专利名称：一种两线制变送器及其抗干扰电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工业过程控制领域，尤其涉及一种两线制变送器及其抗干扰电路。
背景技术：
目前，变送器在工业过程控制领域中应用广泛，随着微电子技术和传感技术的快速发展，变送器的测量精度和稳定性等性能指标得到了明显的提高。然而，工业现场环境的复杂性是影响变送器性能的主要因素，因此，在变送器的开发过程中，必须充分考虑各种环境因素的影响，其中包括常见的雷击和电源干扰问题雷击时电源线上感应的电压浪涌会直接导致变送器损坏，在雷击多发地区该问题尤为明显；电源干扰是影响变送器测量精度和稳定性的主要原因之一，普遍存在于各种工业现场。·
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于两线制变送器的抗干扰电路，旨在提高现有变送器的性能，降低雷击和电源干扰等问题对变送器性能的影响。为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是一种用于两线制变送器的抗干扰电路，包括连接在所述两线制变送器的正电源线和负电源线之间，对雷击感应的电压浪涌等形成电流回路进行保护的防浪涌�？椋挥胨龇览擞磕？榈牧礁鍪涑龆讼嗔运龇览擞磕？槭涑龅男藕沤新瞬ù淼牡谝患堵瞬ㄆ鳎挥胨龅谝患堵瞬ㄆ鞯牧礁鍪涑龆讼嗔种扑龅谝患堵瞬ㄆ魇涑鲂藕诺慕涣鞑钅８扇诺牡诙堵瞬ㄆ鳎挥胨龅诙堵瞬ㄆ鞯牧礁鍪涑龆讼嗔站龇览擞磕？榇砗蟛杏嗟睦擞磕芰考暗缭此布渫ǘ喜乃蔡叩缪沟墓贡；つ？�。具体地，所述防浪涌�？榘ㄆ宸诺绻躎U11、气体放电管TU12、气体放电管TU13、压敏电阻VDR11、压敏电阻VDR12和压敏电阻VDR13 ;所述压敏电阻VDRll的第一端接所述两线制变送器的正电源线，所述压敏电阻VDRll的第二端接所述气体放电管TUll的第一端，所述压敏电阻VDR12的第一端接所述两线制变送器的负电源线，所述压敏电阻VDR12的第二端接所述气体放电管TU12的第一端，所述气体放电管TUll的第二端与所述气体放电管TU12的第二端接地，所述气体放电管TU13的第一端接所述两线制变送器的正电源线、作为所述防浪涌模块的第一输出端，所述气体放电管TU13的第二端接所述压敏电阻VDR13的第一端，所述压敏电阻VDR13的第二端接所述两线制变送器的负电源线、作为所述防浪涌模块的第二输出端。具体地，所述第一级滤波器包括电阻R21、电阻R22、电容C21和电容C22 ;所述电阻R21的第一端接所述防浪涌�？榈牡谝皇涑龆耍龅缱鑂21的第二端为所述第一级滤波器的第一输出端，所述电阻R22的第一端接所述防浪涌�？榈牡诙涑龆耍龅缱鑂22的第二端为所述第一级滤波器的第二输出端，所述电容C21接在所述电阻R21的第二端与地之间，所述电容C22接在所述电阻R22的第二端与地之间。具体地，所述第二级滤波器包括共模电感LCM31、电容C31和电容C32 ;所述共模电感LCM31线圈一的第一端和第二端分别为所述第二级滤波器的第一输入端和第一输出端，所述共模电感LCM31线圈二的第一端和第二端分别为所述第二级滤波器的第二输入端和第二输出端，所述电容C31连接在所述第二级滤波器的第一输入端和第二输入端之间，所述电容C32连接在所述第二级滤波器的第一输出端和第二输出端之间。具体地，所述过压保护�？榘ㄒ桓鏊蛩蔡种贫蹹41 ;所述双向瞬态抑 制二极管D41的第一端和第二端分别与所述第二级滤波器的第一输出端、第二输出端相连，所述双向瞬态抑制二极管D41的第一端和第二端同时分别为所述抗干扰电路的正输出端和负输出端。本实用新型的另一目的在于提供一种包括了上述抗干扰电路的两线制变送器，此变送器的种类包括但不限于压力变送器、温度变送器、浓度变送器、流量变送器、湿度变送器、气体变送器和液位变送器等。本实用新型提供的适用于两线制变送器的抗干扰电路，包括依次连接的防浪涌�？�、第一级滤波器、第二级滤波器和过压保护�？樗牟糠郑哂蟹览谆骼擞亢涂沟缭锤扇殴δ埽梢韵灾岣吡较咧票渌推鞯奈榷ㄐ浴�
图I是本实用新型提供的适用于两线制变送器的抗干扰电路的结构框图；图2是本实用新型实施例提供的适用于两线制变送器的抗干扰电路的示例电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型提供的适用于两线制变送器的抗干扰电路，包括依次连接的防浪涌�？椤⒌谝患堵瞬ㄆ�、第二级滤波器和过压保护�？樗牟糠郑哂蟹览谆骼擞亢涂沟缭锤扇诺裙δ埽梢韵灾岣吡较咧票渌推鞯奈榷ㄐ�。图I是本实用新型提供的适用于两线制变送器的抗干扰电路的结构框图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型有关的部分，如图所示适用于两线制变送器的抗干扰电路，包括依次连接的防浪涌�？�10、第一级滤波器20、第二级滤波器30和过压保护�？�40;其中，防浪涌模块10连接在两线制变送器的正电源线和负电源线之间，对雷击感应的电压浪涌等形成电流回路以进行保护；第一级滤波器20与防浪涌�？�10的两个输出端相连，对防浪涌�？�10输出的信号进行滤波处理；[0024]第二级滤波器30与第一级滤波器20的两个输出端相连，抑制第一级滤波器输出信号的交流差模干扰；过压保护�？�40与第二级滤波器30的两个输出端相连，吸收经防浪涌�？�10处理后残余的浪涌能量及电源瞬间通断产生的瞬态高电压，保护后端电路不受损坏。图2是本实用新型实施例提供的适用于两线制变送器的抗干扰电路的示例电路图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例有关的部分。参照图2，对本实用新型实施例详述如下作为本实用新型的一实施例，防浪涌�？�10包括气体放电管TU11、气体放电管TU12、气体放电管TU13、压敏电阻VDR11、压敏电阻VDR12和压敏电阻VDR13 ;压敏电阻VDRll的第一端接两线制变送器的正电源线，压敏电阻VDRll的第二端接气体放电管TUll的第一端，压敏电阻VDR12的第一端接两线制变送器的负电源线，压敏电阻VDR12的第二 端接气体放电管TU12的第一端，气体放电管TUll的第二端与气体放电管TU12的第二端接地，气体放电管TU13的第一端接两线制变送器的正电源线、作为防浪涌�？�10的第一输出端，气体放电管TU13的第二端接压敏电阻VDR13的第一端，压敏电阻VDR13的第二端接两线制变送器的负电源线、作为防浪涌�？�10的第二输出端。雷击感应的电压浪涌使气体放电管两极电压达到其击穿电压后导通，随后与之串联的压敏电阻也导通，形成浪涌电流回路，绝大部分浪涌能量被释放，从而保护内部电路不受损坏。在本实施例中，采用气体放电管和压敏电阻串联的方式是因为两线制变送器除了具备4-20mA的输出外，部分变送器还支持数字通信，即电源线上存在频率较高的交流信号；此外，电源线上还可能存在由外部电源引入的高频干扰，为减小线间交流信号产生的泄漏电流，要求线间的寄生电容必须足够�。宸诺绻艿募纳缛莺苄。罂捎行Ъ跣∠呒涞募纳缛荨Ａ硪环矫妫捎谄宸诺绻芷绞贝τ诳纷刺士裳≡窠系脱姑舻缪沟难姑舻缱瑁换岬贾侣┑缌髟黾樱佣档颓段坏缪�。作为本实用新型的一实施例，第一级滤波器20包括电阻R21、电阻R22、电容C21和电容C22 ;电阻R21的第一端接防浪涌�？�10的第一输出端，电阻R21的第二端为第一级滤波器20的第一输出端，电阻R22的第一端接防浪涌�？�10的第二输出端，电阻R22的第二端为第一级滤波器20的第二输出端，电容C21接在电阻R21的第二端与地之间，电容C22接在电阻R22的第二端与地之间。第一级滤波器20实际是抗共模干扰的RC低通滤波器，根据不同变送器的实际需要，选择不同参数的电阻和电容，其通带的截止频率计算公式为
f — ^!_
2π RC
O作为本实用新型的一实施例，第二级滤波器30包括共模电感LCM31、电容C31和电容C32 ;共模电感LCM31的线圈一的第一端和第二端分别为第二级滤波器30的第一输入端和第一输出端，共模电感LCM31线圈二的第一端和第二端分别为第二级滤波器30的第二输入端和第二输出端，电容C31连接在第二级滤波器30的第一输入端和第二输入端之间，电容C32连接在第二级滤波器30的第一输出端和第二输出端之间。第二级滤波器30是具备抗共模干扰和差模干扰的复合型滤波器，共模电感LCM31可有效抑制电源线上的共模干扰；此外，共模电感LCM31和电容C31、电容C32的组合可看作是两个对称的η型滤波器，每个η型滤波器由共模电感LCM31的其中一个线圈和两个电容C31、C32组成，对称的结构也能有效抑制两条电源线之间的交流差模干扰。作为本实用新型的一实施例，过压保护�？�40包括一个双向瞬态抑制二极管D41 ;双向瞬态抑制二极管D41的第一端和第二端分别与第二级滤波器30的第一输出端、第二输出端相连，双向瞬态抑制二极管D41的第一端和第二端同时分别为抗干扰电路的正输出端和负输出端。由双向瞬态抑制二极管D41构成的过压保护�？�40主要用于吸收经防浪涌�？�10处理后残余的浪涌能量及电源瞬间通断产生的瞬态高电压，保护后端电路不受损坏。本实用新型提供的适用于两线制变送器的抗干扰电路，包括依次连接的防浪涌�？椤⒌谝患堵瞬ㄆ�、第二级滤波器和过压保护�？樗牟糠郑哂性诠ひ悼刂葡殖》览谆骼擞亢涂沟缭锤扇诺裙δ埽梢韵灾岣吡较咧票渌推鞯奈榷ㄐ�。本实用新型实施例还提供包括了上述抗干扰电路的两线制变送器，此变送器的种类包括但不限于压力变送器、温度变送器、浓度变送器、流量变送器、湿度变送器、气体变送·器和液位变送器等。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于两线制变送器的抗干扰电路，其特征在于，所述抗干扰电路包括 连接在所述两线制变送器的正电源线和负电源线之间，对雷击感应的电压浪涌等形成电流回路进行保护的防浪涌�？椋� 与所述防浪涌模块的两个输出端相连，对所述防浪涌�？槭涑龅男藕沤新瞬ù淼牡谝患堵瞬ㄆ鳎� 与所述第一级滤波器的两个输出端相连，抑制所述第一级滤波器输出信号的交流差模干扰的第二级滤波器； 与所述第二级滤波器的两个输出端相连，吸收经所述防浪涌�？榇砗蟛杏嗟睦擞磕芰考暗缭此布渫ǘ喜乃蔡叩缪沟墓贡；つ？�。
2.如权利要求I所述的抗干扰电路，其特征在于，所述防浪涌�？榘ㄆ宸诺绻躎U11、气体放电管TU12、气体放电管TU13、压敏电阻VDR11、压敏电阻VDR12和压敏电阻VDRl3 ； 所述压敏电阻VDRll的第一端接所述两线制变送器的正电源线，所述压敏电阻VDRll的第二端接所述气体放电管TUll的第一端，所述压敏电阻VDR12的第一端接所述两线制变送器的负电源线，所述压敏电阻VDR12的第二端接所述气体放电管TU12的第一端，所述气体放电管TUll的第二端与所述气体放电管TU12的第二端接地，所述气体放电管TU13的第一端接所述两线制变送器的正电源线、作为所述防浪涌�？榈牡谝皇涑龆耍銎宸诺绻躎U13的第二端接所述压敏电阻VDR13的第一端，所述压敏电阻VDR13的第二端接所述两线制变送器的负电源线、作为所述防浪涌�？榈牡诙涑龆�。
3.如权利要求2所述的抗干扰电路，其特征在于，所述第一级滤波器包括电阻R21、电阻R22、电容C21和电容C22 ； 所述电阻R21的第一端接所述防浪涌�？榈牡谝皇涑龆耍龅缱鑂21的第二端为所述第一级滤波器的第一输出端，所述电阻R22的第一端接所述防浪涌�？榈牡诙涑龆耍龅缱鑂22的第二端为所述第一级滤波器的第二输出端，所述电容C21接在所述电阻R21的第二端与地之间，所述电容C22接在所述电阻R22的第二端与地之间。
4.如权利要求3所述的抗干扰电路，其特征在于，所述第二级滤波器包括共模电感LCM31、电容C31和电容C32 ; 所述共模电感LCM31线圈一的第一端和第二端分别为所述第二级滤波器的第一输入端和第一输出端，所述共模电感LCM31线圈二的第一端和第二端分别为所述第二级滤波器的第二输入端和第二输出端，所述电容C31连接在所述第二级滤波器的第一输入端和第二输入端之间，所述电容C32连接在所述第二级滤波器的第一输出端和第二输出端之间。
5.如权利要求4所述的抗干扰电路，其特征在于，所述过压保护�？榘ㄒ桓鏊蛩蔡种贫蹹41 ； 所述双向瞬态抑制二极管D41的第一端和第二端分别与所述第二级滤波器的第一输出端、第二输出端相连，所述双向瞬态抑制二极管D41的第一端和第二端同时分别为所述抗干扰电路的正输出端和负输出端。
6.一种两线制变送器，其特征在于，所述变送器包括如权利要求1-5任一项所述的抗干扰电路。
7.如权利要求6所述的两线制变送器，其特征在于，所述变送器包括但不限于压力变送器、温度变送器、浓度变送器、流量变送器、湿度变送器、气体变送器和液位变送·器。
专利摘要本实用新型属于工业过程控制领域，尤其涉及一种两线制变送器及其抗干扰电路。本实用新型实施例提供的两线制变送器及其抗干扰电路，包括依次连接的防浪涌�？�、第一级滤波器、第二级滤波器和过压保护�？樗牟糠郑哂性诠ひ悼刂葡殖》览谆骼擞亢涂沟缭锤扇诺裙δ埽梢韵灾岣吡较咧票渌推鞯奈榷ㄐ�。
文档编号G01D3/028GK202693002SQ20122027598
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者葛逢春, 吴荣杰, 曲桂双 申请人:深圳市特安电子有限公司
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