接触式物体探头.pdf

本发明是一种接触式物体探头，可以探测液体、固体（包括颗粒状或粉末状）及各种混合物，由于本发明成功地解决了困扰人们多年粉末状和颗粒状物料用电子方法探测的难题。而且可以使用在电容式物位计不能工作的高静电环境。因此本探头可以制成多种物位仪表。
    本发明的特征在于：利用片状压电元件与其它物体接触时，其品质因数和谐振频率发生变化这一原理，通过鉴频或鉴幅的方法判断其存在。而且能根据片状压电元件频幅改变的程度判断物态。

    本发明实施要点如下：

    1、液体与液体混合物的探测

    当片状压电元件与液体接触时其谐振频率变化要比品质因数变化明显，所以可单独使用鉴频的方法制成探头。如图1所示。

    2、固体（包括颗粒状或粉末状）的探测

    当片状压电元件与固体接触时，其品质因数与谐振频率都发生显著变化，但前者最明显，甚至使振荡器停振，因此电路可设计成更易停振的形式，使之与固体物质有一定程度的接触时就停振，故使电路更简单、灵敏、可靠。如图2所示。

    3、本发明如果用于多点连续探测时可以共用一个振荡器，使电路进一步简化。如图3所示。

    4、如果被测物有腐蚀性，则探头必须除防腐材料或加装保护档片，以防与被测物体直接接触而被腐蚀。

    5、本发明是把“振荡发声”转用为“振荡传感”，因此所有能使片状压电元件产生自激振荡的电路都可用于本发明。现列举5个实施本发明的电路（这些电路已经多次优化，具有简单、可靠易制作的特点）。

    图4是接触截止型电路（指与物料接触）。图5是接触导通型电路。图6是使用带有反馈区的片状压电元件的液体传感电路。图7是可使用不带反馈区的片状压电元件的液体传感电路。图8是专用于插入式多点物位探测的电路，在某些场合可以直接代替电容式物位计，具有参数不飘移，介质变化不影响探测精度的特点，尤其实用于密度不均匀介质，探测精度可达5cm，由于本电路采用单一振荡源，所以不会出现各探头间的干扰。图9是探头示意图，其结构特点是保护档片中心部位有一突起与片状压电元件中心接触，并且由压缩弹簧提供一定的预压力，以保证压电片振荡时压电片不离开突起。这样既起到保护压电元件的作用又增加了探头检测灵敏度。其中：

    1-带突起的保护片;2-外壳;3-谐振腔;

    4-压电元件;5-压缩弹簧。