專利名稱：雙極射頻導納料位開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種料位測量開關，特別是一種雙極射頻導納料位開關。
背景技術：
在鋁行業(yè)，對于電解槽本體料倉料位的測量，大多采用"阻旋式 料位開關、電容式料位開關"等。由于電解槽在生產(chǎn)過程中的環(huán)境條 件十分惡劣，存在高溫、高粉塵、強電磁場、強振動、強HF氣體腐 蝕等，嚴重影響了料位開關的可靠性和使用壽命，導致料位開關的故 障率較高，損壞量大，生產(chǎn)維護檢修費用高，嚴重制約了電解槽的技 術指標的優(yōu)化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫、耐粉塵、耐強電磁場、耐 強振動、耐腐蝕，可靠性高，使用壽命長的雙極射頻導納料位開關， 以克服現(xiàn)有技術的不足，優(yōu)化電解鋁生產(chǎn)過程中電解槽的技術指標， 提高電解鋁的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低維護、檢修成本費用，為電解槽的穩(wěn) 產(chǎn)、高產(chǎn)提供保障。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的包括主測量桿(1)、電子單元(2)，在主 測量桿(1)上裝有輔助測量桿(3)，輔助測量桿(3)、主測量桿(1)與電子單元(2)相連。
在電子單元(2)與輔助測量桿(3)、主測量桿(1)之間的測量
電路上設置有氣體放電回路(4)。
在主測量桿(1)、輔助測量桿(3)的尾部設置有隔熱區(qū)(5)。 在主測量桿(1)、輔助測量桿(3)的外表面有絕緣層(6)。 主測量桿(1)、輔助測量桿(3)為不銹鋼材質(zhì)。 絕緣層(6)為高鋁陶瓷。
輔助測量桿(3)、主測量桿(1)直接與電子單元(2)相連。 輔助測量桿(3)、主測量桿(1)也可用屏蔽軟芯電纜(7)與電 子單元(2)相連。
電子單元(2)由鋁制外殼與裝在外殼內(nèi)的電路板構成，在外殼 的端頭上設有電源插頭、接線端子，在電路板上布有高頻電路、電橋 電路、檢測放大電路、整形電路、輸出電路，其中高頻電路由晶體振 蕩器(M)、驅(qū)動器(Al)構成，電橋電路由PAD電容(Cl)、探頭電 容(C2)、可調(diào)電容(C3)、線圈(L)構成，檢測放大電路由放大器
(A2)構成，整形電路由解調(diào)器(E)構成，輸出電路由放大器(A3)、 繼電器(K)構成；振蕩器(M)連接驅(qū)動器(A)，驅(qū)動器(A)連接 線圈(L)的輸入端，探頭電容(C2)與可調(diào)電容(C3)串連，與PAD 電容(Cl)并聯(lián)；PAD電容(Cl)通過導線連接輔助測量桿(3)、主 測量桿(1);放大器(A2)通過導線連接輔助測量桿(3);解調(diào)器(E) 的輸入端連接線圈(L)的輸出端，輸出端連接放大器(A3),放大器
(A3)的輸出端連接繼電器(K)，繼電器(K)連接輸出接口。射頻導納的含義是電學中阻抗的倒數(shù)，它由電阻性成分、電容性 成分、感性成分綜合而成，而射頻即為高頻無線電波譜，故射頻導納 可以理解為用高頻無線電波測量導納。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明除了具有傳統(tǒng)射頻導納料位開關的特點
之外還具有耐HF腐蝕、耐高溫、耐沖刷、抗電磁干擾、抗靜電、防 掛料和抗強振動影響的特點，而且運行穩(wěn)定、可靠，故障率低，使用
壽命長，其使用壽命是現(xiàn)有技術中阻旋式料位開關的2倍以上；使得
單臺采購費用大大降低，大大降低了維護、檢修的備件費用，減少了
電解鋁生產(chǎn)的成本，按每年減少料位開關的消耗100臺計算，年節(jié)約 備件費用50萬元以上，經(jīng)濟效益十分可觀。本產(chǎn)品不僅應用于鋁行 業(yè)的物料測量，還可在石化、冶金、電力、能源、水泥等其他行業(yè)推 廣應用。
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圖l為本發(fā)明的結構示意圖2為本發(fā)明的測量原理示意圖3為本發(fā)明的電路原理圖4為本發(fā)明的另一種連接結構示意圖5為電子單元與外部設備的連接示意圖。
具體實施例方式
具體實施例方式如圖1所示，包括作為主測量極的主測量桿1 與電子單元2，在主測量桿1上裝有作為輔助測量極的輔助測量桿3， 輔助測量桿3與主測量桿1構成獨立的測量回路，消除了傳統(tǒng)射頻導納料位開關受振動引起安裝部位接觸不良的問題，很好的解決了使用 環(huán)境振動大帶來的測量誤差，提高了測量的可靠性，使料位開關運行
更加穩(wěn)定，動作更加可靠。電子單元2由鋁制外殼與裝在外殼內(nèi)的電 路板構成，在外殼的端頭上設有電源插頭、接線端子，在電路板上布 有高頻電路、電橋電路、檢測放大電路、整形電路、輸出電路，其中 高頻電路由晶體振蕩器M、驅(qū)動器A1構成，電橋電路由PAD電容C1、 探頭電容C2、可調(diào)電容C3、線圈L構成，檢測放大電路由放大器A2 構成，整形電路由解調(diào)器E構成，輸出電路由放大器A3、繼電器K 構成；振蕩器M連接驅(qū)動器A，驅(qū)動器A連接線圈L的輸入端，探頭 電容C2與可調(diào)電容C3串連，與PAD電容C1并聯(lián)；PAD電容C1通過 導線連接輔助測量桿3、主測量桿l;放大器A2通過導線連接輔助測 量桿3;解調(diào)器E的輸入端連接線圈L的輸出端，輸出端連接放大器 A3，放大器A3的輸出端連接繼電器K，繼電器K連接輸出接口，輸
出接口與外部用于顯示或指示物料的顯示器或指示燈相連。電子單元 2通過設置在其外殼上的電源插頭外接220V市電，并通過接線端子 與主測量桿1、輔助測量桿3連接為一體。
為克服輔助測量桿3、主測量桿1所帶電荷對電子單元2的干擾 和沖擊，保護電子單元2不受電解槽或倉壁帶電的影響，以延長產(chǎn)品 壽命、提高可靠性，在電子單元2與輔助測量桿3、主測量桿l之間 的測量電路上設置有氣體放電回路4。在主測量桿1、輔助測量桿3 的外表面設有高鋁陶瓷材質(zhì)的絕緣層6，并且主測量桿1、輔助測量 桿3采用不銹鋼材質(zhì)制作，這樣不但不會對電解槽氧化鋁產(chǎn)生污染，同時也不會受到HF腐蝕，耐HF腐蝕，更為重要的是料位開關在長期 工作后工作點設定點不會變化，不易產(chǎn)生誤動作。
在主測量桿l、輔助測量桿3的尾部還設置有隔熱區(qū)5，這樣就 使得測量介質(zhì)或倉壁的溫度是通過熱傳導傳送到電子單元2，防止電 子單元2過熱，可耐高溫，提高其使用壽命。
為適應不同的使用場合，本發(fā)明也可設計為分體式，將輔助測量 桿3、主測量桿1用屏蔽軟芯電纜7與電子單元2相連，其結構如圖 4所示。其接線方式與上述的一體化結構完全相同，即主測量桿l與 電子單元2的1弁紅色接線端子相連，輔助測量桿3與電子單元2的 2#黑色端子相連。
本發(fā)明的工作原理類似于電容式料位開關，但又不完全相同。使 用時，如圖2、圖3所示，安裝通電后，晶體振蕩器M進入工作狀態(tài)， 產(chǎn)生一個由被檢測物料8的導納值決定的頻率信號，這個頻率信號與 被檢測物料8的導納值成反比。當電解槽9內(nèi)無物料8時，輸出電路 無信號輸出；當電解槽9內(nèi)裝滿物料8時，主測量桿l、輔助測量桿 3與物料8接觸，主測量桿l、輔助測量桿3與電解槽壁間的阻抗改 變，并經(jīng)檢測放大電路送入電橋電路，使電橋電路失衡，產(chǎn)生的信號 經(jīng)整形電路、輸出電路由輸出接口輸出到外部用于顯示或指示物料的 顯示器或指示燈中。當主測量桿1上粘結物料或是有物料掛壁時，主 測量桿l無信號輸出。
權利要求
1. 一種雙極射頻導納料位開關，包括主測量桿(1)、電子單元(2)，其特征在于在主測量桿(1)上裝有輔助測量桿(3)，輔助測量桿(3)、主測量桿(1)與電子單元(2)相連。
2、 根據(jù)權利要求1所述的雙極射頻導納料位開關，其特征在于 在電子單元(2)與輔助測量桿(3)、主測量桿(1)之間的測量電路 上設置有氣體放電回路(4)。
3、 根據(jù)權利要求1所述的雙極射頻導納料位開關，其特征在于在主測量桿(1)、輔助測量桿(3)的尾部設置有隔熱區(qū)(5)。
4、 根據(jù)權利要求1所述的雙極射頻導納料位開關，其特征在于在主測量桿(1)、輔助測量桿(3)的外表面有絕緣層(6)。
5、 根據(jù)權利要求1所述的雙極射頻導納料位開關，其特征在于-主測量桿(1)、輔助測量桿(3)為不銹鋼材質(zhì)。
6、 根據(jù)權利要求4所述的雙極射頻導納料位開關，其特征在于 絕緣層(6)為高鋁陶瓷。
7、 根據(jù)權利要求1所述的雙極射頻導納料位開關，其特征在于: 輔助測量桿(3)、主測量桿(1)直接與電子單元(2)相連。
8、 根據(jù)權利要求1所述的雙極射頻導納料位開關，其特征在于:輔助測量桿(3)、主測量桿(1)也可用屏蔽軟芯電纜(7)與電子單 元(2)相連。
9、 根據(jù)權利要求1所述的雙極射頻導納料位開關，其特征在于:電子單元(2)由鋁制外殼與裝在外殼內(nèi)的電路板構成，在外殼的端 頭上設有電源插頭、接線端子，在電路板上布有高頻電路、電橋電路、 檢測放大電路、整形電路、輸出電路，其中高頻電路由晶體振蕩器(M)、 驅(qū)動器(Al)構成，電橋電路由PAD電容(Cl)、探頭電容(C2)、可 調(diào)電容(C3)、線圈(L)構成，檢測放大電路由放大器(A2)構成， 整形電路由解調(diào)器(E)構成，輸出電路由放大器(A3)、繼電器(K) 構成；振蕩器(M)連接驅(qū)動器(A)，驅(qū)動器(A)連接線圈(L)的 輸入端，探頭電容(C2)與可調(diào)電容(C3)串連，與PAD電容(Cl) 并聯(lián)；PAD電容(Cl)通過導線連接輔助測量桿(3)、主測量桿(1); 放大器(A2)通過導線連接輔助測量桿(3);解調(diào)器(E)的輸入端 連接線圈(L)的輸出端，輸出端連接放大器(A3)，放大器(A3)的 輸出端連接繼電器(K)，繼電器(K)連接輸出接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙極射頻導納料位開關，包括主測量桿1、電子單元2，在主測量桿1上裝有輔助測量桿3，輔助測量桿3、主測量桿1與電子單元2相連。本發(fā)明具有耐HF腐蝕、耐高溫、耐沖刷、抗電磁干擾、抗靜電、防掛料和抗強振動影響等特點，運行穩(wěn)定、可靠，故障率低，使用壽命長，大大降低了維護、檢修的備件費用，減少了電解鋁生產(chǎn)的成本，按每年減少料位開關的消耗100臺計算，年節(jié)約備件費用50萬元以上，經(jīng)濟效益十分可觀，本產(chǎn)品不僅應用于鋁行業(yè)的物料測量，還可在石化、冶金、電力、能源、水泥等其他行業(yè)推廣應用。
文檔編號G05D9/00GK101236437SQ20071007762
公開日2008年8月6日 申請日期2007年1月31日 優(yōu)先權日2007年1月31日
發(fā)明者偉 任, 劉澤生, 權 居, 勇 張, 張?zhí)? 檣 李, 楊代松, 池文勝, 潘曉安 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司