一种新型的微波物位开关传感器系统的制作方法

1.本发明涉及微波物位开关技术领域，尤其涉及一种新型的微波物位开关传感器系统。


背景技术：

2.微波物位开关由微波发射端和微波接收端成对组成，其中微波发射端由微波发射器、探测器外壳组成；微波接收端由探测器外壳、信号接收器，信号检测器、和报警控制电路组成。
3.在工作时，微波发射端发射微波射束，微波接收端接收微波发射端发出微波信号，当微波接收端收到的信号保持不变或变化量不足以达到接收机输出报警信号的阈值时，接收端就保持在一个稳定的正常工作信号输出状态，此时在微波发射端和微波接收端之间形成的是一道不可见微波墙，该传感器成对安装在要监测的位置上，当监测位置没有堵料时，接收端输出“无料”信号，即不报警状态；当监测位置发生堵料时，接收端输出“堵料”信号，即报警状态。
4.如果两套微波对射同时使用，由于微波的发射具有方向性，所以同组安装的发送端，和接收端必须相对立安装，或上下翻转180
°
(如图1所示)，当错位90
°
时，接收端将不能接收到有效信号，但是在某些实际工况中，发射端信号经过反射会进入接收端，错位90
°
时不能完全屏蔽干扰，同时在接收端与与接收端距离过近时也会相互干扰，导致报警点不稳定，从而导致仪表输出报警状态发生改变，而且当发射端和接收端距离较远时，微波墙会受到高频信号的干扰(如对讲机等通讯设备)，使接收端的接收的信号达到报警信号的阈值，产生误报现象。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种新型的微波物位开关传感器系统，以解决上述现有技术中的不足之处。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种新型的微波物位开关传感器系统，包括：多组微波对射单元，多组所述微波对射单元由多个一一相对设置的微波发射端和微波接收端组成，且微波接收端用于接收微波发射端发出微波信号，还包括：变压器采集电路和信号处理电路；
7.所述变压器采集电路的输入端与电源端子连接，所述变压器采集电路具有第一次级采集电路和第二次级采集电路，所述第二次级采集电路通过输出端通过单元供电电路与多组微波对射单元连接；
8.所述第一次级采集电路的输出端通过信号采集电路与信号处理电路连接，所述信号处理电路通过算法对信号进行时序同步、以及分时段处理。。
9.作为上述技术方案的进一步描述：
10.所述信号处理电路包括1nf电容、nc7sz14芯片和单片机，所述信号处理电路将第
一次级采集电路输入的信号传输至1nf电容进行滤波后再进入nc7sz14芯片对波形进行整形，然后传输至单片机进行处理，单片机通过采集信号的上升沿实现时序同步、再对上升沿添加延时进行分时段处理。
11.作为上述技术方案的进一步描述：
12.所述电源模块为220v工频信号的电源端子。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.还包括信号抗干扰电路；
15.所述信号抗干扰电路连接在第一次级采集电路与信号处理电路之间连接的信号采集电路中，且信号抗干扰电路用于对第一次级采集电路采集的工频信号进行光耦隔离。
16.作为上述技术方案的进一步描述：
17.所述信号抗干扰电路包括滤波电路和光耦处理电路，所述滤波电路用于将第一次级采集电路采集的工频信号先进行滤波，处理后的工频信号在传输至光耦处理电路中进行整形隔离，实现信号单向传输。
18.作为上述技术方案的进一步描述：
19.还包括信号强度分析电路；
20.所述信号强度分析电路连接在多个微波接收端上；
21.所述信号强度分析电路用于多个微波接收端接收的微波信号进行采集并对信号强度进行显示。
22.作为上述技术方案的进一步描述：
23.所述信号强度分析电路包括电压采集电路、i2c总线pcf8574芯片和led灯组；
24.所述电压采集电路对微波信号ml的电压进行采集，然后通过i2c总线传输到pcf8574芯片中，所述led灯组与pcf8574芯片接口端连接，通过led灯组亮灯数量对信号强度进行显示。
25.作为上述技术方案的进一步描述：
26.所述微波接收端的内部主板上还套设有屏蔽筒罩。
27.本发明提供了一种新型的微波物位开关传感器系统。具备以下有益效果：
28.该新型的微波物位开关传感器系统微波对射单元的发射端与接收端在一个周期内进行分时段通信，只在相同的时段内才能进行通信；在不同时段内通信，接收端不会接收到发射端发出的信号，解决了两对微波对射之间的干扰，且不会影响微波信号的强度，且工频信号通过变压器次级采集，变压器有两个次级，分别对应两组输出线圈，两组输出线圈之间互不干扰，其中一组负责为单元供电，另一组负责采集信号，此方法避免了在有些工况中，电路中元器件对工频信号的干扰，有效的保证采集信号的稳定性，并设置信号抗干扰电路对第一次级采集电路采集的工频信号进行光耦隔离，实现信号的单向传输，提高电路的抗干扰能力。
附图说明
29.图1为现有技术中微波对射单元中多个微波发射端和微波接收端的布置示意图；
30.图2为本发明提供的新型的微波物位开关传感器系统的示意图；
31.图3为本发明中变压器采集电路的示意图；
32.图4为本发明中变压器采集电路的电路结构示意图；
33.图5为本发明中信号抗干扰电路的电路结构示意图；
34.图6为本发明中信号处理电路的电路结构示意图；
35.图7为本发明中电压采集电路的电路结构示意图；
36.图8为本发明中i2c总线的电路结构示意图；
37.图9为本发明中pcf8574芯片的电路结构示意图；
38.图10为本发明中led灯组的电路结构示意图。
39.图例说明：
40.10、微波对射单元；1、微波发射端；2、微波接收端；3、电源模块；4、变压器采集电路；41、第一次级采集电路；42、第二次级采集电路；5、信号抗干扰电路；6、信号处理电路；7、信号强度分析电路。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
42.参照图1
‑
10，一种新型的微波物位开关传感器系统，包括：多组微波对射单元10，多组微波对射单元10由多个一一相对设置的微波发射端1和微波接收端2组成，且微波接收端2用于接收微波发射端1发出微波信号，还包括：变压器采集电路4和信号处理电路6；
43.如图4所示，(jp1为220v工频信号的电源端子，a1/a2:负责给单元供电，t2/t1:负责采集信号)变压器采集电路4的输入端与电源模块3连接，变压器采集电路4具有第一次级采集电路41和第二次级采集电路42，第二次级采集电路42通过输出端通过单元供电电路与多组微波对射单元10连接；
44.第一次级采集电路41的输出端通过信号采集电路与信号处理电路6连接，信号处理电路6通过算法对信号进行时序同步、以及分时段处理。
45.具体的，工频信号通过变压器采集电路4次级采集，变压器有第一次级采集电路41和第二次级采集电路42，分别对应两组输出线圈，两组输出线圈之间互不干扰，其中第二次级采集电路42负责为单元供电，第一次级采集电路41负责采集信号，此方法避免了在有些工况中，电路中元器件对工频信号的干扰，在220v供电电压不稳定时，带载线圈工频信号干扰会更加明显，不带载工频信号会相对稳定，这样可以有效的保证采集信号的稳定性，
46.该新型的微波物位开关传感器系统将微波对射单元的发射端与接收端在一个周期内进行分时段通信，只在相同的时段内才能进行通信；在不同时段内通信，接收端不会接收到发射端发出的信号。例如有两套微波对射单元10，第一套单元发射与接收设置为1挡位，第二套设置为2挡位，因为时间段不一致，接收端只能与它挡位对应的发射端进行通信，而不会收到其他时间段的信号。解决了两对微波对射之间的干扰，且不会影响微波信号的强度。
47.本发明提供的再一个实施例中，进一步的，该新型的微波物位开关传感器系统通过采集220v，50hz的工频信号，以20ms为一个周期将工频信号分为4波段，每个波段5ms，在1波段发射信号时2，3，4波段关闭，同理2波段打开1，3，4波段关闭，依次类推。从而屏蔽不同频段内干扰信号，实现同时使用四对微波对射进行通信，不会影响微波信号的强度。
48.如图6所示，信号处理电路6包括1nf电容、nc7sz14芯片和单片机，信号处理电路6将第一次级采集电路41输入的信号传输至1nf电容进行滤波后再进入nc7sz14芯片对波形进行整形，然后传输至单片机进行处理，单片机通过采集信号的上升沿实现时序同步、再对上升沿添加延时进行分时段处理。
49.具体的，采集信号先通过1nf电容进行滤波后，在进入nc7sz14对波形进行整形，然后进入单片机，单片机通过采集信号的上升沿实现时序同步、再对上升沿添加延时进行分时段处理。
50.电源模块3为220v工频信号的电源端子。
51.还包括信号抗干扰电路5；
52.如图5所示，信号抗干扰电路5连接在第一次级采集电路41与信号处理电路6之间连接的信号采集电路中，且信号抗干扰电路5用于对第一次级采集电路41采集的工频信号进行光耦隔离。
53.信号抗干扰电路5包括滤波电路和光耦处理电路，滤波电路用于将第一次级采集电路41采集的工频信号先进行滤波，处理后的工频信号在传输至光耦处理电路中进行整形隔离，实现信号单向传输。
54.具体的，为了减小后续电路对信号的干扰，将变压器采集电路4采集得到的信号先进行滤波，再通过光耦对信号进行整形隔离(光耦近似一个三极管信号只能从op1流向op2)，实现信号的单向传输，提高电路的抗干扰能力。
55.如图7
‑
10所示，还包括信号强度分析电路7；
56.信号强度分析电路7连接在多个微波接收端2上；
57.信号强度分析电路7用于多个微波接收端2接收的微波信号进行采集并对信号强度进行显示。
58.信号强度分析电路7包括电压采集电路、i2c总线pcf8574芯片和led灯组；
59.电压采集电路对微波信号ml的电压进行采集，然后通过i2c总线传输到pcf8574芯片中，led灯组与pcf8574芯片接口端连接，通过led灯组亮灯数量对信号强度进行显示。
60.具体的，由于微波信号强弱无法用普通的设备捕捉，在一些特定的工况中，需要通过现场的信号强度来决定仪表的工作区间，这样可以使得仪表的性能更好，因此需要将微波信号强度表现出来，通过将采集到微波信号ml通过电压采集电路进行电压的采集，之后通过i2c将信号传递给pcf8574芯片，从而将信号强度大小体现在一组led灯组上。其中，led灯组灯亮的数量越多，信号强度越大，反之，信号强度越小。
61.微波接收端2的内部主板上还套设有屏蔽筒罩。
62.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
63.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。