專利名稱：數(shù)字物料位傳感器的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明數(shù)字物料位傳感器的制備屬于自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言是一種用于物料位檢測(cè)的傳感器制備的技術(shù)方案。
2、壓力式傳感器隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體表面擴(kuò)散工藝在傳感器平衡電橋的制作中，得到了廣泛應(yīng)用。擴(kuò)散硅壓力傳感器是利用物料重力的壓強(qiáng)原理，在物料倉(cāng)下檢測(cè)壓強(qiáng)或重量來(lái)?yè)Q算料倉(cāng)料位。
3、電容式物位傳感器它是依靠電容原理而制作的。電容是由兩極板和介質(zhì)構(gòu)成的，改變介質(zhì)將改變電容量。物料作為電容的介質(zhì)，物料淹沒(méi)傳感器越多，介質(zhì)填充也越多電容量越大。通過(guò)檢測(cè)電容量的大小，來(lái)檢測(cè)物料位。主要由西德、日本、加拿大幾家生產(chǎn)，目前國(guó)內(nèi)也有廠家生產(chǎn)。
能夠檢測(cè)物料的傳感器技術(shù)也不少，但是由于這些現(xiàn)有技術(shù)受使用條件等方面的限制，或者是價(jià)格過(guò)于昂貴，使它們的使用范圍受到了很大局限。比如超聲波傳感器只能在寬敞無(wú)粉塵的條件下使用(因?yàn)榉蹓m也產(chǎn)生反射波)，壓力式物料傳感器只能在具備稱重的條件下才能使用，而且它們的共同的特點(diǎn)是模擬量檢測(cè)方式易受溫度、大氣壓強(qiáng)、電磁波等環(huán)境條件的影響，使傳感器的穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾性能無(wú)法適應(yīng)使用條件的要求，應(yīng)用范圍受到了很大局限。目前在工業(yè)控制或者是民用事業(yè)的物料位監(jiān)控仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，物料位監(jiān)測(cè)控制已是現(xiàn)代化建建設(shè)中的重要組成部分，建材、化工、礦山、冶金、水利、電力等多方面的工業(yè)自動(dòng)化建設(shè)中都急待需要解決準(zhǔn)確、可靠的物料位自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)。如煤礦的井下煤倉(cāng)，水泥廠的生熟料庫(kù)，發(fā)電廠的入爐煤倉(cāng)等料位檢測(cè)問(wèn)題，都直接影響著這些行業(yè)的自動(dòng)化進(jìn)程。
2、擴(kuò)大適用范圍，解決安裝、使用、維護(hù)方便的問(wèn)題。使之在石子、沙土、煤炭等粉碎性物料位檢測(cè)中，能適應(yīng)滿足各種使用條件。如深井、隧道、下水道、地下管溝等物料位監(jiān)測(cè)。
3、降低造價(jià)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)的，可直接采樣的普及通用型物料位傳感器。
本發(fā)明數(shù)字物料位傳感器，一種數(shù)字式物料位傳感器，其特征在于是一種由若干個(gè)傳感元電路對(duì)物位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信號(hào)取樣的傳感器，該傳感器由兩部分組成，一部分是傳感器芯片電路板12，另一部分是可塑性絕緣材料澆鑄外殼13，其傳感器芯片電路板12是由若干個(gè)傳感元電路對(duì)物位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信號(hào)取樣的，由微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)逐點(diǎn)檢索、統(tǒng)計(jì)、變送的電器組件14組成，其傳感器芯片電路板12置于支撐骨架17上，支撐骨架17用絕緣材料制成，支撐骨架17的正面固定有若干塊傳感器芯片電路板12，每塊傳感器芯片電路板12中的信號(hào)取樣電路10都是由一組物料敏感型觸發(fā)器構(gòu)成，固定于支撐骨架背面上的傳感元電極11其間隔為1厘米或按使用要求制造，傳感元電極11由耐腐蝕材料制成，傳感器芯片電路板12與引線端子16、信號(hào)元9、外殼13用絕緣填充材料15澆鑄后成為一個(gè)固態(tài)方型棒式傳感器。
本發(fā)明數(shù)字物料位傳感器的制備，其特征在于制備分為兩部分進(jìn)行，一部分是傳感器芯片電路板12的制備；另一部分是可塑性絕緣材料澆鑄外殼13的制備，其傳感器芯片電路板12部份的制備，首先選用絕緣材料板制成其傳感器芯片電路板12的支撐骨架17，再制做組成每一塊傳感元電路的傳感元電極11，傳感元電極11由耐腐蝕材料制成，而后在支撐骨架17的正面固定若干塊對(duì)物位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信號(hào)取樣的，以開(kāi)關(guān)脈沖形式輸出數(shù)字信號(hào)的傳感器芯片電路板12和若干個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)逐點(diǎn)檢索、統(tǒng)計(jì)、變送的電器組件14；接著在支撐骨架17背面上固定固定數(shù)量的傳感元電極11，其間隔為1厘米，也可以按照實(shí)際情況的要求調(diào)整間隔距離，外殼13用可塑性絕緣材料澆鑄而成，最后將傳感器芯片電路板12與引線端子16、信號(hào)元9、外殼13用絕緣填充材料15進(jìn)行澆鑄成為一個(gè)固態(tài)方型或圓形棒式傳感器。
上述支撐骨架17最好用環(huán)氧樹(shù)脂板制成，傳感元電極11最好由非磁、耐腐、導(dǎo)體材料制成，外殼可用環(huán)氧樹(shù)脂、塑料等可塑絕緣材料澆鑄而成。引線端子16是用塑料和環(huán)氧樹(shù)脂或其它絕緣材料制成的，具有全封閉能力的三芯電器接插件。傳感器芯片電路板12與可塑性絕緣材料澆鑄外殼13經(jīng)澆鑄后成為一個(gè)固態(tài)實(shí)體，其截面一般為20×40毫米，長(zhǎng)度根據(jù)具體情況一般可設(shè)計(jì)為1-3米，其引線端子用自行設(shè)計(jì)的全封閉式引線端子。
上述數(shù)字物料傳感器的使用，其特征在于，第一、確定工作電源為激勵(lì)電源，第二、將傳感器垂直安裝于物料中，當(dāng)物料位上下變化時(shí)，相應(yīng)的物料靠近某個(gè)傳感元電路，該電路產(chǎn)生觸發(fā)性翻轉(zhuǎn)，輸出信號(hào)由“1”變?yōu)椤癘”，當(dāng)物料面離開(kāi)某個(gè)傳感元時(shí)輸出信號(hào)由“O”變?yōu)椤?”，若干個(gè)傳感元電路組成了一條物料位神經(jīng)線，每一塊傳感元電路都是由一組反相比較型觸發(fā)器和一個(gè)感應(yīng)電極構(gòu)成，每個(gè)傳感元電路都是以開(kāi)關(guān)脈沖的形式輸出數(shù)字信號(hào)，第三、再經(jīng)過(guò)微處理器對(duì)各傳感元進(jìn)行逐點(diǎn)檢索、數(shù)字統(tǒng)計(jì)、數(shù)字變送，從而實(shí)現(xiàn)采樣、處理、變送，全數(shù)字化傳感器檢測(cè)。
上述的數(shù)字物料傳感器的使用，其特征在于，在使用時(shí)，激勵(lì)電源設(shè)計(jì)在9-6伏范圍內(nèi)供電，首先由恒壓電路對(duì)激勵(lì)電源進(jìn)行恒壓處理，然后采取休眠式待機(jī)取樣供電，以此減小傳感器電源和信號(hào)輸送中的損耗，進(jìn)一步提高待機(jī)時(shí)間和遠(yuǎn)傳能力。
支撐骨架17用環(huán)氧樹(shù)脂板做成，[或其它絕緣材料板]芯片的正面固定有若干塊傳感器芯片電路板12，其它電路塊根據(jù)安裝條件穿插固定在傳感器芯片電路板內(nèi)。
支撐骨架17的背面固定有若干個(gè)傳感元電極11，詳見(jiàn)結(jié)構(gòu)圖圖2。傳感元電極11由非磁耐腐導(dǎo)體材料制成。
可塑性絕緣材料澆鑄外殼13用可塑性絕緣材料澆鑄而成?？捎貌牧嫌协h(huán)氧樹(shù)脂、塑料等。芯片與殼經(jīng)澆鑄后成為一個(gè)實(shí)體。形狀為方形、圓形、橢圓形等。
引線端子16用自行設(shè)計(jì)的接插式引線端子，該接插件，在接插緊固好后無(wú)需做其它防水處理。發(fā)明的主要用途及優(yōu)點(diǎn)1、用途用于工礦企業(yè)的物料位自動(dòng)化控制。用于礦山、冶金、建材、電力、化工等工礦企業(yè)的物料位自動(dòng)化檢測(cè)控制。
2、優(yōu)點(diǎn)a、信號(hào)具有不受溫度、氣壓燈環(huán)境條件影響。
b、測(cè)量誤差小，穩(wěn)定可靠。
c、全投入式，具有不怕泥沙污物不怕粉塵堵塞掩埋。
d、安裝、使用、維護(hù)方便。不受安裝條件所限制。
芯片的背面固定有208個(gè)傳感元電極。電極間距為1cm感應(yīng)元電極由鎳鉻合金制成。
塑料管外殼，與芯片之間的空間用環(huán)氧樹(shù)脂澆鑄而成。(芯片與外殼經(jīng)澆鑄后成為一個(gè)實(shí)體)引線端子用自行設(shè)計(jì)的帶有水封的接插式引線端子，(該接插件，在接插緊固好后無(wú)需做其它防水處理。
權(quán)利要求
1一種數(shù)字物料位傳感器的制備，其特征在于制備分為兩部分進(jìn)行，一部分是傳感器芯片電路板12的制備；另一部分是可塑性絕緣材料澆鑄外殼13的制備，其傳感器芯片電路板12部份的制備，首先選用絕緣材料板制成其傳感器芯片電路板12的支撐骨架17，再制做組成每一塊傳感元電路的傳感元電極11，傳感元電極11由耐腐蝕材料制成，而后在支撐骨架17的正面固定若干塊對(duì)物位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信號(hào)取樣的，以開(kāi)關(guān)脈沖形式輸出數(shù)字信號(hào)的傳感器芯片電路板12和若干個(gè)進(jìn)行數(shù)據(jù)逐點(diǎn)檢索、統(tǒng)計(jì)、變送的電器組件14；接著在支撐骨架17背面上固定一定數(shù)量的傳感元電極11，其間隔為1厘米，也可以按照實(shí)際情況的要求調(diào)整間隔距離，外殼13用可塑性絕緣材料澆鑄而成，最后將傳感器芯片電路板12與引線端子16、信號(hào)元9、外殼13用絕緣填充材料15進(jìn)行澆鑄成為一個(gè)固態(tài)方型或圓形棒式傳感器。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字物料位傳感器的制備，其特征在于，支撐骨架17最好用環(huán)氧樹(shù)脂板制成，傳感元電極11最好由非磁、耐腐、導(dǎo)體材料制成，外殼可用環(huán)氧樹(shù)脂、塑料等可塑絕緣材料澆鑄而成。引線端子16是用塑料和環(huán)氧樹(shù)脂或其它絕緣材料制成的，具有全封閉能力的三芯電器接插件。傳感器芯片電路板12與可塑性絕緣材料澆鑄外殼13經(jīng)澆鑄后成為一個(gè)固態(tài)實(shí)體，其截面一般為20×40毫米，長(zhǎng)度根據(jù)具體情況一般可設(shè)計(jì)為1-3米，其引線端子用自行設(shè)計(jì)的全封閉式引線端子。
全文摘要
一種數(shù)字物料位傳感器的制備屬于自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。具體而言，是一種物料位信號(hào)可直接數(shù)字取樣的傳感器的制備方法。制備分為兩部分進(jìn)行，一部分是電路芯片的制備；另一部分是結(jié)構(gòu)外殼的制備，其電路芯片部份的制備，首先選用電路芯片骨架、敏感型觸發(fā)器和一個(gè)感應(yīng)電極，而后在芯片的正面固定若干塊傳感元電路板和感應(yīng)神經(jīng)元電路板，外殼用可塑性絕緣材料澆鑄而成，最后將芯片與內(nèi)部電路和可塑性絕緣材料澆鑄成固態(tài)方形棒式傳感器。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、制備安裝維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，并且有極高的應(yīng)用開(kāi)發(fā)價(jià)值。
文檔編號(hào)G01F23/24GK1479084SQ0313879
公開(kāi)日2004年3月3日 申請(qǐng)日期2003年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月3日
發(fā)明者馬福昌, 馬珺, 賈秀美 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)