專利名稱：振膜阻尼式料位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種物料檢測技術(shù)，特別涉及一種檢測物料定點位置的物料檢測技術(shù)和傳感技術(shù)。
目前國內(nèi)現(xiàn)有的檢測物料定點位置的料位器，主要有薄膜式、阻旋式、波敏式和音叉式等。薄膜式料位器靠物料堆積產(chǎn)生的側(cè)壓力使橡皮膜變形，金屬板移位，推動微動開關(guān)改變狀態(tài)，它存在著橡皮膜易老化變質(zhì)、微動開關(guān)一致性差、重復使用應力誤差大、不易復位等弱點；阻旋式料位器由電子電路檢測物料對電機旋轉(zhuǎn)的阻力，來判斷物料的定點位置，缺點是成本高、易被線狀物體纏繞、不易在高溫潮濕的環(huán)境中長期使用；波敏式(也稱介質(zhì)式、電容式)料位器利用空氣和物料兩種介質(zhì)的差異，來檢測物料的定點位置，它存在著成本高、需定期維護、不能在高溫潮濕的環(huán)境中使用等缺點；音叉式料位器利用壓電片驅(qū)動金屬板擺動，當有物料埋阻時，擺動減弱或停止，由電子電路處理判斷物料的定點位置，缺點是不能在高溫潮濕、多污物及振動較強的環(huán)境中使用。由于現(xiàn)有的料位器存在著不同的缺點，因而使其推廣使用受到了局限。
本實用新型的目的是提供一種利用振動的金屬板作感應膜，并根據(jù)該膜的振動是否受到物料的阻尼，來檢測物料定點位置的料位器。


圖1是本實用新型的基本方案框圖。根據(jù)任何物體接觸另一個振動的物體都會對其產(chǎn)生阻尼的原理，由振蕩驅(qū)動器1產(chǎn)生具有一定頻率和占空比的電能，驅(qū)動振膜傳感器2的振膜振動，振膜傳感器將振動的間歇期振膜產(chǎn)生的余振轉(zhuǎn)變成電信號，送給比較放大器3放大，經(jīng)整流濾波器4整流后觸發(fā)史密特觸發(fā)器5，變成開關(guān)信號，驅(qū)動繼電器6輸出。
圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中，7.金屬板振膜，8.護板，9.壓環(huán)，10.機電驅(qū)動器(現(xiàn)用揚聲器改制)，11.連桿，12.連桿座，13.護罩，14.外殼，15.后蓋，16.護圈，17.電路板，18.電路功能模塊，19.繼電器，20.內(nèi)引線。
圖2中，7～16組成本實用新型的振膜傳感器部分?，F(xiàn)結(jié)合圖2簡單說明振膜傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理金屬板振膜7的中心焊有連桿座12；機電驅(qū)動器10用一揚聲器改制，將揚聲器的音圈護膜用一銅片代替，并在銅片的中心焊有連桿11；用壓環(huán)9將護板8和金屬板振膜7與外殼14組裝為一體，再將機電驅(qū)動器10固定在護板8上，同時將連桿11插入連桿座12內(nèi)，并用固化劑等固定，保證機電驅(qū)動器10與金屬板振膜7同步振動。護板8保護金屬板振膜受到大的壓力時不變形損壞，同時也是機電驅(qū)動器的固定支架。護罩13采用非金屬材料，與外殼固定在一起，用于保護機電驅(qū)動器10和填充機電驅(qū)動器周圍的空間，也可用作電路板的固定支架(當電路板組裝在振膜傳感器內(nèi)時)。固定好后蓋15、護圈16用于穿過和保護引線。機電驅(qū)動器10可將電能轉(zhuǎn)換成機械能，通過連桿11驅(qū)動金屬板振膜振動，同時又能將金屬板振膜的余振轉(zhuǎn)變成電信號。揚聲器也可用類似的換能元件代替。
圖2是電路板與振膜傳感器組裝為一體的振膜阻尼式料位器示意圖，利用振膜傳感器的空腔部分并在護罩13上組裝裝有電路功能模塊18和繼電器19的電路板17。
圖3是本實用新型的電路原理圖。圖3中，IC1、R1、R2、C1、C2、D1組成振蕩驅(qū)動器，IC2是比較放大器，ZC是振膜傳感器，D3、C3、R5組成整流濾波電路，IC3是史密特觸發(fā)器，上述元件可組裝成一電路功能膜塊；J是繼電器，接在IC3的輸出端?？刹捎酶鞣N方式的12V直流電源供電，接通電源，振蕩驅(qū)動器發(fā)出具有一定頻率和占空比的方波，一路直接送給IC2的反向輸入端，另一路通過D2送給IC2的同相輸入端，同時通過R3限流后送給振膜傳感器ZC。當方波為高電平時，推動ZC的金屬板振膜振動；在方波信號的間歇期，振膜傳感器將金屬板振膜的余振轉(zhuǎn)變成電信號，送給IC2的同相輸入端。D2的作用是保證IC1輸出高電平時(為敘述方便，以下高電平為“1”，低電平為“0”)，IC2的同相輸入端比反相輸入端低一個二極管的結(jié)壓降，使IC2輸出為“0”，當IC1輸出為“0”時，IC2的反相輸入端為“0”，同相輸入端對反相輸入端呈高阻狀態(tài)，而接收ZC送來的余振電信號(如前所述)，通過IC2的開環(huán)放大輸出，送給整流濾波電路變成直流電平，觸發(fā)史密特觸發(fā)器IC3，驅(qū)動繼電器J。當振膜傳感器ZC的金屬板振膜受到阻尼時，余振減小，ZC轉(zhuǎn)換的電信號也減小，整流后的直流電平也隨之降低，達到IC3的下限閾值時，IC3輸出改變狀態(tài)，繼電器J也跟著改變狀態(tài)，即斷開或吸合，則其輸出接點呈開或關(guān)狀態(tài)，從而達到檢測物料定點位置的目的。
圖2中，若將電路部分從振膜傳感器的空腔中分離出來單獨組裝，并使其處于良好的室內(nèi)環(huán)境中，再對振膜傳感器采取公知的密封措施處理，則本實用新型不僅可在正常環(huán)境中檢測粉狀、顆粒狀物料的定點位置，也可在特殊的環(huán)境中(如糧食部門的烘干塔)檢測物料的定點位置和液體物料的定點位置。
由于本實用新型的金屬板振膜可采用不銹鋼薄板壓制而成，并在安裝時與設(shè)備內(nèi)壁成一平面，則任何纏繞物都不會對其造成影響。具有抗機動械振動能力強，靈敏度高，一致性好，穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)簡單，成本低等特點；若電路部分與傳感器分離安裝，可在高溫、潮濕等惡劣環(huán)境中長期使用；不僅可檢測粉狀、顆粒狀物料的定點位置，也可以檢測液體物料的定點位置。
權(quán)利要求1.一種振膜阻尼式料位器，其特征是由振膜傳感器和裝在振膜傳感器護罩上的裝有電路功能模塊和繼電器的電路板所組成(1)振膜傳感器包括a.一個裝有后蓋的外殼，b.一個中心焊有連桿座的金屬板振膜，c.一個用揚聲器改制的機電驅(qū)動器，揚聲器音圈護膜用一銅片代替，并在銅片中心焊有連桿，連桿插入金屬板振膜上的連桿座并緊固成一體，保證金屬板振膜和機電驅(qū)動器同步振動，d.一個保護金屬板振膜不變形損壞、也是機電驅(qū)動器的固定支架的護板，e.一個將金屬板振膜和保護板與外殼組裝為一體的壓環(huán)，f.一個用非金屬材料制作的與外殼固定為一體的用于保護機電驅(qū)動器的護罩，g.一個固定在外殼壁上用于穿過引線的護圈，(2)裝在振膜傳感器護罩上的電路板包括a.一個由IC1、R1、R2、C1、C2、D1組成的振蕩驅(qū)動器，其產(chǎn)生具有一定頻率和占空比的方波信號，一路直接送給比較放大器IC2的反相輸入端，另一路通過D2送給IC2的同相輸入端并通過R3限流后送給振膜傳感器ZC，b.一個振膜傳感器ZC，被來自IC1的方波信號驅(qū)動后，其金屬板振膜振動，在該方波信號的間歇期，將金屬板振膜的余振轉(zhuǎn)變成電信號送給IC2的同相輸入端，c.一個比較放大器IC2，當IC1輸出高電平時，其輸出為低電平，當IC1輸出為低電平時，其輸出則是傳感器送來的振膜余振電信號的放大信號，并送給整流濾波電路，d.一個由D3、C3、R3組成的整流濾波電路，將IC2放大輸出的交變信號變成直流電平，輸出給史密特觸發(fā)器IC3，e.一個其輸出端接有繼電器J的史密特觸發(fā)器IC3，被IC2輸出的經(jīng)整流濾波后的直流電平觸發(fā)而改變輸出狀態(tài)，f.一個接在IC3輸出端的繼電器，在IC3的控制下，將IC3輸出的模擬開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)變成接點開關(guān)狀態(tài)輸出，g.一個12V直流電源，用于供給上述各部分電路的直流電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的振膜阻尼式料位器，其特征是電路板部分和振膜傳感器可分開單獨組裝。
專利摘要一種振膜阻尼式料位器，由振膜傳感器和電子電路兩部分組成。解決現(xiàn)有粒位器在惡劣環(huán)境中使用可靠性差、不易推廣使用的技術(shù)問題。本實用新型由電子電路發(fā)出具有一定頻率和占空比的方波電能驅(qū)動傳感器振膜振動，同時由傳感器將方波間歇期振膜產(chǎn)生的余振轉(zhuǎn)換成電信號，送給電子電路處理成開關(guān)信號。當有物料阻尼振動時，輸出改變狀態(tài)?？蓹z測各種有側(cè)壓力物料的定點位置，并且能在高溫潮濕等惡劣環(huán)境中長期使用，穩(wěn)定可靠，成本低。
文檔編號G01F23/22GK2084191SQ9022092
公開日1991年9月4日 申請日期1990年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1990年9月18日
發(fā)明者劉恒東 申請人:劉恒東