专利名称：液位高度温度采集器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液位高度温度检测装置，特别是一种液位高度温度采集器，适用于软体储油设备油品的液位高度、温度的实时检测，并通过总线进行数据传输。
背景技术：
目前，国内、外都对实现软体油罐储油信息实时精确测量的技术进行了研究，经过对雷达、声纳、超声和激光等测量技术的分析评估，认为软油囊的储量测量最适于采用压力和温度综合测量技术。该方式能够提供可靠且准确的测量数据，且能够和手动测量方法保持较好的一致性。这也是未来野战油料保障的发展方向，对野战供给装备发展具有重大意义。现阶段国外已有产品应用于军队装备上，而在国内仍属研究开发阶段。由于技术保密问题，具体技术内容至今未见有公开的详细报导，因此研制液位高度温度采集设备仍是需要解决的技术问题。
发明内容针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种液位高度温度采集器，直接安装在软体油囊或其他储油设备上，解决对液体高度、温度的实时检测问题。本实用新型解决的技术方案是，包括壳体及其电路，壳体上有同CAN收发总线模块连接的引线孔及与信号处理模块连接的导线孔，所述的电路包括单片机模块、外围控制电路模块、CAN收发总线模块、信号处理模块和电源功能模块，装在绝缘电路板上，置于壳体内构成电路主板，单片机模块分别与外围控制电路模块、信号处理模块、CAN收发总线模块相连，电源功能模块分别与单片机模块、外围控制电路模块、CAN收发总线模块、信号处理模块的供电端相连，信号处理模块经连接导线穿过导线孔与壳体外的被测介质的传感器相连，CAN收发总线模块经引线穿过引线孔与壳体外的信息传输器相连。本实用新型结构简单，新颖独特，安装使用方便，安全，可直接安装在软体油囊或其他储油设备上实现对液体高度、温度的实时检测，测量准确，精度高。
图1为本实用新型的电路连接框示图。图2为本实用新型的单片机模块电路图。图3为本实用新型的CAN收发总线模块电路图。图4为本实用新型的信号处理模块电路图。图5为本实用新型的电源功能模块电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细说明。[0012]由图1-5所示，本实用新型包括壳体(因是常规技术，图中未给出)及其电路，壳体上有同CAN收发总线模块连接的引线孔及与信号处理模块连接的导线孔，所述的电路包括单片机模块、外围控制电路模块、CAN收发总线模块、信号处理模块和电源功能模块，装在绝缘电路板上，置于壳体内构成电路主板，单片机模块分别与外围控制电路模块、信号处理模±夹、CAN收发总线模块相连，电源功能模块分别与单片机模块、外围控制电路模块、CAN收发总线模块、信号处理模块的供电端相连，信号处理模块经连接导线穿过导线孔与壳体外的被测介质的传感器相连，CAN收发总线模块经引线穿过引线孔与壳体外的信息传输器相连。为了保证使用效果，所述的单片机模块为图2中的单片机U6，型号为贴片集成电路PIC18F4680QFP，用来为外围电路发出控制信号、接收传感器探头采集的模拟信号并对其进行运算处理得出正确的高度与温度数字量，PIC18F4680QFP型单片机带有DSP数字信号处理器芯片，以提高运算速度，单片机U6的6脚、7脚上接有抑制滤波器J9，单片机U6的10脚、11脚为CAN总线引脚，与CAN收发器82C250连接，实现数字信号的总线传输，16脚、17脚、18脚为与烧写程序插口 JlO连接的编程口，18脚经电阻R15接电阻R14、电容C19、二极管D3的一端，电容C19另一端接地，二极管D3、电阻R14另一端相连接电源功能模块的输出V2端，电容C19、二极管D3、电阻R14、R15构成复位电路，31,32脚为时钟输入脚，与晶振JZl连接为单片机提供工作时钟，晶振JZl两端装有相连的晶振滤波电容C17、C18，三端滤波器CM为EMI抑制滤波器，为单片机提供稳定电源，21,22脚为A/D模数转换口，接信号处理模块的IN1、IN2端，接收传感器探头输出信号，并进行A/D转换处理，将模拟信号转换为数字信号，为单片机运算处理提供依据，其余为空脚。所述的CAN收发总线模块采用型号为82C250型作为CAN收发器的CAN总线传输芯片，用于传感器与上位机或显示终端之间的通讯，其波特率可达250kbps，工作温度为-40°C 70°C，工作电源5V，两片高速光电隔离器6N137增强系统抗干扰能力，减少传输延迟时间；限流电阻R5、R6、R9、Rll保护82C250，电阻R8、RlO作为上拉电阻；电容C10、Cll为滤波电容，电容C14、C15滤除总线上高频干扰；稳压二极管Zl、Z2、瞬态抑制二极管D4、D5用来稳压及抑制浪涌电压的干扰，具体结构由图3给出，包括贴片集成电路U3 (型号82C250)、贴片集成电路U4、U5 (型号6N137)，贴片集成电路U3的6脚接稳压二极管Zl的负极、电容C14的一端、电阻R5的一端,稳压二极管Zl的正极与电容C14的另一端并联接地，电阻R5的另一端接瞬态抑制二极管D4的负极，瞬态抑制二极管D4的正极接地，贴片集成电路U3的7脚接稳压二极管Z2负极、电容C15 —端和电阻R6 —端，电阻R6另一端接瞬态抑制二极管D5的负极，瞬态抑制二极管D5的正极与电容C15的另一端及稳压二极管Z2的正极并联接地，贴片集成电路U3的8脚经电阻R7接地，贴片集成电路U3的4脚经电阻R9接贴片集成电路U4的3脚，贴片集成电路U3的3脚、2脚间有电容ClO，2脚与贴片集成电路U5的5脚相连接地，贴片集成电路U3的I脚接贴片集成电路U5的6脚，并经电阻R8接贴片集成电路U5的电源Vcc、EN脚；贴片集成电路U4的7脚、8脚并联接电阻RlO—端和接地电容C11，贴片集成电路U4的6脚接电阻RlO的另一端和单片机U6的11脚，贴片集成电路U 4的5脚接地，贴片集成电路U5的3脚经电阻Rll接单片机U6的10脚。所述的信号处理模块为S1、S2两路信号采集结构，每路信号均由I个电容、2个电阻及I个稳压二极管构成，其中，SI路的信号输入端端接电容C16、电阻R12、R13的一端，电阻R13的另一端接稳压二极管Z3的负极，电容C16、电阻R12的另一端与稳压二极管Z3的正极相连接地，S2路的信号输入端接电容C20、电阻R16、R17的一端，电阻R17的另一端接稳压二极管Z4的负极，电容C20、电阻R16的另一端与稳压二极管Z4的正极相连接地，S1、S2端接传感器，传感器的探头置于被测介质中；传感器探头信息采集，传感器探头集成了高度信息与温度信息采集芯片，通过内部电路处理将采集的物理信号转化电压信号，传送至后续处理电路中。该高度信息采集芯片应用鼓膜片式压力测量原理，将对介质的液位高度测量转换为压力测量，实现对被测介质高度的精确检测；温度芯片则采用目前市场上主流的热电阻测温芯片，温度测量精度较闻;电容与较大阻值的电阻作为滤波电路使用，当探头采集到高度及温度信号变化，传输至该模块时，首先经过电容及电阻的并联滤波，滤除干扰信号。然后通过电阻的限流作用于稳压二极管的稳压对后续电路特别是CPU提供保护，防止电流或电压过大损坏CPU。所述的电源功能模块由图5给出，包括电源模块Ul (型号DFA5-24S5)、贴片自恢复保险JKl (型号1812-075 (SL075))，电源模块Ul的2脚接地，I脚接电容Cl、C2 一端及二极管Dl的负极，电容Cl、C2另一端接瞬态抑制二极管D2的正极并接地，二极管Dl的正极与瞬态抑制二极管D2的负极接磁珠CZ，磁珠CZ另一端连接外接供电电源，电源模块Ul的5脚接地，3脚接接地电容C3、C4及贴片自恢复保险JKl的I端，贴片自恢复保险JKl的2端(V2)接单片机的复位电路V2端，Dl为保护二极管，防止电源接反；D2为瞬态抑制二极管，抑制浪涌电压JKl为贴片自恢复保险，抑制尖峰脉冲；C1、C2、C3、C4为滤波电容，减少电源脉动系数。对电源模块做如下先期测试，以保证可靠性-40°C 70°C环境下输出电压稳定情况；瞬态过载250V IS模块承受能力；模块发热情况，经测试可以满足使用要求。连接导线为柔性连接导线，用来进行信息采集探头与处理电路之间的连接，具有耐油、耐腐蚀、耐低温、高温、防爆等特性。在上述电路中，具体实施时，相关元件由下表给出
权利要求1.一种液位高度温度采集器，包括壳体及其电路，其特征在于，壳体上有同CAN收发总线模块连接的引线孔及与信号处理模块连接的导线孔，所述的电路包括单片机模块、外围控制电路模块、CAN收发总线模块、信号处理模块和电源功能模块，装在绝缘电路板上，置于壳体内构成电路主板，单片机模块分别与外围控制电路模块、信号处理模块、CAN收发总线模块相连，电源功能模块分别与单片机模块、外围控制电路模块、CAN收发总线模块、信号处理模块的供电端相连，信号处理模块经连接导线穿过导线孔与壳体外的被测介质的传感器相连，CAN收发总线模块经引线穿过引线孔与壳体外的信息传输器相连。
2.根据权利要求1所述的液位高度温度采集器，其特征在于，所述的单片机模块为PIC18F4680QFP单片机U6，单片机U6的6脚、7脚上接有抑制滤波器J9，10脚、11脚为CAN总线引脚，与CAN收发器82C250连接，实现数字信号的总线传输，16脚、17脚、18脚为与烧写程序插口 JlO连接的编程口，18脚经电阻R15接电阻R14、电容C19、二极管D3的一端，电容C19另一端接地，二极管D3、电阻R14另一端相连接电源功能模块的输出V2端，电容C19、二极管D3、电阻R14、R15构成复位电路，31,32脚为时钟输入脚，与晶振JZl连接为单片机提供工作时钟，晶振JZl两端装有相连的晶振滤波电容C17、C18，三端滤波器CM为EMI抑制滤波器，为单片机提供稳定电源，21、22脚为A/D模数转换口，接信号处理模块的IN1、IN2端，接收传感器探头输出信号，并进行A/D转换处理，将模拟信号转换为数字信号，为单片机运算处理提供依据，其余为空脚。
3.根据权利要求1所述的液位高度温度采集器，其特征在于，所述的CAN收发总线模块包括贴片集成电路U3、贴片集成电路U4、U5，贴片集成电路U3的6脚接稳压二极管Zl的负极、电容C14的一端、电阻R5的一端,稳压二极管Zl的正极与电容C14的另一端并联接地，电阻R5的另一端接瞬态抑制二极管D4的负极，瞬态抑制二极管D4的正极接地，贴片集成电路U3的7脚接稳压二极管Z2负极、电容C15 —端和电阻R6 —端，电阻R6另一端接瞬态抑制二极管D5的负极，瞬态抑制二极管D5的正极与电容C15的另一端及稳压二极管Z2的正极并联接地，贴片集成电路U3的8脚经电阻R7接地，贴片集成电路U3的4脚经电阻R9接贴片集成电路U4的3脚，贴片集成电路U3的3脚、2脚间有电容C10，2脚与贴片集成电路U5的5脚相连接地，贴片集成电路U3的I脚接贴片集成电路U5的6脚，并经电阻R8接贴片集成电路U5的电源Vcc、EN脚；贴片集成电路U4的7脚、8脚并联接电阻RlO —端和接地电容Cll，贴片集成电路U4的6脚接电阻RlO的另一端和单片机U6的11脚，贴片集成电路U 4的5脚接地，贴片集成电路U5的3脚经电阻Rll接单片机U6的10脚。
4.根据权利要求1所述的液位高度温度采集器，其特征在于，所述的信号处理模块为S1、S2两路信号采集结构，每路信号均由I个电容、2个电阻及I个稳压二极管构成，其中，SI路的信号输入端端接电容C16、电阻R12、R13的一端，电阻R13的另一端接稳压二极管Z3的负极，电容C16、电阻R12的另一端与稳压二极管Z3的正极相连接地，S2路的信号输入端接电容C20、电阻R16、R17的一端，电阻R17的另一端接稳压二极管TA的负极，电容C20、电阻R16的另一端与稳压二极管Z4的正极相连接地，S1、S2端接传感器，传感器的探头置于被测介质中。
5.根据权利要求1所述的液位高度温度采集器，其特征在于，所述的电源功能模块包括电源模块U1、贴片自恢复保险JK1，电源模块Ul的2脚接地，I脚接电容C1、C2 —端及二极管Dl的负极，电容Cl、C2另一端接瞬态抑制二极管D2的正极并接地，二极管Dl的正极与瞬态抑制二极管D2的负极接磁珠CZ，磁珠CZ的另一端连接外接供电电源，电源模块Ul的5脚接地，3脚接接地电容C3、C4及贴片自恢复保险JKl的I端，贴片自恢复保险JKl的2端接单片机·的复位电路V2端。
专利摘要本实用新型涉及液位高度温度采集器，直接安装在软体油囊或其他储油设备上，解决对液体高度、温度的实时检测问题，结构是，壳体上有同CAN收发总线模块连接的引线孔及与信号处理模块连接的导线孔，电路包括单片机、外围控制电路模块、CAN收发总线模块、信号处理模块和电源功能模块，装在绝缘电路板上，置于壳体内构成电路主板，单片机分别与外围控制电路模块、信号处理模块、CAN收发总线模块相连，电源功能模块分别与单片机、外围控制电路模块、CAN收发总线模块、信号处理模块的供电端相连，信号处理模块与壳体外的被测介质的传感器相连，CAN收发总线模块与壳体外的信息传输器相连，本实用新型结构简单，安装使用方便，安全，测量准确，精度高。
文档编号G01D21/02GK202853659SQ201220560579
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月30日 优先权日2012年10月30日
发明者刘君, 魏培飞, 赵广, 务红涛, 杨克明, 孙敏, 李翔 申请人:新乡北方车辆仪表有限公司