專利名稱：一種無線脈沖時域反射物位計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及物位測量裝置，尤其涉及一種基于脈沖時域反射技術(shù)的無線 物位計。
背景技術(shù)：
脈沖時域反射物位計由于測量精度高，維護量少，適用面廣，測量不受溫度、 壓力、泡沫、蒸汽、粉末、介質(zhì)特性和容器形狀的影響等眾多優(yōu)點，在石油、 化工、水利、冶金、電力、建材等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
脈沖時域反射物位計通常在比較惡劣的工礦下應(yīng)用，例如無人值守的野外、 幾十米高的灌頂、環(huán)境嘈雜的廠礦。布線成本高，維護的難度大、成本高，人 工工作量大、危險性高。
到目前為止，尚無一款脈沖時域反射物位計產(chǎn)品支持設(shè)備本身的遠程調(diào)試、 遠程維護，遠程重配置和遠程升級。

實用新型內(nèi)容
本實用新型就是針對上述問題，提供了一種具備遠程調(diào)試、遠程維護，遠程 重配置和遠程升級功能的無線脈沖時域反射物位計。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型包括如下技術(shù)方案 一種無線脈沖時域 反射物位計，包括依次連接的脈沖時域物位測量模塊IC1，信號處理模塊IC2和
GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3，所述信號處理模塊IC2和GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3之 間通過串行通信接口連接。所述信號處理模塊IC2包括中央處理單元IC4，所述中央處理單元IC4分別 連接有JTAG配置電路和時鐘源電路；所述脈沖時域物位測量模塊IC1與中央處 理單元IC4之間連接有數(shù)模轉(zhuǎn)換電路IC5;所述中央處理單元IC4通過串行通信 接口與GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3連接。
所述GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3包括依次連接的SIM卡電路和GPRS控制器 IC6，所述GPRS控制器IC6與通過串行通信接口與信號處理模塊IC2連接。
所述脈沖時域物位測量模塊IC1包括時鐘模塊、發(fā)射脈沖產(chǎn)生模塊、耦合 網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)波纜、采樣脈沖產(chǎn)生模塊、采樣保持電路模塊、濾波/放大電路模塊； 所述時鐘電路通過發(fā)射脈沖產(chǎn)生模塊與耦合網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)波纜依次連接；所述時鐘 電路通過采樣脈沖產(chǎn)生模塊與采樣保持電路模塊、濾波/放大電路模塊、模擬輸 出端口依次連接；所述耦合網(wǎng)絡(luò)與采樣保持電路模塊連接。
所述中央處理單元IC4為基于Flash架構(gòu)的MSP430控制器。
所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路IC5為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD78123。
所述GPRS控制器IC6為GPRS Modem。
所述時鐘源電路包括32768Hz晶振和8MHz晶振。
系統(tǒng)采用太陽能電池或24V直流電或220V交流供電，太陽能電池為普通的 具有儲電功能的太陽能電池，包括太陽能電池板和蓄電池兩個基本單元。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:本實用新型采用信號處理模塊IC2和GPRS 數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3，使得物位計具有遠程調(diào)試、遠程維護，遠程重配置和遠程升 級功能，其體積小、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強、應(yīng)用靈活，可以應(yīng)用在無人值守 的野外、幾十米高的灌頂、環(huán)境嘈雜的廠礦，不僅可以降低布線、維護成本， 減少人工工作量，避免人員傷害。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型脈沖時域物位測量模塊IC1結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實用新型信號處理模塊IC2結(jié)構(gòu)原理圖； 圖4為本實用新型GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3結(jié)構(gòu)原理圖； 圖5為本實用新型信號處理模塊IC2電路圖； 圖6為本實用新型GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3電路圖。
具體實施方式
圖1 圖6中IC1為脈沖時域物位測量模塊，IC2為信號處理模塊，IC3為 GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊，IC4為中央處理單元，IC5為數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，IC6為GPRS 控制器，l為時鐘模塊，2為發(fā)射脈沖產(chǎn)生模塊，3為耦合網(wǎng)絡(luò)，4為導(dǎo)波纜，5 為采樣脈沖產(chǎn)生模塊，6為采樣保持電路模塊，7為濾波/放大電路模塊，8為 JTAG配置電路，9為時鐘源電路，10為S頂卡電路。
圖1為本實用新型的實施例結(jié)構(gòu)框圖，它包括脈沖時域物位測量模塊IC1、 信號處理模塊IC2、 GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3三大部分。IC2通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集 IC1的測量結(jié)果，并通過串行通信接口，包括異步串行通信接口或者SPI接口、 IIC接口與IC3連接。
圖2為脈沖時域物位測量模塊IC1結(jié)構(gòu)原理圖，釆用傳統(tǒng)脈沖時域反射物位 結(jié)構(gòu)，包括時鐘模塊1、發(fā)射脈沖產(chǎn)生模塊2、耦合網(wǎng)絡(luò)3、導(dǎo)波纜4、采樣脈 沖產(chǎn)生模塊5、采樣保持電路模塊6、濾波/放大電路模塊7。時鐘模塊l產(chǎn)生兩 路差頻時鐘；其中一路用于控制發(fā)射脈沖產(chǎn)生模塊2，另外一路用于控制采樣脈 沖產(chǎn)生模塊5;發(fā)射脈沖產(chǎn)生模塊生成的脈沖經(jīng)耦合網(wǎng)絡(luò)3傳輸?shù)綄?dǎo)波纜4，信號在導(dǎo)波纜4中傳輸，遇到物位面產(chǎn)生反射，發(fā)射脈沖和反射脈沖疊加被采樣 保持電路模塊6采集，并經(jīng)濾波/放大電路模塊7進行平滑和放大處理。
圖3為信號處理模塊IC2結(jié)構(gòu)原理圖，包括中央處理單元IC4、數(shù)模轉(zhuǎn)換電 路IC5、 JTAG配置電路8和時鐘源電路9。中央處理單元IC4是信號處理模塊 IC2的核心，也是整個系統(tǒng)的核心，該模塊采用基于Flash構(gòu)架的MSP430為控 制器，MSP430內(nèi)置UART模塊和各種運算、存儲單元，可以實現(xiàn)信號處理和UART 通信。IC5由普通的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成，本實用新型采用并行控制的高速低功耗 數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7813。JTAG配置電路8用于對中央處理單元IC4進行在線編程、 在線調(diào)試；時鐘源電路9用于給中央處理單元IC4提供工作時鐘。中央處理單 元IC4可以通過UART進行調(diào)試、配置和升級。
圖4為GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3結(jié)構(gòu)原理圖，包括GPRS控制器IC6和SIM卡 電路IO。本實用新型采用BENQ M22 GPRS Modem作為GPRS控制器工C6。
圖5為可配置的信號處理模塊IC2電路圖，中央處理單元IC4采用低功耗單 片機MSP430、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路IC5采用并行控制的高速低功耗數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 AD7813、時鐘源電路9采用一個32768Hz晶振和一個脂Hz品振，JTAG配置電路 8用于對IC4進行在線編程、在線調(diào)試。系統(tǒng)預(yù)留TXD和RXD端口 ，用于和GPRS 數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3進行通信。
圖6為GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3的電路圖，包括GPRS控制器BENQ M22 GPRS Modem、 SIM卡卡座電路。
權(quán)利要求1. 一種無線脈沖時域反射物位計，其特征在于包括依次連接的脈沖時域物位測量模塊IC1，信號處理模塊IC2和GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3，所述信號處理模塊IC2和GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3之間通過串行通信接口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線脈沖時域反射物位計，其特征在于所述信號處理模塊IC2包括中央處理單元IC4，所述中央處理單元IC4分別連接有JTAG配置電路(8)和時鐘源電路(9);所述脈沖時域物位測量模塊IC1與中央處理單元IC4之間連接有數(shù)模轉(zhuǎn)換電路IC5;所述中央處理單元IC4通過串行通信接口與GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線脈沖時域反射物位計，其特征在于:所述GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊IC3包括依次連接的SIM卡電路(10)和GPRS控制器IC6，所述GPRS控制器IC6與通過串行通信接口與信號處理模塊IC2連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項所述無線脈沖時域反射物位計，其特征在于所述脈沖時域物位測量模塊IC1包括時鐘模塊(1)、發(fā)射脈沖產(chǎn)生模塊(2)、耦合網(wǎng)絡(luò)(3)、導(dǎo)波纜(4)、采樣脈沖產(chǎn)生模塊(5)、采樣保持電路模塊(6)、濾波/放大電路模塊(7);所述時鐘電路(1)通過發(fā)射脈沖產(chǎn)生模塊(2)與耦合網(wǎng)絡(luò)(3)、導(dǎo)波纜(4)依次連接；所述時鐘電路(1)通過采樣脈沖產(chǎn)生模塊(5)與采樣保持電路模塊(6)、濾波/放大電路模塊(7)、模擬輸出端口依次連接；所述耦合網(wǎng)絡(luò)(3)與采樣保持電路模塊(6)連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述無線脈沖時域反射物位計，其特征在于所述中央處理單元IC4為基于Flash架構(gòu)的MSP430控制器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述無線脈沖時域反射物位計，其特征在于所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路IC5為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD7813。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述無線脈沖時域反射物位計，其特征在于所述GPRS控制器IC6為GPRS Modem。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述無線脈沖時域反射物位計，其特征在于所述時鐘源電路(9)包括32768Hz晶振和8MHz晶振。
專利摘要本實用新型公開了一種脈沖時域反射物位測量裝置，包括脈沖時域反射物位測量模塊、可配置的信號處理模塊、GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊三大部分。信號處理模塊通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集物位測量模塊的測量結(jié)果，并通過異步串行通信接口(UART)與GPRS數(shù)據(jù)遠傳模塊連接。脈沖時域反射物位測量模塊采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括時鐘電路、窄脈沖產(chǎn)生電路、耦合電路、采樣保持電路、濾波放大電路?？膳渲玫男盘柼幚砟K包括MCU主控電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、JTAG配置電路和時鐘源電路。本實用新型具有遠程調(diào)試、遠程維護、遠程升級能力，無需架設(shè)導(dǎo)線連接、安裝方便，測量精度高、體積小、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強、應(yīng)用靈活。
文檔編號G01F23/28GK201285313SQ20082020432
公開日2009年8月5日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者陳小忠 申請人:廣州易茂科技發(fā)展有限公司