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抗酸全金属流量温度传感器

阅读:730发布:2024-01-14

专利汇可以提供抗酸全金属流量温度传感器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种抗酸 碱 全金属流量 温度 传感器 ,包括壳体、 探头 和电气部分,所述壳体包括,耐酸碱金属制备的 外壳 ,以及绝缘材质制备的固定 支架 ,所述固定支架嵌设于所述外壳的内腔中,所述固定支架具有用于安装所述 电路 板的安装部及容纳所述 电路板 的腔体。采用本技术方案的有益效果是:壳体采用全金属材质,防腐耐用,并且可以做到很高的密封等级,无需再采用灌封工艺,结构简单,安装、维修方便,体积小、成本低,造型美观。固定支架的设计,提高了绝缘防护等级,同时具备抗震动、可靠性高等优点。,下面是抗酸全金属流量温度传感器专利的具体信息内容。

1.一种抗酸全金属流量温度传感器,包括壳体、探头和电气部分,其特征在于,所述电气部分设置在所述壳体内,所述电气部分包括检测单元、电路板、显示单元、外部控制单元,所述检测单元包括温度检测单元、流量检测单元,所述温度检测单元、流量检测单元安装于所述探头内;
所述壳体包括,耐酸碱金属制备的外壳,以及绝缘材质制备的固定支架,所述固定支架嵌设于所述外壳的内腔中,所述固定支架具有用于安装所述电路板的安装部及容纳所述电路板的腔体。
2.根据权利要求1所述的抗酸碱全金属流量温度传感器,其特征在于,所述电路板包括至少独立的两,所述固定支架的腔体为相互独立密封的上腔体和下腔体,所述电路板分别设置于所述上腔体和下腔体中,所述上下腔体中电路板之间的连接线通过以下结构设置:
所述上下腔体上一体预埋连接线或金属柱,所述上下腔体中的电路板通过所述连接线连接,或在电路板上设置触点,所述上下腔体中的电路板通过所述触点与对应的金属柱接触而实现电连接;
或在上下腔体之间的隔板上设置通孔及密封胶圈,再设置一条连接线穿过所述通孔及密封胶圈,所述上下腔体中的电路板通过所述连接线连接。
3.根据权利要求1所述的抗酸碱全金属流量温度传感器,其特征在于,设置于所述电路板上的电路包括:
输入端与所述温度检测单元输出端连接的温度滤波电路;所述温度滤波电路的输出信号输入给中央处理电路进行处理;
输入端与流量检测单元输出端连接的差动放大器、输入端与所述差动放大器输出端连接流量滤波电路;所述流量滤波电路的输出信号输入给中央处理电路进行处理;
作为数据处理器的中央处理电路,所述中央处理电路设有温度漂移补偿电路和电压范围学习电路;
D/A转换电路,所述D/A转换电路的输入端与所述中央处理电路的一个输出端连接,所述电压范围学习电路为所述D/A转换电路提供数字基准信号,所述D/A转换电路的输出端与基准电压模块的输入端连接,所述D/A转换电路将数字基准信号转换为模拟基准信号给基准电压模块;
基准电压模块,其输出端与所述差动放大器连接,所述基准电压模块将模拟基准信号处理后,为差动放大器提供基准电压;
显示驱动电路,其输入端与所述中央处理电路连接,其输出端分别设有温度输出端和流量输出端;所述显示驱动电路还设有陀螺仪或重感应装置,可以根据需要,调整温度显示电路和流量显示电路上数字显示的方向;
所述显示单元包括:
温度显示电路,其输入端与所述温度输出端连接,并显示对应的温度检测信息;
流量显示电路,其输入端与所述流量输出端连接,并显示对应的流量检测信息;所述温度检测单元、流量检测单元分别采集被测量介质的温度信号、流量信号传输到所述中央处理电路,经处理后数据分别通过所述温度显示电路、流量显示电路输出和/或显示数值信号。
4.根据权利要求3所述的抗酸碱全金属流量温度传感器,其特征在于,所述电路还包括:
温度输出电路,其输入端与所述中央处理电路连接,其输出端与输出保护电路的一个输入端连接;
流量输出电路,其输入端与所述中央处理电路连接,其输出端与输出保护电路的另一个输入端连接;
输出保护电路,其输出端与所述中央处理电路的一个输入端连接,如果温度信号和/或流量信号超过设定值,将触发中央处理电路启动设置于其内部的保护电路。
5.根据权利要求4所述的抗酸碱全金属流量温度传感器,其特征在于,在所述壳体上还设有用于连接外部电缆的接插件,所述接插件包括固定于所述外壳上的连接部和一体密封封装于所述外壳上并位于所述连接部设有的腔体中的金属触点,所述金属触点由金属柱制成,并贯穿所述外壳与固定支架,并与所述电路板对应连接,所述外部电缆通过与所述连接部匹配的连接头活动连接,同时使外部电缆的各信号线与所述金属触点一一对应电连接,所述连接部是一个带法兰的中空圆柱,所述法兰用于将连接部固定在外壳上,所述圆柱的腔体将金属触点罩住,圆柱上设有用于与外部电缆的接插头匹配连接的螺纹或卡扣,所述金属触点位于外壳外部的一侧的端面低于所述外壳的外表面,即每个金属触点都设置在一个圆形凹坑中,与之对应,安装于外部电缆上的接插件上的金属探针,所述金属探针设有密封部件,所述密封部件为所述金属探针的柱体上包裹的绝缘防的材料,所述金属探针的顶端端面裸露,当所述金属探针一一对应插入所述金属触点所在的凹坑时,其端面与所述金属触点电连接,其密封部件的一部分与所述凹坑外壁过盈配合,从而达到密封的目的。
6.根据权利要求4所述的抗酸碱全金属流量温度传感器,其特征在于,所述中央处理电路分别对应流量输出和温度输出产生两路监控信号,当所述监控信号的输出类型为开关量输出时,通过NPN三极管、PNP三极管、或继电器输出,当所述监控信号的输出类型为模拟量输出时,输出电流为4~20mA、输出电压为0~10V。
7.根据权利要求1所述的抗酸碱全金属流量温度传感器,其特征在于,所述壳体包括上盖和下盖,所述下盖设有上部卡槽和下部卡槽2个卡槽,所述上部卡槽设有密封圈,所述下部卡槽设有密封垫,上盖与下盖通过过盈配合密封。
8.根据权利要求7所述的抗酸碱全金属流量温度传感器,其特征在于,所述固定支架设置于所述上盖中,所述固定支架为2个对称的塑胶件,所述塑胶件呈半椭圆状,在半椭圆的内壁上设有卡口,用来固定所述电路板,起到防振、屏蔽、抗干扰的作用。
9.根据权利要求7所述的抗酸碱全金属流量温度传感器,其特征在于,所述探头包括探棒和连接螺母,所述下盖中间设有圆孔,圆孔向下延伸有一个凸台,所述探棒穿过下盖中间的圆孔,通过过盈配合并用固定螺母固定。
10.根据权利要求9所述的抗酸碱全金属流量温度传感器,其特征在于,所述探棒顶部设有一个圆孔,所述圆孔中安装有用于增强产品抗干扰能力接地线,所述圆孔孔径≤1.5mm;优选的,所述探棒顶部设有台阶,台阶上设有密封圈,密封圈在探棒与下盖配合时起到密封的作用,探棒上设有2个卡槽,上部的卡槽通过与连接螺母间隙配合,再用卡簧固定;下部卡槽上设有密封圈,起到防水作用。

说明书全文

抗酸全金属流量温度传感器

技术领域

[0001] 本发明涉及仪器仪表行业中一种流体检测仪器,尤其涉及一种抗酸碱全金属流量温度传感器。

背景技术

[0002] 在现有技术中,对于流体的流量和温度检测是两个单独的产品。
[0003] 流量传感器用于流量监控系统中,当流速达到设定的流速值时,产生检测信号,用于启动连保护系统;它们的结构复杂笨重,安装困难,精度易受温度影响而变差,抗干扰能差,并且气体、液体不能通用。温度传感器用于显示温度和产生控制信号,数码管用于显示按键设定菜单状态。
[0004] 以上两种设备是自动化系统中最常用的,大多数系统中会同时用到这两类传感器,作为两个分别独立的设备,操作、维护和安装都比较繁琐,同时带来系统接线复杂和可靠性问题。常用的流量传感器或温度传感器,不具备对检测信号进行全自动化控制、报警、启动连锁保护系统等功能,而且大多已灌封为主,工艺复杂、成本高、维修不方便,耐腐蚀能力差,体积较大,造型不够美观。

发明内容

[0005] 为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种将流量传感器和温度传感器合二为一,具备温度传感器和流量传感器的所有功能,可靠性高、检测精度准确,抗干扰能力强,可对气体、液体等介质进行流量实时监控;采用过盈配合结构,不需灌封,防护等级可达IP68、IP69K食品卫生等级;壳体采用全金属材质,防腐耐用;结构简单,安装、维修方便,体积小、成本低,造型美观的抗酸碱全金属流量温度传感器。
[0006] 为达到上述目的,本发明的技术方案是:
[0007] 一种抗酸碱全金属流量温度传感器,包括壳体、探头和电气部分,所述电气部分设置在所述壳体内,所述电气部分包括检测单元、电路板、显示单元、外部控制单元,所述检测单元包括温度检测单元、流量检测单元,所述温度检测单元、流量检测单元安装于所述探头内;
[0008] 所述壳体包括,耐酸碱金属制备的外壳,以及绝缘材质制备的固定支架,所述固定支架嵌设于所述外壳的内腔中,所述固定支架具有用于安装所述电路板的安装部及容纳所述电路板的腔体。
[0009] 采用本技术方案的有益效果是:将流量传感器和温度传感器合二为一,具备温度传感器和流量传感器的所有功能,可靠性高、检测精度准确,抗干扰能力强,可对气体、液体等介质进行流量实时监控,壳体采用全金属材质,防腐耐用,并且可以做到很高的密封等级,无需再采用灌封工艺,结构简单,安装、维修方便,体积小、成本低,造型美观。固定支架的设计,提高了绝缘防护等级,同时具备抗震动、可靠性高等优点。采用金属外壳,就可以采用过盈配合结构,不需灌封,防护等级可达IP68、IP69K食品卫生等级。
[0010] 进一步的,所述电路板包括至少独立的两,所述固定支架的腔体为相互独立密封的上腔体和下腔体,所述电路板分别设置于所述上腔体和下腔体中,所述上下腔体中电路板之间的连接线通过以下结构设置:
[0011] 所述上下腔体上一体预埋连接线或金属柱,所述上下腔体中的电路板通过所述连接线连接,或在电路板上设置触点,所述上下腔体中的电路板通过所述触点与对应的金属柱接触而实现电连接;
[0012] 或在上下腔体之间的隔板上设置通孔及密封胶圈,再设置一条连接线穿过所述通孔及密封胶圈,所述上下腔体中的电路板通过所述连接线连接。
[0013] 进一步提高密封等级,延长使用寿命。金属柱与触点连接的方式,使得安装更加简单,同时提高了电连接接触面积,提高了电气可靠性。另外,固定的一体封装的金属柱具有高度的稳定性和抗震能力,克服了原来线连接容易松动、脱落、断线的问题,也可以取消接插件或焊 接工序,同时拆卸安装都更加方便快捷。
[0014] 进一步的,设置于所述电路板上的电路包括:
[0015] 输入端与所述温度检测单元输出端连接的温度滤波电路;所述温度滤波电路的输出信号输入给中央处理电路进行处理;
[0016] 输入端与流量检测单元输出端连接的差动放大器、输入端与所述差动放大器输出端连接流量滤波电路;所述流量滤波电路的输出信号输入给中央处理电路进行处理;
[0017] 作为数据处理器的中央处理电路,所述中央处理电路设有温度漂移补偿电路和电压范围学习电路;
[0018] D/A转换电路,所述D/A转换电路的输入端与所述中央处理电路的一个输出端连接,所述电压范围学习电路为所述D/A转换电路提供数字基准信号,所述D/A转换电路的输出端与基准电压模块的输入端连接,所述D/A转换电路将数字基准信号转换为模拟基准信号给基准电压模块;
[0019] 基准电压模块,其输出端与所述差动放大器连接,所述基准电压模块将模拟基准信号处理后,为差动放大器提供基准电压;
[0020] 显示驱动电路,其输入端与所述中央处理电路连接,其输出端分别设有温度输出端和流量输出端;所述显示驱动电路还设有陀螺仪或重力感应装置,可以根据需要,调整温度显示电路和流量显示电路上数字显示的方向;
[0021] 所述显示单元包括:
[0022] 温度显示电路,其输入端与所述温度输出端连接,并显示对应的温度检测信息;
[0023] 流量显示电路,其输入端与所述流量输出端连接,并显示对应的流量检测信息;
[0024] 所述温度检测单元、流量检测单元分别采集被测量介质的温度信号、流量信号传输到所述中央处理电路,经处理后数据分别通过所述温度显示电路、流量显示电路输出和/或显示数值信号。
[0025] 具有流量自动学习功能,所谓学习功能,主要是进行高低点学习, 通过高点和低点学习对测量设定一个范围,用户可以在这个范围内选择一个点作为开关点(阀值),如果达到开关点时会有信号输出;同时,如果检测介质低于或高于这个范围(也就是低于低点或高于高点)会进行报警。可以通过外部按键或远程调整来设置其阀值。进一步的,本发明还设有陀螺仪或重力感应装置,可以根据需要,调整显示模块上数字显示的方向,这样,传感器无论安装方位和安装位置如何,都可以通过调整数字显示方向,方便作业人员来读取数据,克服了现有技术中显示方向固定不变,某些安装位置读取参数不便的问题。
[0026] 进一步的,所述电路还包括:
[0027] 温度输出电路,其输入端与所述中央处理电路连接,其输出端与输出保护电路的一个输入端连接;
[0028] 流量输出电路,其输入端与所述中央处理电路连接,其输出端与输出保护电路的另一个输入端连接;
[0029] 输出保护电路,其输出端与所述中央处理电路的一个输入端连接,如果温度信号和/或流量信号超过设定值,将触发中央处理电路启动设置于其内部的保护电路。
[0030] 进一步的,所述电路还设有抗干扰模块。
[0031] 进一步的,所述中央处理电路分别对应流量输出和温度输出产生两路监控信号,当所述监控信号的输出类型为开关量输出时,通过NPN三极管、PNP三极管、或继电器输出,当所述监控信号的输出类型为模拟量输出时,输出电流为4~20mA、输出电压为0~10V。
[0032] 进一步的,所述壳体包括上盖和下盖,所述下盖设有上部卡槽和下部卡槽2个卡槽,所述上部卡槽设有密封圈,所述下部卡槽设有密封垫,上盖与下盖通过过盈配合密封。
[0033] 进一步的,所述固定支架设置于所述上盖中,所述固定支架为2个对称的塑胶件,所述塑胶件呈半椭圆状,在半椭圆的内壁上设有卡口,用来固定所述电路板,起到防振、屏蔽、抗干扰的作用。
[0034] 进一步的,所述探头包括探棒和连接螺母,所述下盖中间设有圆孔,圆孔向下延伸有一个凸台,所述探棒穿过下盖中间的圆孔,通过 过盈配合并用固定螺母固定。
[0035] 进一步的,所述探棒顶部设有一个圆孔,所述圆孔中安装有用于增强产品抗干扰能力接地线,所述圆孔孔径≤1.5mm;优选的,所述探棒顶部设有台阶,台阶上设有密封圈,密封圈在探棒与下盖配合时起到密封的作用,探棒上设有2个卡槽,上部的卡槽通过与连接螺母间隙配合,再用卡簧固定;下部卡槽上设有密封圈,起到防作用。
[0036] 进一步的,在所述壳体上还设有用于连接外部电缆的接插件,在某些实施例中,所述接插件包括固定于所述外壳上的连接部和一体密封封装于所述外壳上并位于所述连接部设有的腔体中的金属触点,所述金属触点由金属柱制成,并贯穿所述外壳与固定支架,并与所述电路板对应连接,所述外部电缆通过与所述连接部匹配的连接头活动连接,同时使外部电缆的各信号线与所述金属触点一一对应电连接。具体来说,在生产制备接插件时,先根据需要的对外连接的触点数量,制备相应数量的金属柱(一般选用柱,或铜柱等),然后在外壳安装连接部的位置及固定支架对应的位置钻孔,将金属柱逐一插入上述空中,使其穿过外壳及外壳内部的固定支架,然后用密封胶灌注密封金属柱与外壳及固定支架之间的缝隙,达到密封的目的,然后将连接部安装到位(一般连接部是一个带法兰的中空圆柱,法兰用于将连接部固定在外壳上(可以粘接或螺丝固定),圆柱的腔体将金属触点罩住,圆柱上设有用于与外部电缆的接插头匹配连接的螺纹或卡扣。
[0037] 为了更进一步优化上述密封方案,所述金属触点位于外壳外部的一侧的端面低于所述外壳的外表面,即每个金属触点都设置在一个圆形凹坑中(在安装时,将金属柱向外壳内部推移,使其外部表面沉入外壳的通孔中),与之对应,安装于外部电缆上的接插件上的金属探针,所述金属探针设有密封部件,所述密封部件为所述金属探针的柱体上包裹的绝缘防水的材料(如塑料、橡胶或其他具有弹性的绝缘材料制成),所述金属探针的顶端端面裸露,当所述金属探针一一对应插入所述金属触点所在的凹坑时,其端面与所述金属触点电连接,其 密封部件的一部分与所述凹坑外壁过盈配合,从而达到密封的目的,此时,即使整个传感器都置于导电介质中,也不影响使用。附图说明
[0038] 图1为本发明抗酸碱全金属流量温度传感器的原理框图
[0039] 图2为本发明抗酸碱全金属流量温度传感器的结构示意图。
[0040] 图3为本发明抗酸碱全金属流量温度传感器的剖视图。图4为本发明抗酸碱全金属流量温度传感器的爆炸图。
[0041] 其中:1.壳体 11.上盖 111.压合片 112.显示罩 113.按键 114.接插件 115塑胶件 12.下盖 121.密封圈 122.密封垫 2.电路部分 3.探头 31.探棒 311.密封圈312.卡簧 313.密封圈 32.连接螺母 21.电路板 22.检测单元

具体实施方式

[0042] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0043] 如图2及图3所示,一种抗酸碱全金属流量温度传感器,包括壳体1、探头3和电气部分2,所述电气部分2设置在所述壳体1内,所述电气部分2包括检测单元、电路板21、显示单元(显示屏112)、外部控制单元(按键113),所述检测单元包括温度检测单元和流量检测单元,所述温度检测单元、流量检测单元安装于所述探头内部,所述壳体1包括,耐酸碱金属制备的外壳,以及绝缘材质制备的固定支架(具体使用塑胶件115,也可以是其他绝缘材质,如橡胶制品、其它高分子聚合物等),所述固定支架嵌设于所述外壳的内腔中,所述固定支架具有用于安装所述电路板21的安装部及容纳所述电路板的腔体。
[0044] 采用本技术方案的有益效果是:将流量传感器和温度传感器合二为一,具备温度传感器和流量传感器的所有功能,可靠性高、检测精度准确,抗干扰能力强,可对气体、液体等介质进行流量实时监控,壳体采用全金属材质,防腐耐用,并且可以做到很高的密封等级,无需再采用灌封工艺,结构简单,安装、维修方便,体积小、成本低, 造型美观。固定支架的设计,提高了绝缘防护等级,同时具备抗震动、可靠性高等优点。采用金属外壳,就可以采用过盈配合结构,不需灌封,防护等级可达IP68、IP69K食品卫生等级。
[0045] 具体如图1、2、3所示,抗酸碱全金属流量温度传感器,包括壳体1、探头3和电气部分2,电气部分2设置在壳体1内,电气部分2包括温度检测单元、流量检测单元、差动放大、滤波电路、中央处理电路(一般可选用单片机、或其它集成电路及外围元件组成的数据处理电路)、基准电压模块、D/A转换、温度输出、流量输出、输出保护、显示驱动、温度显示、流量显示、外部控制、抗干扰模块、电源转换模块;其中根据需要,温度检测单元、流量检测单元、差动放大、滤波电路、单片机、基准电压模块、D/A转换、温度输出、流量输出、输出保护、显示驱动等电路设置在一块或两块或三块及以上电路板上,温度显示及流量显示可以集成在一块显示屏112上,也可以分别由两个显示屏显示。
[0046] 在实际应用中,所述壳体1可以采用上11盖和下盖12结合的结构,方便制作和安装,所述探头3包括探棒31和连接螺母32,所述探头3一端(上端)与下盖12连接,温度检测单元和流量检测单元安装在探头3的另一端(下端即自由端),连接螺母32在安装时起到固定、锁紧的作用。
[0047] 设置于所述电路板上的电路包括:
[0048] 输入端与所述温度传感器连接的温度检测单元、输入端与所述温度检测单元输出端连接的温度滤波电路;所述温度滤波电路的输出信号输入给单片机进行处理;
[0049] 输入端与所述流量传感器连接的流量检测单元、输入端与流量检测单元输出端连接的差动放大器、输入端与所述差动放大器输出端连接流量滤波电路;所述流量滤波电路的输出信号输入给单片机进行处理;
[0050] 作为数据处理器的单片机,所述单片机设有温度漂移补偿电路和电压范围学习电路;
[0051] D/A转换电路,所述D/A转换电路的输入端与所述单片机的一个输出端连接,所述电压范围学习电路为所述D/A转换电路提供数字基准信号,所述D/A转换电路的输出端与基准电压模块的输入端连接,所述D/A转换电路将数字基准信号转换为模拟基准信号给基准电压模块;
[0052] 基准电压模块,其输出端与所述差动放大器连接,所述基准电压模块将模拟基准信号处理后,为差动放大器提供基准电压;
[0053] 显示驱动电路,其输入端与所述单片机连接,其输出端分别设有温度输出端和流量输出端;所述显示驱动电路还设有陀螺仪或重力感应装置,可以根据需要,调整温度显示电路和流量显示电路上数字显示的方向;
[0054] 所述显示单元包括:
[0055] 温度显示电路,其输入端与所述温度输出端连接,并显示对应的温度检测信息;
[0056] 流量显示电路,其输入端与所述流量输出端连接,并显示对应的流量检测信息;
[0057] 所述温度检测单元、流量检测单元分别采集来自温度传感器和流量传感器的温度信号、流量信号传输到所述单片机,经处理后数据分别通过所述温度显示电路、流量显示电路输出和/或显示数值信号。
[0058] 如图1所示,电气部分的检测原理如下:
[0059] 温度检测单元用来检测被测介质的温度信号,通过滤波电路处理后将检测的温度信号传输给单片机;流量检测单元用来检测被测介质的流速和温度,流量检测单元内部的流速感应电阻和温度感应电阻与单片机连接,单片机输出数字信号给D/A转换模块,D/A转换模块将模拟信号传输给基准电压模块,流量检测模块与基准电压模块一起将信号传输给差动放大部分放大,经滤波电路处理后输给单片机,单片机再进行内部温度漂移补偿;电压范围学习装置连接于单片机,用于人工设置流量测试范围;单片机将采集的流量信号和温度信号进行换算处理后进行流量输出和温度输出,输出保护电路主要用来检测输出 信号大小,并将输出保护单元采集的输出信号反馈给单片机,单片机判断是否输出正常;同时,单片机通过串行通信输出给驱动显示单元,驱动显示单元输出信号给显示模块单元,通过数码管和LED灯对温度信号和流量信号进行显示;外部控制单元可以实现流量自动学习功能,可以通过按键学习和远程学习两种方式来实现;按键控制还可以用于学习校准流量高低点、开关点选择、温度单位选择等菜单设置和功能选择;远程学习功能同按键学习功能是一样的,区别在于远程学习是通过“接插件114”引出的远程线缆来实现高低点学习的,方便用户远距离操控。电源转换模块主要用来给各个单元提供所需要的电压;抗干扰模块用来防止电磁静电等干扰,提高产品的稳定性和可靠性。所述抗干扰模块主要是由一两个抗干扰元件组成,再在电路布局时采用一些增强抗干扰的技巧。抗干扰模块除去前面提到的金属外壳、塑胶件、接大地线外,在电路上主要是由磁珠和共模扼流圈来实现,再加上PCB布局上的运用了一些增强抗干扰的布局技巧,具体来说,在电源的输入端设有共模扼流圈,用来抑制电路中的共模干扰信号;同时,在扼流圈的后面并联一个磁珠,用来消除电路中的高频干扰信号;同时,电源单元与壳体连接并连接大地,以释放电路内部多余电荷和干扰,从而增强产品的抗干扰性能。
[0060] 进一步的,所述单片机分别对应流量输出和温度输出产生两路监控信号,当所述监控信号的输出类型为开关量输出时,通过NPN三极管、PNP三极管、或继电器输出,当所述监控信号的输出类型为模拟量输出时,输出电流为4~20mA、输出电压为0~10V。按输出方式分为,两线制和三线制输出。
[0061] 在必要的时候,所述电路还可以增设:
[0062] 温度输出电路,其输入端与所述单片机连接,其输出端与输出保护电路的一个输入端连接;
[0063] 流量输出电路,其输入端与所述单片机连接,其输出端与输出保护电路的另一个输入端连接;
[0064] 输出保护电路,其输出端与所述单片机的一个输入端连接,如果 温度信号和/或流量信号超过设定值,将触发单片机启动设置于其内部的保护电路。
[0065] 输出保护单元可以实现短路保护、反极性保护、过载保护等多种保护功能。
[0066] 温度显示单元采用3个七段数码管显示温度数值,温度显示通过菜单设置还可以进行正反向显示;流量显示单元采用10个LED显示流量,从左至右一字排列,用LED发光的数目来表示流量的大小。
[0067] 如图3所示,壳体1包括上盖11和下盖12,上盖11设有显示罩112、按键113、接插件114,显示罩112包括温度显示单元A和流量显示单元B,显示罩112从上盖内部通过压合片111固定,用来显示当前的流量和温度;按键113从壳体的表面装入,用来学习校准流量高低点、开关点选择、温度单位选择等菜单设置和功能选择;接插件114上设有密封圈,从上盖11侧面的圆孔伸入壳体,接插件114用来连接外接线缆,给电路部分供电的同时,还可以通过外接线缆来实现远程流量学习的功能;塑胶件115用来固定电路部分2,起到抗震、绝缘、抗干扰的作用。
[0068] 如图3所示,下盖12设有2个卡槽,上部卡槽上设有密封圈121,下部卡槽上设有密封垫122,密封圈121和密封垫122起到防水防尘的效果。双槽设计大大提高了密封性能,起到防水、防潮和防尘的作用,也容易提高防爆等级。下盖中间设有一个圆孔,圆孔向下延伸有一个凸台。如图3所示,探头3包括探棒31和连接螺母32,探棒≤10mm,顶部设有台阶,台阶上设有密封圈311,密封圈311在探棒31与下盖12配合时起到密封的作用,探棒上设有2个卡槽,上部的卡槽通过与连接螺母32间隙配合,再用卡簧312固定;下部卡槽上设有密封圈313,起到防水作用。
[0069] 壳体1包含上盖11和下盖12,上盖11和下盖12均采用金属材料制成,上盖11和下盖12之间通过过盈配合来固定,通过下盖12上的密封圈121和密封垫122来密封;探头3采用防腐蚀材料制成,防腐能力比较强,探棒31穿过下盖12中间的圆孔装入,在探棒31顶 部加密封圈,通过过盈配合固定,然后连接螺母32穿过探棒31与探棒上部的卡槽间隙配合,再用卡簧312固定,探棒下部的卡槽加密封圈防止安装时漏水。
[0070] 如表1所示,为本发明显示菜单。其中第一列为设置菜单,第二列为菜单功能注释,第三列为参数设置范围,第四列为设置范围的注释,备注说明菜单对象。表格最后一行为远程学习线设置,它只针对流量的学习功能,与菜单中的“高点学习”“低点学习”功能相同,目的是设定流量范围。此功能设置是方便用户,现场操作,用户只需将输出线中的white线与电源正极短接即可操作。
[0071] 其设置方法,参看图2,显示面板下部有两个按键,左边MODE/ENTER键为菜单设置和确认功能,每按一次菜单顺序显示在数码管上,右边LEARN/SET键为参数设定,用配合MODE/ENTER键,对相应菜单进行参数设置(同样在数码管上显示),参数确认再次按MODE/ENTER键。
[0072] 表1:
[0073]
[0074]
[0075] 上表中:
[0076] “SP1”温度开关点:设定好SP1后,当温度升高或超过SP1温度值时,输出端打开(常开),(常闭相反);当温度降低时,达到或低于SP1温度时,输出端关闭(常开),(常闭相反)。
[0077] “rp1”迟滞:设定好rP1后,当温度升高或超过SP1温度值时,输出端打开(常开),(常闭相反);当温度降低时,达到或低于rP1温度时,输出端关闭(常开),(常闭相反)。
[0078] “dIS”显示模式:在菜单“dIS”模式下,可以设定显示模式是“℃”还是“°F”。
[0079] “OU1”开关输出:在菜单“OU1”模式下,用户可以根据自己的需求设定流量温度同时常开、流量温度同时常闭、温度常开流量常闭、温度常闭流量常开4种模式。
[0080] “p_d”反向输出:在菜单“p_d”模式下,可以设定输出方式是正向显示还是反向显示,设置为“p”则为正向显示,设置为“d”则 为反向显示。
[0081] “SP”流量开关点:在系统设定的高点和低点之间,可以选择任意一点作为SP点,当流量达到或超过SP值时,输出端打开(常开),(常闭相反);当流量达到或低于SP时,输出端关闭(常开),(常闭相反)。
[0082] “rE”远程调节设定:在“rE”模式下,可以设定“远程调整”功能是否开启。如果选择“EN”,则可以通过远程线缆来进行高低点的学习;反之,选择“dEN”,则不能通过远程线缆来进行高低点的学习。
[0083] “HIF”高点学习:在“HIF”模式下,将介质流速调至系统所需的最大流速,对当前的流速进行学习和存储。
[0084] “LOF”低点学习:在“LOF”模式下,将介质流速调至系统所需的最小流速,对当前的流速进行学习和存储。
[0085] “FAC”恢复出厂设定:将所有菜单、数据的设定返回到出厂时的设定值。
[0086] “远程调整”:同按键学习功能是一样的,区别在于远程学习是通过“接插件114”引出的远程线缆来实现高低点学习、恢复出厂设置,方便用户远距离操控。
[0087] 在一些特殊场所,所述电路板包括至少独立的两块,所述固定支架的腔体为相互独立密封的上腔体和下腔体,所述电路板分别设置于所述上腔体和下腔体中,所述上下腔体中电路板之间的连接线通过以下结构设置:
[0088] 所述上下腔体上一体预埋连接线或金属柱,所述上下腔体中的电路板通过所述连接线连接,或在电路板上设置触点,所述上下腔体中的电路板通过所述触点与对应的金属柱接触而实现电连接;
[0089] 或在上下腔体之间的隔板上设置通孔及密封胶圈,再设置一条连接线穿过所述通孔及密封胶圈,所述上下腔体中的电路板通过所述连接线连接。
[0090] 本方案进一步提高密封等级,延长使用寿命。金属柱与触点连接 的方式,使得安装更加简单,同时提高了电连接接触面积,提高了电气可靠性。另外,固定的一体封装的金属柱具有高度的稳定性和抗震能力,克服了原来线连接容易松动、脱落、断线的问题,也可以取消接插件或焊接工序,同时拆卸安装都更加方便快捷。
[0091] 在另外一些实施例中,本发明还设有陀螺仪或重力感应装置,,可以根据需要,调整显示模块上数字显示的方向,这样,传感器无论安装方位和安装位置如何,都可以通过调整数字显示方向,方便作业人员来读取数据,克服了现有技术中显示方向固定不变,某些安装位置读取参数不便的问题。
[0092] 为了进一步提高产品的密封性能,在所述壳体上还设有用于连接外部电缆的接插件114,在某些实施例中,所述接插件114包括固定于所述外壳1上的连接部和一体密封封装于所述外壳1上并位于所述连接部设有的腔体中的金属触点,所述金属触点由金属柱制成,并贯穿所述外壳与固定支架,并与所述电路板对应连接,所述外部电缆通过与所述连接部匹配的连接头活动连接,同时使外部电缆的各信号线与所述金属触点一一对应电连接。具体来说,在生产制备接插件时,先根据需要的对外连接的触点数量,制备相应数量的金属柱(一般选用铜柱,或铜柱镀银等),然后在外壳安装连接部的位置及固定支架对应的位置钻孔,将金属柱逐一插入上述空中,使其穿过外壳及外壳内部的固定支架,然后用密封胶灌注密封金属柱与外壳及固定支架之间的缝隙,达到密封的目的,然后将连接部安装到位(一般连接部是一个带法兰的中空圆柱,法兰用于将连接部固定在外壳上(可以粘接或螺丝固定),圆柱的腔体将金属触点罩住,圆柱上设有用于与外部电缆的接插头匹配连接的螺纹或卡扣。
[0093] 为了更进一步优化上述密封方案,所述金属触点位于外壳外部的一侧的端面低于所述外壳的外表面,即每个金属触点都设置在一个圆形凹坑中(在安装时,将金属柱向外壳内部推移,使其外部表面沉入外壳的通孔中),与之对应,安装于外部电缆上的接插件上的金属探针,所述金属探针设有密封部件,所述密封部件为所述金属探针的柱 体上包裹的绝缘防水的材料(如塑料、橡胶或其他具有弹性的绝缘材料制成),所述金属探针的顶端端面裸露,当所述金属探针一一对应插入所述金属触点所在的凹坑时,其端面与所述金属触点电连接,其密封部件的一部分与所述凹坑外壁过盈配合,从而达到密封的目的,此时,即使整个传感器都置于导电介质中,也不影响使用。
[0094] 进一步的,所述电路还设有抗干扰模块。
[0095] 为了便于制作、安装和维护,所述壳体包括上盖和下盖,所述下盖设有上部卡槽和下部卡槽2个卡槽,所述上部卡槽设有密封圈,所述下部卡槽设有密封垫,上盖与下盖通过过盈配合密封。
[0096] 进一步的,所述固定支架设置于所述上盖中,所述固定支架为2个对称的塑胶件,所述塑胶件呈半椭圆状,在半椭圆的内壁上设有15个卡口(卡口的数量根据需要可以任意设定),用来固定所述电路板,起到防振、屏蔽、抗干扰的作用。如图4所示。
[0097] 进一步的,所述探头包括探棒和连接螺母,所述下盖中间设有圆孔,圆孔向下延伸有一个凸台,所述探棒穿过下盖中间的圆孔,通过过盈配合并用固定螺母固定。
[0098] 进一步的,所述探棒顶部设有一个圆孔,所述圆孔中安装有用于增强产品抗干扰能力接地线,所述圆孔孔径≤1.5mm;优选的,所述探棒顶部设有台阶,台阶上设有密封圈,密封圈在探棒与下盖配合时起到密封的作用,探棒上设有2个卡槽,上部的卡槽通过与连接螺母间隙配合,再用卡簧固定;下部卡槽上设有密封圈,起到防水作用。
[0099] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
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