物位與溫度傳感器制造技術

本發明專利技術公開了一種物位與溫度傳感器，包括一結構組件、一電路板及其功能組合；所述電路板功能組合包括感測探棒單元、物位感測單元、溫度感測單元、運算處理器、通訊單元、使用者接口單元、電源單元、輸出單元；所述結構組件包括一結構上蓋、一本體、一置線盒本體，其中結構上蓋與本體結合形成一功能性空間，容納所述電路板及其電子組件，所述電子組件包括溫度感測單元、運算處理器、物位感測單元，所述置線盒本體與所述本體固定連接，形成另一功能性空間承受容納所述感測探棒單元。本發明專利技術通過對感測探棒單元、物位感測單元偵測的信號分析，最終得到物位與溫度的信息；本發明專利技術能構同時可偵測物料位置與溫度并可以偵測物料沿物料位移方向的溫度。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及儲倉物料監測領域，特別涉及一種量測儲倉物料物位與溫度的設備和技術。
技術介紹
因為固液體物料例如石油、煤礦、鐵砂、水泥、玉米、小麥、面粉、牛油、液體等，探測到的物料會隨著批次重量、物料顆粒、材料的吸濕性、液體相變等差異而不同。特別是干燥的物料或易燃液體，會在艙內因受到溫度的變化，造成悶燒的可能或火花塵爆，常引起工安事件與不必要耗能。目前大型儲倉的制程管理，仍多仰賴經驗與人力管理，密集不間斷的翻攪倉內的物料與空調引入，來降低溫度升高的安全風險翻攪過程并需要作良好的集塵控置 避免空氣污染，造成巨大的電能費用。所以對物料的物位和溫度的監測至關重要。傳統的量測物位和溫度的傳感器有以下幾種 I.一種車用的液位與溫度傳感器，利用材料章利對阻抗的變化影響檢知液位，只能用于低精度短行程的運用；無法運用于有高硬力的固態物料環境測量，也沒有溫度的感測功能。2.用測量導電度的方法決定物位，并內埋一個溫度感測裝置，只能用在導電性液體，只具有一個溫度的訊號，并不適用在固體的物位測量。3. —種多功能的傳感器，可以同時量測溫度，濁度，壓力與流量；流量基本上是用流體流動所帶走的溫差，換算出流量；濁度是采用光學組件，接受光的散射強度換算；壓力部分較為特殊，利用加熱輻射熱與環境壓力成反比的關系，換算出壓力變化。由于具有熱量，不能運用在危險的作業環境與粉塵防爆、化學危險作業需求，無法滿足本職安全的電路低功耗要求，也無法運用在固體的物位測量。4.利用電壓脈沖產生磁場變化，進而偵測出物位的位置；同樣的，只能運用于液體的測量，無法運用于固體。所以傳統的傳感器無法同時量測物位與溫度，特別是固態物體的物位；傳統的傳感器只能提供整個儲倉一個單一溫度的信息，無法取得沿著儲倉物料變化的方向的溫度分布，傳統的液位量測方法需要有浮球做為液面的變化指示，造成無法運用于高黏度液體、漿料或固液混合環境的物位與溫度指示。
技術實現思路
為了克服現有技術的缺陷，本專利技術提供一種物位和溫度傳感器，以解決目前的傳感器無法同時量測物位與溫度，也不能取得沿著物料變化的方向的溫度分布的技術問題。本專利技術的技術方案如下一種物位與溫度傳感器，包括一結構組件、一電路板及其功能組合；所述電路板功能組合包括感測探棒單元、物位感測單元、溫度感測單元、運算處理器、通訊單元、使用者接口單元、電源單元、輸出單元；所述結構組件包括一結構上蓋、一本體、一置線盒本體，其中結構上蓋與本體結合形成一功能性空間，容納所述電路板及其電子組件，所述電子組件包括溫度感測單元、運算處理器、物位感測單元，所述置線盒本體與所述本體固定連接，形成另一功能性空間應力承受容納所述感測探棒單元。較佳地，所述感測探棒單元包括線纜、電極探棒、溫度感測導線、溫度感測點。較佳地，所述電極探棒包括以下5種不同的類型 (1)Type A型，其是絕緣雙端探針，有涂層，除了調整量測范圍外并有保護探針的作用； (2)Type B型，其是接地無效的絕緣雙端探針，除了調整量測范圍并有保護探針的作·用，而且還能隔離外接物質； (3)Type C型，其是帶有電動保護的三端探針，具有最佳的隔離效果，金屬棒和固定法蘭是隔離的，保護機構具有與金屬棒相同的電壓，能抵消介于固定法蘭和金屬棒之間殘留物質的影響； (4)Type D型，其是自帶接地參考的二端探針，可用于測量液體，具有固有安全接地參考電極，有一個品種孔作為壓力平衡； (5)Type E型，其是用于接地在黏性液體里的二端帶籠探針，可用于沙石以及其它合適的物質，用籠架構出供參考的地。較佳地，所述電極探棒作為物位感測單元電極，感知量側物體的物理性質變化。較佳地，所述量測物體物理性質變化經由所述訊號處理器轉換成物位信息。較佳地，所述量側物體物理性質包括介電系數、電阻值和粘滯性。較佳地，所述溫度感測導線用于傳遞一組以上的溫度訊號。較佳地，所述溫度感測導線上沿著所述線纜的方向有一個以上的所述溫度感測點，使其能夠量測沿著所述線纜或者物位變化方向的溫度分布。較佳地，所述溫度感測點是RTD或熱電偶。較佳地，所述感測探棒單元采用注膠硬化將所述線纜與所述電極碳棒固定在置線盒本體，以承受應力。較佳地，所述線纜的下方通常固定有一個重錘墜子拉伸所述線纜。較佳地，所述物位感測單元包括隔離訊號處理、模擬訊號隔離器、訊號波型產生器、訊號處理器、模擬數字轉換器。較佳地，所述物位感測單元的作用原理是射頻導納、時域反射、電容量測原理中的任何一個。較佳地，所述溫度感測單元包括感測數組單元、模擬切換器、訊號處理器、模擬數字轉換器、數字訊號隔離器。較佳地，所述使用者接口單元包括一輸入裝置和所一顯示裝置。較佳地，所述輸出單元包括模擬輸出單元與數字輸出單元。較佳地，所述運算處理器控制整個電路，與所述通訊單元作數據傳遞交換，接收使用者接口單元輸入裝置、顯示裝置做訊息處理，并能作模擬輸出單元與數字輸出單元。較佳地，所述電源單元為整個電路板及其電子組件提供電力。較佳地，所述通訊單元是HART協議、MODBUS協議、Foundation BUS協定、PROFIBUS協定、PR0FINET 協定、ZigBee 協定、Wi-Fi Direct 協定、GPRS 協定或 LET (Long TermEvolution)協定。較佳地，所述通訊單元若為無線傳輸，則需要一個天線插入孔安裝天線。較佳地，其所測物體是固體、粉體、塊狀物、液體、固液混合、漿料。較佳地，整個結構組裝輔助配件有如法蘭、法蘭牙頭、電氣膠帶、螺絲、接地螺絲、轉接牙頭管、襯環等習知技術。較佳地，所述本體通常會有一個防水接頭作為電源線或訊號線接導出，具有防水氣進入的功能。 與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下 I.本專利技術為一種同時可偵測物料位置與溫度的感測裝置，提高了偵測效率。2.本專利技術可以偵測物料溫度隨物料位移方向的溫度，提高了偵測精度。當然，實施本專利技術的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。附圖說明圖I為本專利技術提供的物位與溫度傳感器的外觀示意 圖2為本專利技術提供的物位與溫度傳感器的爆炸展開 圖3為本專利技術提供的物位與溫度傳感器的安裝示意 圖4為本專利技術提供的電路板功能方塊圖。具體實施例方式如圖I、圖2和圖4所示，本專利技術物位與溫度傳感器，包括一結構組件、電路板103及其功能組合；所述電路板功能組合用于偵測物料物位和溫度信息并對所偵測的信息進行處理，其包括感測探棒單元7、物位感測單元5、溫度感測單元6、運算處理器21、通訊單元41、使用者接口單元4、電源單元I、輸出單元2 ;該結構組件包括結構上蓋101、本體105、置線盒本體110，其中結構上蓋101與本體105結合形成一功能性空間，容納電路板103及其電子組件，該電子組件包括溫度感測單元6、運算處理器21、物位感測單元5，置線盒本體110與105本體固定連接，形成另一功能性空間應力承受容納感測探棒單元7。本體105通常會有一個防水接頭作為電源線或訊號線接導出，具有防水氣進入的功能。感測探棒單元7包括線纜111、電極探棒112、電極探棒114、溫度感測導線116、溫度感測點117 ;感測探棒單元7采用注膠硬化將線纜111與電極碳棒112和電極探棒114固定在置線盒本體110上，以承受應力；線纜111的下方通常可以固定有重本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種物位與溫度傳感器，其特點在于，包括一結構組件、一電路板和電路板功能組合,其中：所述電路板功能組合用于偵測物位和溫度信息并對所偵測的信息進行處理，其包括感測探棒單元、物位感測單元、溫度感測單元、運算處理器、通訊單元、使用者接口單元、電源單元、輸出單元；所述結構組件包括一結構上蓋、一本體、一置線盒本體，所述結構上蓋與本體結合形成一功能性空間，容納所述電路板及其電子組件，所述電子組件包括溫度感測單元、運算處理器、物位感測單元，所述置線盒本體與所述本體固定連接，形成另一功能性空間應力承受容納所述感測探棒單元。

【技術特征摘要】
1.一種物位與溫度傳感器，其特點在于，包括一結構組件、一電路板和電路板功能組合，其中 所述電路板功能組合用于偵測物位和溫度信息并對所偵測的信息進行處理，其包括感測探棒單元、物位感測單元、溫度感測單元、運算處理器、通訊單元、使用者接口單元、電源單元、輸出單元； 所述結構組件包括一結構上蓋、一本體、一置線盒本體，所述結構上蓋與本體結合形成一功能性空間，容納所述電路板及其電子組件，所述電子組件包括溫度感測單元、運算處理器、物位感測單元，所述置線盒本體與所述本體固定連接，形成另一功能性空間應力承受容納所述感測探棒單元。2.如權利要求I所述的物位與溫度傳感器，其特點在于，所述感測探棒單元包括線纜、電極探棒、溫度感測導線、溫度感測點。3.如權利要求2所述的物位與溫度傳感器，其特點在于，所述電極探棒包括以下5種不同的類型 (1)Type A型，其是絕緣雙端探針，有涂層，除了調整量測范圍外并有保護探針的作用； (2)Type B型，其是接地無效的絕緣雙端探針，除了調整量測范圍并有保護探針的作用，而且還能隔離外接物質； (3)Type C型，其是帶有電動保護的三端探針，具有最佳的隔離效果，金屬棒和固定法蘭是隔離的，保護機構具有與金屬棒相同的電壓，能抵消介于固定法蘭和金屬棒之間殘留物質的影響； (4)Type D型，其是自帶接地參考的二端探針，可用于測量液體，具有固有安全接地參考電極，有一個品種孔作為壓力平衡； (5)Type E型，其是用于接地在黏性液體里的二端帶籠探針，可用于沙石以及其它合適的物質，用籠架構出供參考的地。4.如權利要求2所述的物位與溫度傳感器，其特點在于，所述電極探棒作為物位感測單元電極，感知量側物體的物理性質變化。5.如權利要求4所述的物位與溫度傳感器，其特點在于，所述量測物體的物理性質變化經由所述訊號處理器轉換成物位信息。6.如權利要求4所述的物位與溫度傳感器，其特點在于，所述量側物體物理性質包括介電系數、電阻值和粘滯性。7.如權利要求2所述的物位與溫度傳感器，其特點在于，所述溫度感測導線用于傳遞一組以上的溫度訊號。8.如權利要求7所述的物位與溫度傳感器，其特點在于，所述溫度感測導線上沿著所述線纜的方向有一個以上的所述溫度感測點，使其能夠量測沿著所述線纜或者物位變化方向的溫度分布。9.如權利要求7所述的物位與溫度傳感器，其特點在于，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王圣斌，
申請(專利權)人：上海凡宜科技電子有限公司，
類型：發明
國別省市：