一種磁致伸縮液位計用的液位測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及測量領(lǐng)域，尤其涉及一種磁致伸縮液位計用的液位測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁致伸縮液位計主要由內(nèi)部裝有波導(dǎo)絲的側(cè)桿、電子倉、磁環(huán)和浮球組成。工作時，由電子倉內(nèi)的液位測量系統(tǒng)發(fā)出起始脈沖，此脈沖沿波導(dǎo)絲傳輸?shù)倪^程中，產(chǎn)生了沿脈沖傳輸方向前進(jìn)的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)這個旋轉(zhuǎn)磁場與浮球產(chǎn)生的永久磁場相遇時，產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)(物理學(xué)中稱之為威德曼效應(yīng))，使波導(dǎo)絲發(fā)生扭動并產(chǎn)生一個應(yīng)變信號，這個應(yīng)變信號被液位測量系統(tǒng)中的應(yīng)變信號檢測單元所接收并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，液位測量系統(tǒng)根據(jù)發(fā)出起始脈沖和接收電壓信號間的時間差，即可測出被測液體的液面高度。
[0003]目前，磁致伸縮液位計被廣泛應(yīng)用于液位測量領(lǐng)域，在我國的石油化工及電廠等行業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)管理部門需要對大型油罐內(nèi)儲存的燃油進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，以掌握其液位、溫度、儲量等重要信息，以便進(jìn)行有效的管理。國內(nèi)生產(chǎn)磁致伸縮液位計的廠家有很多，但所生產(chǎn)的液位計與國際領(lǐng)先水平還有一定的差距，具體體現(xiàn)在液位測量的精度上，隨著人們的生產(chǎn)生活對液位精度的要求越來越高，如何提高磁致伸縮液位計的測量精度顯得迫在眉睫。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種磁致伸縮液位計用的液位測量系統(tǒng)，通過優(yōu)化液位測量系統(tǒng)各組成部分的電路設(shè)計，以減小各組成部分在實際測量過程中所存在的誤差，從而達(dá)到提高磁致伸縮液位計測量精度的目的。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種磁致伸縮液位計用的液位測量系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生激勵信號的脈沖激勵模塊，用于放大電壓信號且?guī)в惺澳芫€圈輸入端的信號放大模塊，用于實時獲取待測液體溫度信息的測溫模塊，中央處理單元和電源模塊；所述脈沖激勵模塊的第一輸入端連接所述中央處理單元的PWM波輸出端，脈沖激勵模塊的第二輸入端連接脈沖發(fā)生器的輸出端，脈沖激勵模塊的信號輸出端連接磁致伸縮液位計的波導(dǎo)絲一端；所述信號放大模塊的拾能線圈套設(shè)在磁致伸縮液位計的波導(dǎo)絲上，信號放大模塊的信號輸出端連接所述中央處理單元的信號輸入端；所述測溫模塊的信號輸出端連接所述中央處理單元的溫度信號輸入端，所述電源模塊為整個液位測量系統(tǒng)供電。
[0007]上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述的脈沖激勵模塊包括啟動單元、電壓調(diào)節(jié)單元和脈沖產(chǎn)生單元;
[0008]所述啟動單元包括第一限流電阻、第一分壓電阻和第一三極管，所述第一三極管的基極經(jīng)第一限流電阻與所述中央處理單元的PWM波輸出端相連，所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第一三極管集電極經(jīng)第一分壓電阻與電源模塊的供電端相連；
[0009]所述電壓調(diào)節(jié)單元包括升壓電路和穩(wěn)壓電路，所述升壓電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一電容和第二電容，所述第一二極管、第二二極管和第一電容依次串聯(lián)，所述第一二極管的正極通過第二限流電阻連接電源模塊的供電端，所述第一電容的另一端接地，所述第一二極管的負(fù)極通過第二電容連接第三二極管的正極，所述第三二極管的負(fù)極連接脈沖產(chǎn)生單元的輸出端，所述第一二極管的負(fù)極還通過耦合電容連接第一三極管的集電極，所述第四二極管的正極連接第二二極管的負(fù)極，所述第四二極管的負(fù)極連接第三二極管的正極；所述穩(wěn)壓電路包括第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管、第三電容和第四電容，四者并聯(lián)接于所述脈沖產(chǎn)生單元的輸出端與地之間；
[0010]所述脈沖產(chǎn)生單元包括執(zhí)行電路和穩(wěn)幅電路，所述執(zhí)行電路包括第三限流電阻、第二分壓電阻和第二三極管，所述第二三極管的基極通過第三限流電阻連接脈沖發(fā)生器的輸出端，所述第二三極管的發(fā)射極接地，所述第二三極管的集電極通過第二分壓電阻連接電源模塊的供電端；所述穩(wěn)幅電路包括場效應(yīng)管、保護(hù)電容、第四限流電阻和穩(wěn)壓管，所述場效應(yīng)管的柵極連接第二三極管的集電極，所述場效應(yīng)管的源極接地，所述穩(wěn)壓管的負(fù)極連接所述脈沖產(chǎn)生單元的輸出端，所述穩(wěn)壓管的正極通過第四限流電阻連接場效應(yīng)管的漏極，所述保護(hù)電容并聯(lián)在場效應(yīng)管的漏極與源極之間。
[0011]上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述的信號放大電路包括拾能線圈、儀表放大單元和濾波單元;
[0012]所述拾能線圈的中間引線端連接第一偏置電阻的一端，所述第一偏置電阻的另一端通過第五限流電阻連接電源模塊的供電端，所述第一偏置電阻的另一端還通過由調(diào)節(jié)電阻和調(diào)節(jié)電容并聯(lián)所構(gòu)成的調(diào)節(jié)電路接地，所述拾能線圈的一端經(jīng)第六限流電阻連接儀表放大單元第一集成運放的同相輸入端，所述拾能線圈的另一端經(jīng)第七限流電阻連接儀表放大單元第二集成運放的同相輸入端；
[0013]所述儀表放大單元包括第一集成運放、第二集成運放、第三集成運放、第一 RC并聯(lián)電路、第二 RC并聯(lián)電路、第三RC并聯(lián)電路和第四RC并聯(lián)電路，所述第一集成運放的同相輸入端連接第二偏置電阻的一端，所述第二偏置電阻的另一端通過第三偏置電阻連接所述第二集成運放的同相輸入端，所述第二偏置電阻的另一端還通過第四偏置電阻連接所述第一偏置電阻的另一端；所述第一集成運放的反相輸入端與輸出端之間并聯(lián)由第一電阻和第五電容構(gòu)成的第一 RC并聯(lián)電路，所述第二集成運放U2的反相輸入端與輸出端之間并聯(lián)由第二電阻R2和第六電容構(gòu)成的第二 RC并聯(lián)電路；所述第二集成運放的反相輸入端連接第三電阻的一端，所述第三電阻的另一端通過第七電容連接所述第一集成運放的反相輸入端，所述第一集成運放的輸出端經(jīng)第四電阻連接第三集成運放的同相輸入端，所述第二集成運放的輸出端經(jīng)第五電阻連接第三集成運放的反相輸入端；所述第三集成運放的同相輸入端連接由第六電阻和第八電容構(gòu)成的第三RC并聯(lián)電路的一端，所述第三RC并聯(lián)電路的另一端連接所述第一偏置電阻的另一端，所述第三集成運放的反相輸入端與輸出端之間并聯(lián)由第七電阻和第九電容構(gòu)成的第四RC并聯(lián)電路；所述第三集成運放的輸出端連接濾波單元的輸入端；
[0014]所述濾波單元包括高通濾波電路、低通濾波電路和斬波器，所述高通濾波電路包括第十電容和第八電阻，所述第十電容的一端連接所述第三集成運放的輸出端，所述第十電容的另一端通過第八電阻接地；所述低通濾波器包括第九電阻和第十一電容，所述第九電阻的一端通過第十一電容接地，另一端接于第十電容和第八電阻之間；所述斬波器可以但不限于采用二極管，所述二極管的正極接于第九電阻和第十一電容之間，所述二極管的負(fù)極連接中央處理單元的脈沖信號輸入端，所述二極管的負(fù)極還通過第十電阻接地。
[0015]上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括用于向控制中心發(fā)送液位測量結(jié)果的通訊模塊，且所述通訊模塊與中央處理單元相連。
[0016]本實用新型通過脈沖激勵模塊中的穩(wěn)幅電路，對用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的激勵信號進(jìn)行抗干擾處理，避免了脈沖激勵模塊受尖峰信號的干擾，保證了激勵信號的穩(wěn)定，使其產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場更好地在波導(dǎo)絲上傳輸；本實用新型還通過信號放大模塊中的濾波單元，對經(jīng)儀表放大電路放大的電壓信號進(jìn)行濾波處理，減小了噪聲信號對信號放大模塊的干擾，從而保證了電壓信號的穩(wěn)定，使得中央處理單元更好地確定經(jīng)信號放大模塊處理的電壓信號接收時間；本實用新型還通過測量多點溫度以作為確定此時待測液體溫度的基礎(chǔ)，從而避免了對待測液體溫度測量的偶然性，保證了對待測液體溫度測量的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高整個液位測量系統(tǒng)的精度。此外，采用通訊模塊將測量的結(jié)果實時反饋給控制中心，便于控制中心的工作人員實時掌握待測液體的液位變化情況。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的電路原理框圖；
[0018]圖2為本實用新型中脈沖激勵模塊的原理圖；
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