专利名称：振膜阻尼式料位器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物料检测技术，特别涉及一种检测物料定点位置的物料检测技术和传感技术。
目前国内现有的检测物料定点位置的料位器，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积产生的侧压力使橡皮膜变形，金属板移位，推动微动开关改变状态，它存在着橡皮膜易老化变质、微动开关一致性差、重复使用应力误差大、不易复位等弱点；阻旋式料位器由电子电路检测物料对电机旋转的阻力，来判断物料的定点位置，缺点是成本高、易被线状物体缠绕、不易在高温潮湿的环境中长期使用；波敏式(也称介质式、电容式)料位器利用空气和物料两种介质的差异，来检测物料的定点位置，它存在着成本高、需定期维护、不能在高温潮湿的环境中使用等缺点；音叉式料位器利用压电片驱动金属板摆动，当有物料埋阻时，摆动减弱或停止，由电子电路处理判断物料的定点位置，缺点是不能在高温潮湿、多污物及振动较强的环境中使用。由于现有的料位器存在着不同的缺点，因而使其推广使用受到了局限。
本实用新型的目的是提供一种利用振动的金属板作感应膜，并根据该膜的振动是否受到物料的阻尼，来检测物料定点位置的料位器。
图1是本实用新型的基本方案框图。根据任何物体接触另一个振动的物体都会对其产生阻尼的原理，由振荡驱动器1产生具有一定频率和占空比的电能，驱动振膜传感器2的振膜振动，振膜传感器将振动的间歇期振膜产生的余振转变成电信号，送给比较放大器3放大，经整流滤波器4整流后触发史密特触发器5，变成开关信号，驱动继电器6输出。
图2是本实用新型的结构示意图。图2中，7.金属板振膜，8.护板，9.压环，10.机电驱动器(现用扬声器改制)，11.连杆，12.连杆座，13.护罩，14.外壳，15.后盖，16.护圈，17.电路板，18.电路功能模块，19.继电器，20.内引线。
图2中，7～16组成本实用新型的振膜传感器部分。现结合图2简单说明振膜传感器的结构及工作原理金属板振膜7的中心焊有连杆座12；机电驱动器10用一扬声器改制，将扬声器的音圈护膜用一铜片代替，并在铜片的中心焊有连杆11；用压环9将护板8和金属板振膜7与外壳14组装为一体，再将机电驱动器10固定在护板8上，同时将连杆11插入连杆座12内，并用固化剂等固定，保证机电驱动器10与金属板振膜7同步振动。护板8保护金属板振膜受到大的压力时不变形损坏，同时也是机电驱动器的固定支架。护罩13采用非金属材料，与外壳固定在一起，用于保护机电驱动器10和填充机电驱动器周围的空间，也可用作电路板的固定支架(当电路板组装在振膜传感器内时)。固定好后盖15、护圈16用于穿过和保护引线。机电驱动器10可将电能转换成机械能，通过连杆11驱动金属板振膜振动，同时又能将金属板振膜的余振转变成电信号。扬声器也可用类似的换能元件代替。
图2是电路板与振膜传感器组装为一体的振膜阻尼式料位器示意图，利用振膜传感器的空腔部分并在护罩13上组装装有电路功能模块18和继电器19的电路板17。
图3是本实用新型的电路原理图。图3中，IC1、R1、R2、C1、C2、D1组成振荡驱动器，IC2是比较放大器，ZC是振膜传感器，D3、C3、R5组成整流滤波电路，IC3是史密特触发器，上述元件可组装成一电路功能膜块；J是继电器，接在IC3的输出端。可采用各种方式的12V直流电源供电，接通电源，振荡驱动器发出具有一定频率和占空比的方波，一路直接送给IC2的反向输入端，另一路通过D2送给IC2的同相输入端，同时通过R3限流后送给振膜传感器ZC。当方波为高电平时，推动ZC的金属板振膜振动；在方波信号的间歇期，振膜传感器将金属板振膜的余振转变成电信号，送给IC2的同相输入端。D2的作用是保证IC1输出高电平时(为叙述方便，以下高电平为“1”，低电平为“0”)，IC2的同相输入端比反相输入端低一个二极管的结压降，使IC2输出为“0”，当IC1输出为“0”时，IC2的反相输入端为“0”，同相输入端对反相输入端呈高阻状态，而接收ZC送来的余振电信号(如前所述)，通过IC2的开环放大输出，送给整流滤波电路变成直流电平，触发史密特触发器IC3，驱动继电器J。当振膜传感器ZC的金属板振膜受到阻尼时，余振减小，ZC转换的电信号也减小，整流后的直流电平也随之降低，达到IC3的下限阈值时，IC3输出改变状态，继电器J也跟着改变状态，即断开或吸合，则其输出接点呈开或关状态，从而达到检测物料定点位置的目的。
图2中，若将电路部分从振膜传感器的空腔中分离出来单独组装，并使其处于良好的室内环境中，再对振膜传感器采取公知的密封措施处理，则本实用新型不仅可在正常环境中检测粉状、颗粒状物料的定点位置，也可在特殊的环境中(如粮食部门的烘干塔)检测物料的定点位置和液体物料的定点位置。
由于本实用新型的金属板振膜可采用不锈钢薄板压制而成，并在安装时与设备内壁成一平面，则任何缠绕物都不会对其造成影响。具有抗机动械振动能力强，灵敏度高，一致性好，稳定可靠，结构简单，成本低等特点；若电路部分与传感器分离安装，可在高温、潮湿等恶劣环境中长期使用；不仅可检测粉状、颗粒状物料的定点位置，也可以检测液体物料的定点位置。
权利要求1.一种振膜阻尼式料位器，其特征是由振膜传感器和装在振膜传感器护罩上的装有电路功能模块和继电器的电路板所组成(1)振膜传感器包括a.一个装有后盖的外壳，b.一个中心焊有连杆座的金属板振膜，c.一个用扬声器改制的机电驱动器，扬声器音圈护膜用一铜片代替，并在铜片中心焊有连杆，连杆插入金属板振膜上的连杆座并紧固成一体，保证金属板振膜和机电驱动器同步振动，d.一个保护金属板振膜不变形损坏、也是机电驱动器的固定支架的护板，e.一个将金属板振膜和保护板与外壳组装为一体的压环，f.一个用非金属材料制作的与外壳固定为一体的用于保护机电驱动器的护罩，g.一个固定在外壳壁上用于穿过引线的护圈，(2)装在振膜传感器护罩上的电路板包括a.一个由IC1、R1、R2、C1、C2、D1组成的振荡驱动器，其产生具有一定频率和占空比的方波信号，一路直接送给比较放大器IC2的反相输入端，另一路通过D2送给IC2的同相输入端并通过R3限流后送给振膜传感器ZC，b.一个振膜传感器ZC，被来自IC1的方波信号驱动后，其金属板振膜振动，在该方波信号的间歇期，将金属板振膜的余振转变成电信号送给IC2的同相输入端，c.一个比较放大器IC2，当IC1输出高电平时，其输出为低电平，当IC1输出为低电平时，其输出则是传感器送来的振膜余振电信号的放大信号，并送给整流滤波电路，d.一个由D3、C3、R3组成的整流滤波电路，将IC2放大输出的交变信号变成直流电平，输出给史密特触发器IC3，e.一个其输出端接有继电器J的史密特触发器IC3，被IC2输出的经整流滤波后的直流电平触发而改变输出状态，f.一个接在IC3输出端的继电器，在IC3的控制下，将IC3输出的模拟开关状态转变成接点开关状态输出，g.一个12V直流电源，用于供给上述各部分电路的直流电压。
2.根据权利要求1所说的振膜阻尼式料位器，其特征是电路板部分和振膜传感器可分开单独组装。
专利摘要一种振膜阻尼式料位器，由振膜传感器和电子电路两部分组成。解决现有粒位器在恶劣环境中使用可靠性差、不易推广使用的技术问题。本实用新型由电子电路发出具有一定频率和占空比的方波电能驱动传感器振膜振动，同时由传感器将方波间歇期振膜产生的余振转换成电信号，送给电子电路处理成开关信号。当有物料阻尼振动时，输出改变状态。可检测各种有侧压力物料的定点位置，并且能在高温潮湿等恶劣环境中长期使用，稳定可靠，成本低。
文档编号G01F23/22GK2084191SQ9022092
公开日1991年9月4日 申请日期1990年9月18日 优先权日1990年9月18日
发明者刘恒东 申请人:刘恒东