專(zhuān)利名稱(chēng)：工業(yè)變送裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變送裝置，特別涉及一種工業(yè)變送裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，旋轉(zhuǎn)軸上的物理量比如溫度、扭矩等的測(cè)量，可以通過(guò)物理現(xiàn)象 間接測(cè)量，比如利用紅外感應(yīng)測(cè)量溫度，利用激光測(cè)量形變等方式，但這種
方法的缺點(diǎn)是測(cè)量效果受限，而且采用激光使得測(cè)量成本較高；其次還可以 通過(guò)滑環(huán)加電刷的方式，把旋轉(zhuǎn)軸上的物理量接出，模數(shù)變換與變送由后續(xù) 的變送器完成，但這種方法的缺陷是由于滑環(huán)和電刷之間存在機(jī)械摩擦，造 成設(shè)備易損壞，維護(hù)成本高，而且抗干擾能力較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種工業(yè)變送裝置和系統(tǒng)，具備較高的抗千擾能力，測(cè)量精 度高，安裝調(diào)試方便；該工業(yè)變送裝置和系統(tǒng)應(yīng)用部署結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低。
本發(fā)明提供了一種工業(yè)變送裝置，包括固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子部分，用 于將連接到所述轉(zhuǎn)子部分的傳感器測(cè)量的物理量信號(hào)經(jīng)信號(hào)測(cè)量電路處理后 輸出；與所述轉(zhuǎn)子部分同軸相對(duì)設(shè)置的定子部分；以及通過(guò)電纜與所述定子 部分相連接的變送部分，用于通過(guò)所述定子部分接收所述經(jīng)信號(hào)測(cè)量電路處 理后的物理量信號(hào)并變送輸出；所述轉(zhuǎn)子部分和定子部分相對(duì)應(yīng)的兩端面上 分別設(shè)置有轉(zhuǎn)子耦合線圈和定子耦合線圈，所述變送部分的電力耦合電路輸 出的電力通過(guò)所述定子耦合線圈和轉(zhuǎn)子耦合線圏耦合到所述轉(zhuǎn)子部分，給所 述信號(hào)測(cè)量電路供電。在上述方案的基礎(chǔ)上，所述轉(zhuǎn)子耦合線圏和定子耦合線圈為在電路板印 制的單面螺旋線圈。所述轉(zhuǎn)子耦合線圈和定子耦合線圈為在電路板印制的雙 面螺旋線圈。所述轉(zhuǎn)子耦合線圏和定子耦合線圈的線圏圏數(shù)和線寬尺寸相同。
所述信號(hào)測(cè)量電路包括傳感器連接端子，用于連接所述傳感器并獲取 所述物理量信號(hào)；第一模數(shù)變換裝置，用于對(duì)獲取的所述物理量信號(hào)進(jìn)行模 數(shù)變換得到物理量數(shù)字信號(hào)；轉(zhuǎn)子單片機(jī)，用于對(duì)通過(guò)所述第一模數(shù)變換裝 置獲得的所述物理量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將處理后的所述物理量數(shù)字 信號(hào)輸出給所述變送部分。所述信號(hào)測(cè)量電路還包括電源處理電路和第二 模數(shù)變換裝置，所述電源處理電路與所述轉(zhuǎn)子耦合線圏和第二模數(shù)變換裝置 連接，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)子耦合線圏接收到的所述電力進(jìn)行處理后傳送給所述第 二模數(shù)變換裝置進(jìn)行模數(shù)變換獲取電力數(shù)字信號(hào)；所述第二模數(shù)變換裝置與 轉(zhuǎn)子單片機(jī)連接，用于將所述電力數(shù)字信號(hào)傳送給所述轉(zhuǎn)子單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù) 處理，并將處理后的所述電力數(shù)字信號(hào)輸出給所述變送部分。
所述信號(hào)測(cè)量電路還包括FSK調(diào)制器，所述FSK調(diào)制器與所述轉(zhuǎn)子單 片機(jī)和轉(zhuǎn)子耦合線圈連接，用于將經(jīng)過(guò)所述轉(zhuǎn)子單片機(jī)處理后的所述物理量 數(shù)字信號(hào)和電力數(shù)字信號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制得到調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力 數(shù)字信號(hào)，并將所述調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)耦合到所述轉(zhuǎn) 子耦合線圏上，通過(guò)FSK無(wú)線通信方式傳輸?shù)剿龆ㄗ玉詈暇€圈。所述變送 部分還包括FSK解調(diào)器，所述FSK解調(diào)器與定子耦合線圏連接，用于對(duì)所 述定子耦合線圏接收到的所述調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)進(jìn)行 解調(diào)，得到解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)和解調(diào)電力數(shù)字信號(hào)。所述變送部分還包括 變送器單片機(jī)，與所述FSK解調(diào)器連接，用于對(duì)所述解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)和 解調(diào)電力數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后輸出；其中，所述解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)輸 出至與所述變送器單片機(jī)連接的數(shù)模變送裝置，以將所述解調(diào)物理量數(shù)字信 號(hào)進(jìn)行數(shù)模變換并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出；所述解調(diào)電力數(shù)字信號(hào)被所述變 送器單片機(jī)作為評(píng)估所述轉(zhuǎn)子部分的電源工況判據(jù)，并以此調(diào)整對(duì)所述電力 耦合電路輸出的電力。
6本發(fā)明還提供了一種工業(yè)變送系統(tǒng)，包括以上所述的工業(yè)變送裝置，以 及，旋轉(zhuǎn)輥，所述旋轉(zhuǎn)輥上設(shè)置有用于測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)輥物理量信號(hào)的傳感器，
所述傳感器與所述工業(yè)變送裝置連接；控制器，用于根據(jù)所述工業(yè)變送裝置 輸出的變送信號(hào)輸出用以控制調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)輥物理量的調(diào)整控制信號(hào)，所述 變送信號(hào)是根據(jù)所述傳感器測(cè)量的所述旋轉(zhuǎn)輥的物理量信號(hào)變送輸出的；調(diào) 整裝置，用于根據(jù)所述控制器輸出的調(diào)整控制信號(hào)對(duì)所述旋轉(zhuǎn)輥的物理量進(jìn) 行調(diào)整。
本發(fā)明工業(yè)變送裝置和系統(tǒng)通過(guò)將傳感器接收到的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換， 并將此信號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制，通過(guò)轉(zhuǎn)子耦合線圈傳輸?shù)蕉ㄗ硬糠趾妥兯筒糠郑?由于采用全數(shù)字化電路，轉(zhuǎn)子和定子之間無(wú)接觸連接，使得系統(tǒng)安裝調(diào)試方 便,應(yīng)用部署結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低，并且具備較高抗干擾能力，測(cè)量精度 高等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明工業(yè)變送裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖 圖2為本發(fā)明工業(yè)變送裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3為本發(fā)明工業(yè)變送裝置第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖 圖4為本發(fā)明工業(yè)變送系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標(biāo)記說(shuō)明
1-轉(zhuǎn)子部分；
4 -轉(zhuǎn)子耦合線圈；
7-第一模數(shù)變換裝置;
IO-FSK解調(diào)器;
13-電源處理電3各；
16-溫度傳感器；
2-定子部分；
5-定子耦合線圈；
8-轉(zhuǎn)子單片機(jī)；
ll-變送器單片機(jī)； 14-第二模數(shù)變換裝置; 17-加熱裝置;
3 -變送部分； 6-電力耦合電路； 9- FSK調(diào)制器； 12-數(shù)模變送裝置; 15-旋轉(zhuǎn)輥； 18-控制器。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明工業(yè)變送裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本
實(shí)施例工業(yè)變送裝置包括轉(zhuǎn)子部分1、定子部分2和變送部分3。其中，轉(zhuǎn)子 部分l固定在旋轉(zhuǎn)軸上，且與傳感器有線連接，比如連接溫度傳感器或扭矩 傳感器等，用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸上的溫度和扭矩等物理量，轉(zhuǎn)子部分1采集傳感 器測(cè)量的物理量信號(hào)并將其傳送給轉(zhuǎn)子部分1的信號(hào)測(cè)量電路進(jìn)行處理；定 子部分2與轉(zhuǎn)子部分1安裝在同一旋轉(zhuǎn)軸心上，且相對(duì)設(shè)置。定子部分2通 過(guò)電纜和變送部分3有線連接，考慮同軸電纜具有特征阻抗固定的優(yōu)點(diǎn)，所 述電纜優(yōu)選同軸電纜。變送部分3接收轉(zhuǎn)子部分1經(jīng)信號(hào)測(cè)量電路處理后的 物理量信號(hào)，并將其變送為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)進(jìn)行輸出。在轉(zhuǎn)子部分l的與定子部 分2相對(duì)的一端面上設(shè)置有轉(zhuǎn)子耦合線圈4，在定子部分2的與轉(zhuǎn)子部分1 相對(duì)的一端面上設(shè)置有定子耦合線圈5。變送部分3中包括電力耦合電路6， 該電力耦合電路6用于輸出電力，該電力通過(guò)定子耦合線圈5和轉(zhuǎn)子耦合線 圈4提供給轉(zhuǎn)子部分1,作為轉(zhuǎn)子部分1中的信號(hào)測(cè)量電路的工作電源。
本實(shí)施例的工業(yè)變送裝置在工作時(shí)，由轉(zhuǎn)子部分1接收與其連接的傳感 器采集到的物理信號(hào)數(shù)據(jù)即物理量信號(hào)，比如溫度信號(hào)和扭矩信號(hào)等，然后 將此信號(hào)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子部分1中的信號(hào)測(cè)量電路處理后傳送給定子部分2和 變送部分3，由變送部分3將此非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行 輸出。其中，變送部分3中的電力耦合電路6輸出電力，并通過(guò)定子耦合線 圈5和轉(zhuǎn)子耦合線圈4以耦合線圈之間互感的變壓器原理的方式將此電力輸 出給轉(zhuǎn)子部分l,作為轉(zhuǎn)子部分l中的信號(hào)測(cè)量電路的工作電源。
本實(shí)施例工業(yè)變送裝置通過(guò)由轉(zhuǎn)子部分將傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給變送部 分轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)凝:據(jù)進(jìn)行輸出，并利用定子耦合線圈和轉(zhuǎn)子耦合線圈以 變壓器原理的方式為轉(zhuǎn)子部分提供工作電源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，在應(yīng)用中 便于安裝部署。
圖2為本發(fā)明工業(yè)變送裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子部分1中的信號(hào)測(cè)量電路包括傳感器連接端子、第一模數(shù)
變換裝置7和轉(zhuǎn)子單片機(jī)8。其中，傳感器連接端子與傳感器連接，獲取傳 感器采集的物理量信號(hào)數(shù)據(jù)即物理量信號(hào)，如溫度和扭矩等，該物理量信號(hào) 可以通過(guò)多路開(kāi)關(guān)切換出一路信號(hào)傳送至第一模數(shù)變換裝置7，第一模數(shù)變 換裝置7對(duì)該采集的物理量信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換，把模擬量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字 量，獲取物理量數(shù)字信號(hào)，并將所述物理量數(shù)字信號(hào)傳送給與其連接的轉(zhuǎn)子 單片機(jī)8進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)子單片機(jī)8對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，比如溫度查 表操作、數(shù)字濾波4喿作和發(fā)送lt據(jù)編碼等處理。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子部分1的信 號(hào)測(cè)量電3各還可以包括頻移4建控(Frequency-shift keying,以下簡(jiǎn)稱(chēng)FSK) 調(diào)制器9， FSK調(diào)制器9與轉(zhuǎn)子單片機(jī)8和轉(zhuǎn)子耦合線圏4連接。FSK調(diào)制器 9將從轉(zhuǎn)子單片機(jī)8接收到的經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子單片機(jī)8處理的物理量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行 FSK調(diào)制獲取調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)，然后將該調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)耦合到轉(zhuǎn) 子耦合線圈4上，并通過(guò)轉(zhuǎn)子耦合線圈4和定子耦合線圈5將FSK調(diào)制過(guò)的 調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)通過(guò)FSK無(wú)線通信方式發(fā)送到變送部分3。在實(shí)際應(yīng)用 中，F(xiàn)SK調(diào)制器9的功能也可以由轉(zhuǎn)子單片機(jī)8中的運(yùn)行軟件控制轉(zhuǎn)子單片 機(jī)8的輸出管腳相連的外圍開(kāi)關(guān)器件輸出不同頻率的脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。相應(yīng) 地，變送部分3包括FSK解調(diào)器IO, FSK解調(diào)器IO與定子耦合線圏5連接， 將定子耦合線圈5接收到的調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到解調(diào)物理量數(shù) 字信號(hào)。在此基礎(chǔ)上，變送部分3還包括變送器單片機(jī)11和數(shù)模變送裝置 12,變送器單片機(jī)ll與FSK解調(diào)器IO和數(shù)模變送裝置12連接，變送器單片 機(jī)11將經(jīng)過(guò)FSK解調(diào)器10解調(diào)的解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并將該解 調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)輸出給與其連接的數(shù)模變送裝置12,由數(shù)模變送裝置12 將此數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)模變換并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，例如4~20mA進(jìn)行輸出。該數(shù) 模變送裝置12可以為一路或多路，將物理量信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)變送到標(biāo)準(zhǔn)4~ 20mA信號(hào)。
本實(shí)施例工業(yè)變送裝置通過(guò)將傳感器測(cè)量信號(hào)用FSK頻移鍵控方法調(diào)制， 并采用FSK無(wú)線通信方式將測(cè)量數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給定子與變送部分，使得本發(fā)明實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易，成本較低，在應(yīng)用中便于安裝部署；抗噪聲與抗衰減的 性能較好，具有高抗擾性；而且FSK傳輸速率快，傳輸正確率高。
圖3為本發(fā)明工業(yè)變送裝置第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，在 第二實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明工業(yè)變送裝置中的轉(zhuǎn)子部分1中的信號(hào)測(cè)量電 路還可以包括電源處理電路13，與轉(zhuǎn)子耦合線圈4連接，用于對(duì)轉(zhuǎn)子耦合線 圈4接收到的變送部分3提供的電力即電源電壓進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)電源處理電 路13處理后一方面可以使得輸出給轉(zhuǎn)子部分1的電源電壓較穩(wěn)定，另一方面， 電源處理電路13還可以測(cè)量定子部分2和轉(zhuǎn)子部分1之間由于安裝機(jī)器設(shè)備 運(yùn)轉(zhuǎn)位移而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子部分1與定子部分2之間距離的變化，并將此變化轉(zhuǎn) 換為電力強(qiáng)弱數(shù)據(jù)。此外，轉(zhuǎn)子部分l還可以包括第二模數(shù)變換裝置14,該 第二模數(shù)變換裝置14與電源處理電路13和轉(zhuǎn)子單片機(jī)8連接，用于對(duì)從電 源處理電路13獲取的電力強(qiáng)弱數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量即模數(shù)變換獲取電力數(shù) 字信號(hào)，實(shí)時(shí)獲取電力狀況，并將該電力數(shù)字信號(hào)傳送給與其連接的轉(zhuǎn)子單 片機(jī)8。轉(zhuǎn)子單片機(jī)8經(jīng)過(guò)處理后得到處理后的電力數(shù)字信號(hào)即電源電壓測(cè) 量結(jié)果并將此電力數(shù)字信號(hào)和物理量數(shù)字信號(hào)一起發(fā)送給FSK調(diào)制器9, FSK 調(diào)制器9將此電力數(shù)字信號(hào)即實(shí)時(shí)獲取的電源電壓測(cè)量結(jié)果和物理量數(shù)字信 號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制獲取到調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)，并將該調(diào) 制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)一起耦合到轉(zhuǎn)子耦合線圏4上，通過(guò) 轉(zhuǎn)子耦合線圈4和定子耦合線圈5以FSK無(wú)線通信方式將此調(diào)制物理量數(shù)字 信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)即電源電壓測(cè)量結(jié)果一起發(fā)送給變送部分3。在實(shí) 際應(yīng)用中，F(xiàn)SK調(diào)制器9的功能也可以由轉(zhuǎn)子單片機(jī)8中的運(yùn)行軟件控制轉(zhuǎn) 子單片機(jī)8的輸出管腳相連的外圍開(kāi)關(guān)器件輸出不同頻率的脈沖信號(hào)來(lái)實(shí) 現(xiàn)。相應(yīng)地，變送部分3中的FSK解調(diào)器IO會(huì)對(duì)接收到的FSK調(diào)制得到的調(diào) 制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。在此基礎(chǔ)上，變送器單片 機(jī)ll 一方面將經(jīng)過(guò)FSK解調(diào)器IO解調(diào)獲取的解調(diào)電力數(shù)字信號(hào)即電源電壓 測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將此解調(diào)電力數(shù)字信號(hào)作為評(píng)估轉(zhuǎn)子部分1的電源 工況判據(jù)，并以此調(diào)整電力耦合電路6輸出的電力，電力耦合電路6可以為一工作在固定開(kāi)關(guān)頻率的電力開(kāi)關(guān)輸出裝置，根據(jù)此控制信號(hào)通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān) 占空比的方式調(diào)節(jié)輸出到定子耦合線圏5的電力，改變無(wú)線電力輸出功率來(lái) 適配轉(zhuǎn)子部分1的工作電力需求，此相當(dāng)于利用反饋控制電路，根據(jù)轉(zhuǎn)子部 分1對(duì)電源提出的輸出電壓的要求，采用占空比控制的方法對(duì)輸出電壓進(jìn)行 控制，控制占空比，進(jìn)而調(diào)節(jié)輸出電壓，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。進(jìn)一步說(shuō)明，當(dāng) 來(lái)自轉(zhuǎn)子部分l的電源電壓處于比最佳工作電壓低的時(shí)候，變送器單片機(jī)ll
通過(guò)提高電源輸出開(kāi)關(guān)占空比以增加電源饋出功率；反之，當(dāng)來(lái)自轉(zhuǎn)子部分 1的工作電源電壓處于比最佳工作電壓高的時(shí)候，變送器單片機(jī)11通過(guò)降低 電源輸出開(kāi)關(guān)占空比以減少電源饋出功率。另一方面變送器單片機(jī)ll將經(jīng)過(guò) FSK解調(diào)器IO解調(diào)獲取的解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，并將該解調(diào)物理量 數(shù)字信號(hào)輸出給與其連接的數(shù)模變送裝置12，由數(shù)模變送裝置12將此數(shù)據(jù) 變換為標(biāo)準(zhǔn)4 ~ 20mA電信號(hào)進(jìn)行輸出。
本發(fā)明工業(yè)變送裝置通過(guò)將傳感器測(cè)量信號(hào)和電源電壓測(cè)量結(jié)果信號(hào)用 FSK頻移鍵控方法調(diào)制，并采用FSK無(wú)線通信方式將測(cè)量數(shù)據(jù)信號(hào)和電源電 壓測(cè)量結(jié)果信號(hào)傳送給定子部分與變送部分，使得本發(fā)明實(shí)現(xiàn)起來(lái)較容易， 成本較低；抗噪聲與抗衰減的性能較好，具有高抗擾性；而且FSK傳輸速率 快，傳輸正確率高。
在上述的實(shí)施例中，本發(fā)明工業(yè)變送裝置的轉(zhuǎn)子耦合線圈4和定子耦合 線圈5可以為電路板線圈，具體地，可以為在電路板上印制的單面螺旋線線 圈。轉(zhuǎn)子耦合線圏4和定子耦合線圈5是用于耦合電力和FSK調(diào)頻數(shù)據(jù)信號(hào) 的裝置，本質(zhì)上是變壓器原理，定子部分2和轉(zhuǎn)子部分1可采用基本相同的 結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)中可以采用電路板線圏來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述線圏可以采用規(guī)則的 螺旋線電路板，如果要提高感應(yīng)效率還可以采用正反面雙層螺旋線結(jié)構(gòu)，另 外，為了保證傳輸效率不受轉(zhuǎn)子部分1的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生波動(dòng)，轉(zhuǎn)子耦合線圈4和 定子耦合線圏5的線圈圈數(shù)、尺寸線寬盡可能相同。由于轉(zhuǎn)子部分l是高速 旋轉(zhuǎn)的，而定子部分2是不轉(zhuǎn)的，轉(zhuǎn)子部分1和定子部分2安裝在同一軸心 上，采用本結(jié)構(gòu)線圈將使得耦合到的能量平穩(wěn)而與旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)。為便于更好地理解本發(fā)明工業(yè)變送裝置的具體應(yīng)用，特將本發(fā)明工業(yè)變 送裝置放在一應(yīng)用系統(tǒng)中具體地加以實(shí)施。本發(fā)明還提供了一種工業(yè)變送系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上述工業(yè)變送裝置實(shí)施例所述的工業(yè)變送裝置，以及旋轉(zhuǎn)輥、 控制器和調(diào)整裝置，其中，旋轉(zhuǎn)輥上設(shè)置有用于測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)輥物理量信號(hào)
的傳感器，所述傳感器與所述工業(yè)變送裝置連接；所述控制器用于根據(jù)所述 工業(yè)變送裝置輸出的變送信號(hào)輸出用以控制調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)輥物理量的調(diào)整控 制信號(hào)，所述變送信號(hào)是根據(jù)所述傳感器測(cè)量的所述旋轉(zhuǎn)輥的物理量信號(hào)變 送輸出的；所述調(diào)整裝置用于根據(jù)所述控制器輸出的調(diào)整控制信號(hào)對(duì)所述旋 轉(zhuǎn)輥的物理量進(jìn)行調(diào)整。
圖4為本發(fā)明工業(yè)變送系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，本實(shí)施 例中將本發(fā)明工業(yè)變送裝置應(yīng)用于一熱輥系統(tǒng)中，本發(fā)明工業(yè)變送裝置也可 以應(yīng)用于其他系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，測(cè)量的旋轉(zhuǎn)輥物理量是溫度，傳感器 為溫度傳感器，調(diào)整裝置為用于對(duì)旋轉(zhuǎn)輥進(jìn)行加熱的加熱裝置。如圖4所 示，在該應(yīng)用系統(tǒng)中，本發(fā)明工業(yè)變送裝置中的轉(zhuǎn)子部分1連接旋轉(zhuǎn)輥15 上用于實(shí)時(shí)測(cè)量旋轉(zhuǎn)輥15的的溫度的溫度傳感器16，旋轉(zhuǎn)輥15的下方設(shè) 置有用于對(duì)旋轉(zhuǎn)輥15進(jìn)行加熱的加熱裝置17，本發(fā)明工業(yè)變送裝置中的 變送部分3的輸出端通過(guò)變送輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)線連接到控制器18，該控制器 18為一可編程邏輯控制器，該控制器18通過(guò)加熱輸出控制線與加熱裝置 17連接，用于根據(jù)變送部分3的輸出信號(hào)調(diào)整對(duì)加熱裝置17的控制信號(hào) 從而調(diào)整對(duì)旋轉(zhuǎn)輥15的加熱溫度。
具體應(yīng)用時(shí)，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，旋轉(zhuǎn)輥和轉(zhuǎn)子不斷的旋轉(zhuǎn)，安裝在旋 轉(zhuǎn)輥15上的溫度傳感器16實(shí)時(shí)測(cè)量旋轉(zhuǎn)輥15的溫度，并將該旋轉(zhuǎn)輥溫 度信號(hào)數(shù)據(jù)傳送至與其連接的本發(fā)明工業(yè)變送裝置的轉(zhuǎn)子部分1，由轉(zhuǎn)子
部分1中的信號(hào)測(cè)量電路對(duì)該旋轉(zhuǎn)輥15的溫度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換、單片 機(jī)調(diào)理和FSK調(diào)制等處理，通過(guò)FSK無(wú)線通信方式將此信號(hào)傳送至變送部 分3，變送部分3對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行FSK解調(diào)、單片機(jī)調(diào)理和數(shù)模變換 等處理后將其變送為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)進(jìn)行輸出，此具體的處理過(guò)程可參見(jiàn)上述的本發(fā)
12明工業(yè)變送裝置第一至第三實(shí)施例，在此不再贅述。變送部分3輸出的標(biāo)
準(zhǔn)電信號(hào)通過(guò)變送輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)線輸出至與其連接的控制器18，控制器 18對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行分析處理并據(jù)此通過(guò)加熱輸出控制線輸出加熱控 制信號(hào)至與其連接的加熱裝置17，該可編程邏輯控制器調(diào)整加熱輸出的方 式為脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation，以下簡(jiǎn)稱(chēng)PWM )輸出，由 該P(yáng)WM輸出控制加熱裝置17的功率開(kāi)關(guān)以實(shí)現(xiàn)調(diào)整對(duì)旋轉(zhuǎn)輥15的加熱， 最終實(shí)現(xiàn) 一 可控溫度的熱輥系統(tǒng)。
本發(fā)明工業(yè)變送系統(tǒng)通過(guò)將傳感器測(cè)量信號(hào)用無(wú)接觸式的工業(yè)變送裝置 變送輸出，并根據(jù)此變送輸出的信號(hào)調(diào)整對(duì)旋轉(zhuǎn)輥的加熱溫度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳 感器測(cè)量信號(hào)的有效利用和對(duì)旋轉(zhuǎn)輥加熱溫度的控制，本發(fā)明應(yīng)用部署結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高。
最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn) 行限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換， 而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明技術(shù)方案的 精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種工業(yè)變送裝置，其特征在于，包括固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子部分，用于將連接到所述轉(zhuǎn)子部分的傳感器測(cè)量的物理量信號(hào)經(jīng)信號(hào)測(cè)量電路處理后輸出；與所述轉(zhuǎn)子部分同軸相對(duì)設(shè)置的定子部分；以及通過(guò)電纜與所述定子部分相連接的變送部分，用于通過(guò)所述定子部分接收所述經(jīng)信號(hào)測(cè)量電路處理后的物理量信號(hào)并變送輸出；所述轉(zhuǎn)子部分和定子部分相對(duì)應(yīng)的兩端面上分別設(shè)置有轉(zhuǎn)子耦合線圈和定子耦合線圈，所述變送部分的電力耦合電路輸出的電力通過(guò)所述定子耦合線圈和轉(zhuǎn)子耦合線圈耦合到所述轉(zhuǎn)子部分，給所述信號(hào)測(cè)量電路供電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子耦合線圏和定子耦合線圈為在電路板印制的單面螺旋線圈。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所迷的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子耦合線圈和定子耦合線圈為在電路板印制的雙面螺旋線圈。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子耦合線圏和定子耦合線圈的線圈圈數(shù)和線寬尺寸相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)測(cè)量電路包括傳感器連接端子，用于連接所述傳感器并獲取所述物理量信號(hào)；第一模數(shù)變換裝置，用于對(duì)獲取的所述物理量信號(hào)進(jìn)行模數(shù)變換得到物理量數(shù)字信號(hào)；轉(zhuǎn)子單片機(jī)，用于對(duì)通過(guò)所述第一模數(shù)變換裝置獲得的所述物理量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將處理后的所述物理量數(shù)字信號(hào)輸出給所述變送部分。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)測(cè)量電路還包括電源處理電路和第二模數(shù)變換裝置，所述電源處理電路與所述轉(zhuǎn)子耦合線圈和第二模數(shù)變換裝置連接，用于對(duì)所述轉(zhuǎn)子耦合線圈接收到的所述電力進(jìn)行處理后傳送給所述第二模數(shù)變換裝置進(jìn)行模數(shù)變換獲取電力數(shù)字信號(hào)；所述第二模數(shù)變換裝置與轉(zhuǎn)子單片機(jī)連接，用于將所述電力數(shù)字信號(hào)傳送給所述轉(zhuǎn)子單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將處理后的所述電力數(shù)字信號(hào)輸出給所迷變送部分。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)測(cè)量電路還包括FSK調(diào)制器，所述FSK調(diào)制器與所述轉(zhuǎn)子單片機(jī)和轉(zhuǎn)子耦合線圈連接，用于將經(jīng)過(guò)所述轉(zhuǎn)子單片機(jī)處理后的所述物理量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制得到調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)，并將所述調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)耦合到所述轉(zhuǎn)子耦合線圈上，由所述轉(zhuǎn)子耦合線圈將所述調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)剿龆ㄗ玉詈暇€圈。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述變送部分還包括FSK解調(diào)器，所述FSK解調(diào)器與定子耦合線圈連接，用于對(duì)所述定子耦合線圈接收到的所述調(diào)制物理量^t字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述變送部分還包括變送器單片機(jī)，與所述FSK解調(diào)器連接，用于對(duì)所述解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后輸出至與所述變送器單片機(jī)連接的數(shù)模變送裝置，以將所述解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模變換并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述信號(hào)測(cè)量電路還包括FSK調(diào)制器，所述FSK調(diào)制器與所述轉(zhuǎn)子單片機(jī)和轉(zhuǎn)子耦合線圏連接，用于將經(jīng)過(guò)所述轉(zhuǎn)子單片機(jī)處理后的所述物理量數(shù)字信號(hào)和電力數(shù)字信號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制得到調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)，并將所述調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)耦合到所述轉(zhuǎn)子耦合線圈上，由所述轉(zhuǎn)子耦合線圏將所述調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)剿龆ㄗ玉詈暇€圈。
11、根據(jù)權(quán)利要求10所迷的裝置，其特征在于，所述變送部分還包括FSK解調(diào)器，所述FSK解調(diào)器與定子耦合線圈連接，用于對(duì)所述定子耦合線圈接收到的所述調(diào)制物理量數(shù)字信號(hào)和調(diào)制電力數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)和解調(diào)電力數(shù)字信號(hào)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述變送部分還包括變送器單片機(jī)，與所述FSK解調(diào)器連接，用于對(duì)所述解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)和解調(diào)電力數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后輸出；其中，所述解調(diào)物理量數(shù)字信號(hào)輸出至與所述變送器單片機(jī)連接的數(shù)模變送裝置，以將所述解調(diào)傳感器數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模變換并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出；所述變送器單片機(jī)根據(jù)所述解調(diào)電力數(shù)字信號(hào)調(diào)整所述電力耦合電路輸出的電力。
13、 一種工業(yè)變送系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-12任一所述的工業(yè)變送裝置，以及，旋轉(zhuǎn)輥，所述旋轉(zhuǎn)輥上設(shè)置有用于測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)輥物理量信號(hào)的傳感器，所述傳感器與所述工業(yè)變送裝置連接；控制器，用于根據(jù)所述工業(yè)變送裝置輸出的變送信號(hào)輸出用以控制調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)輥物理量的調(diào)整控制信號(hào)，所述變送信號(hào)是根據(jù)所述傳感器測(cè)量的所述旋轉(zhuǎn)輥的物理量信號(hào)變送輸出的；調(diào)整裝置，用于根據(jù)所述控制器輸出的調(diào)整控制信號(hào)對(duì)所述旋轉(zhuǎn)輥的物理量進(jìn)行調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)變送裝置和系統(tǒng)，其中，工業(yè)變送裝置包括固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子部分，用于將連接到所述轉(zhuǎn)子部分的傳感器測(cè)量的物理量信號(hào)經(jīng)信號(hào)測(cè)量電路處理后輸出；與所述轉(zhuǎn)子部分同軸相對(duì)設(shè)置的定子部分；以及通過(guò)電纜與所述定子部分相連接的變送部分，用于通過(guò)所述定子部分接收所述經(jīng)信號(hào)測(cè)量電路處理后的物理量信號(hào)并變送輸出；所述轉(zhuǎn)子部分和定子部分相對(duì)應(yīng)的兩端面上分別設(shè)置有轉(zhuǎn)子耦合線圈和定子耦合線圈，所述變送部分的電力耦合電路輸出的電力通過(guò)所述定子耦合線圈和轉(zhuǎn)子耦合線圈耦合到所述轉(zhuǎn)子部分，給所述信號(hào)測(cè)量電路供電。本發(fā)明工業(yè)變送裝置和系統(tǒng)具有較高的抗干擾能力、測(cè)量精度高和安裝調(diào)試方便的有益效果。
文檔編號(hào)G01D5/12GK101464164SQ200910076340
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者周云宇 申請(qǐng)人:周云宇