一种基于555时基电路的电容物位开关制造技术

本发明专利技术公开了一种基于555时基电路的电容物位开关，包括555时基电路，其输入端与物位罐体连接，测量电极与罐体外壳形成的电容与物量高度成正比关系，其输出端通过π型滤波网络电路后与主控制器的AD采集端连接，将555时基电路输出的方波进行滤波后传送至主控制器，主控制器通过AD端采集的电压值，判断物位的高度；主控制器的PWM输出端与555时基电路的触发端连接，555时基电路的输出端与主控制器连接，形成闭环回路；调试时，主控制器输出周期较大的PWM至555时基电路的触发端，并采集物料满仓下555时基电路输出端输出方波的周期及占空比，自我调节主控制器输出至555时基电路触发端的PWM，使555时基电路输出端输出的方波以达到电容物位开关测量的最佳信噪比。本发明专利技术实现了电容物位开关对不同介电常数的物料测量的自适应调节。应调节。应调节。

【技术实现步骤摘要】
一种基于555时基电路的电容物位开关


[0001]本专利技术涉及物料高度测量
，具体涉及一种基于555时基电路的电容物位开关。

技术介绍

[0002]现有的电容物位开关输出至555时基电路触发端的PWM周期固定，测量介电常数低的物料时，比如石化类产品，555时基电路的输出端的脉冲宽度过窄，以至于信噪比低，测量困难；测量介电常数高的物料时，比如盐水类产品，555时基电路的输出端的脉冲宽度过宽，以至于信号过量程，无法测量。因此实现应用中，需要针对不同被测物料调整电路参数，测量仪表适应性弱。
[0003]对于非导电液体，导电液体，含铁粉等不同物料的介电常数不同，引起的电容C变化不同，非导电液体的电容C变化很小，导电液体的电容C变化较大，铁粉的电容C变化很大，若采用固定周期测量非导电液体，则555时基电路的输出脉冲宽度过窄，测量效果差，测量含铁粉物料时，555时基电路的输出脉冲宽度过宽，甚至整个信号为高电平，无法测量。
[0004]目前，已知的可调节电容物位开关，需要手动调节电路参数，调节555时基电路触发端的脉冲周期，针对不同介电常数的物料，一般的解决方案则是根据工程师经验，手动调节，适应性弱。因此，现有的电容物位开关在针对不同介电常数的物料时，其适应性不强，并不能够针对不同介电常数的物料进行自适应调节。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出了一种基于555时基电路的电容物位开关；通过主控制器输出周期较大的PWM至555时基电路的触发端，并采集物料满仓下555时基电路输出端输出方波的周期及占空比，自我调节主控制器输出至555时基电路触发端的PWM，使555时基电路输出端输出的方波以达到电容物位开关测量的最佳信噪比，使得测量效果最佳；实现了电容物位开关对不同介电常数的物料测量的自适应调节，可有效的解决上述技术问题。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：一种基于555时基电路的电容物位开关，包括物位电容CX和控制器模块，所述的控制器模块包括主控制器，以及与主控制器连接的稳压电路和串行通信接口；所述的控制器模块还包括555时基电路，555时基电路的输入端与物位电容CX连接，555时基电路的输出端通过π型滤波网络电路后与主控制器的AD采集端连接，将555时基电路输出的方波进行滤波后传送至主控制器，主控制器通过AD采集端采集的电压值，判断物位的高度；主控制器的PWM输出端与555时基电路的触发端连接，555时基电路的输出端与主控制器连接，形成闭环电路；主控制器输出周期较大的PWM至555时基电路的触发端，并采集物料满仓下555时基电路输出端输出方波的周期及占空比，自我调节主控制器输出至555时基电路触发端的PWM，使555时基电路输出端输出的方波以达到电容物位开关测量的最佳信噪比。
[0007]进一步的，所述的主控制器输出周期较大的PWM至555时基电路的触发端，并采集
物料满仓下555时基电路输出端输出方波的周期及占空比，自我调节主控制器输出至555时基电路触发端的PWM，使555时基电路输出端输出的方波以达到电容物位开关测量的最佳信噪比。
[0008]进一步的，所述555时基电路输出端输出方波的占空比为30%
‑
50%。
[0009]进一步的，所述555时基电路输出端输出方波的占空比为40%时，可达到适应性最好的最佳测量效果。
[0010]进一步的，所述的最佳信噪比的计算公式为：（1）式中Psignal所指为有用信号功率（Power of Signal）与Pnoise杂讯功率（Power of Noise），A为振幅（Amplitude）。
[0011]进一步的，所述的π型滤波网络电路包括依次串联连接在555时基电路的输出端的电阻R24，电感L3，电阻R14，以及接在电阻R24和电感L3之间的电容C14，接在电感L3和电阻R14之间的电容C15，和接在电阻R14另一端的电阻R15；电容C14、电容C15和电阻R15的另一端接地。
[0012]进一步的，所述的稳压电路与电源电路连接；所述的电源电路采用电压转换芯片LM317，将24的电源转换成7.5V的电压；所述的稳压电路采用稳压芯片LT1117，将7.5V的电压稳压成3.3V的电压为整个电路提供VCC电源。
[0013]进一步的，所述的主控制器通过接口连接有显示电路，所述的显示电路包括LCD液晶显示器和按键电路；所述的主控制器通过串行通讯接口JP11与显示模块JP1、JP12连接，显示模块JP1、JP12与LCD显示屏电路连接。
[0014]进一步的，所述按键电路包括按键KEY1、按键KEY2和按键KEY3，按键KEY1、按键KEY2和按键KEY3分别与显示模块JP1连接，用于对自适应电容物位开关进行标定设置，使用者按下相对应的按键即可进行设置。
[0015]进一步的，所述的主控制器通过DBUG接口与仿真器连接。
[0016]进一步的，所述的主控制器通过串行通讯接口JP22与继电器控制模块JP2连接，继电器控制模块JP2与继电器控制电路连接，所述的继电器控制电路通过RELAY接口外接继电器。
[0017]有益效果本专利技术提出的一种基于555时基电路的电容物位开关，与传统的现有技术相比较，其具有以下有益效果：（1）本技术方案通过主控制器、555时基电路和π型滤波网络电路的相互配合，主控制器输出周期较大的PWM至555时基电路的触发端，并采集物料满仓下555时基电路输出端输出方波的周期及占空比，自我调节主控制器输出至555时基电路触发端的PWM，使555时基电路输出端输出的方波以达到电容物位开关测量的最佳信噪比，使得测量效果最佳；实现了电容物位开关对不同介电常数的物料测量的自适应调节。电容物位开关对不同介电常数介质的测量，无需手动调节，可自适应调节，适应性强，有效性高。
[0018]（2）本技术方案中主控制器输出非固定周期的PWM，根据测量对象进行自适应调
节，脉冲宽度适中，信噪比高，测量效果最佳。
[0019]（3）本技术方案适用于各种介电常数介质的测量，适应性强，操作方便，避免频繁调节的不便。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的整体电路示意框图。
[0021]图2为本专利技术自适应调节的工作状态流程图。
[0022]图3为本专利技术中主控制器U5部分的电路连接示意图。
[0023]图4为本专利技术中555定时器和π型滤波网络电路的连接示意图。
[0024]图5为本专利技术中电源电路V1部分的电路连接示意图。
[0025]图6为本专利技术中稳压电路V2部分的电路连接示意图。
[0026]图7为本专利技术中显示电路的连接示意图。
[0027]图8为本专利技术中继电器控制电路的连接示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于555时基电路的电容物位开关，包括物位电容CX和控制器模块，所述的控制器模块包括主控制器，以及与主控制器连接的稳压电路和串行通信接口；其特征在于：所述的控制器模块还包括555时基电路，555时基电路的输入端与物位电容CX连接，555时基电路的输出端通过π型滤波网络电路后与主控制器的AD采集端连接，将555时基电路输出的方波进行滤波后传送至主控制器，主控制器通过AD采集端采集的电压值，判断物位的高度；主控制器的PWM输出端与555时基电路的触发端连接，555时基电路的输出端与主控制器连接，形成闭环电路；主控制器输出周期较大的PWM至555时基电路的触发端，并采集物料满仓下555时基电路输出端输出方波的周期及占空比，自我调节主控制器输出至555时基电路触发端的PWM，使555时基电路输出端输出的方波以达到电容物位开关测量的最佳信噪比。2.根据权利要求1所述的一种基于555时基电路的电容物位开关，其特征在于：所述的主控制器输出周期较大的PWM至555时基电路的触发端，并采集物料满仓下555时基电路输出端输出方波的周期及占空比，自我调节主控制器输出至555时基电路触发端的PWM，使555时基电路输出端输出的方波以达到电容物位开关测量的最佳信噪比。3.根据权利要求1或2所述的一种基于555时基电路的电容物位开关，其特征在于：所述555时基电路输出端输出方波的占空比为30%
‑
50%。4.根据权利要求3所述的一种基于555时基电路的电容物位开关，其特征在于：所述555时基电路输出端输出方波的占空比为40%时，可达到适应性最好的最佳测量效果。5.根据权利要求1所述的一种基于555时基电路的电容物位开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘虎，赵俊杰，陈明照，路璐，李烨，吴俊，黎尚哲，唐圣辉，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：