電路通過收發超聲波探頭發射出去，接收電路的低通、中通、高通電路分別與公共通道的模擬開關、包絡檢波電路、鉗位電路、對數放大器和反相器相連，并接入中央控制單元。具有可對各種料位、物體的距離、流量、貯存量進行自動監測、報警和控制、功耗小，抗干擾性強，安全可靠，易實施等特點。
文檔編號G01F23/28GK2087777SQ9121044
公開日1991年10月30日 申請日期1991年4月16日 優先權日1991年4月16日
發明者宋偉民, 侯國璽 申請人:民航東北管理局通信總站